25.02.2020 | Speicherkraftwerke in der Schweiz liefern wichtigen Winterstrom

Mit allen Wassern gewaschen

In der Schweiz werden rund 60 Prozent der Elektrizität aus Wasserkraft produziert. Es sind pro Jahr durchschnittlich 36,5 TWh Strom. Dazu tragen mit 47 Prozent auch 83 Stauseen mit den dazugehörigen Kraftwerken bei. Als grösste Produzentin von erneuerbaren Energien betreibt Axpo viele Speicherkraftwerke in der Schweiz. Sie liefern auch wertvollen Winterstrom. 

Speicherkraftwerke haben einige Vorteile. Meist in den Alpen gelegen, halten sie das Wasser in höher gelegenen Stauseen zurück. Bei Bedarf wird das gespeicherte Wasser unter Ausnutzung einer Höhendifferenz und unter grossem Druck auf unten im Tal liegende Turbinen abgelassen, die einen Stromgenera-tor antreiben. So können sie ihre Produktion an den tagesaktuellen und den jährlichen Bedarf anpassen und produzieren wertvolle Spitzenenergie. Auch Axpo betreibt verschiedenen Speicherkraftwerke in der Schweiz. Wo diese liegen, kann man auf dieser Karte sehen. 

Die regulierbaren Speicherkraftwerke ermöglichen es, die unterschiedliche Verfügbarkeit von Wasser über die Jahreszeiten teilweise auszugleichen. Die heutigen Speicherseen dienen primär der Aufnahme der natürlichen Zuflüsse im Sommerhalbjahr für die Stromproduktion im Winterhalbjahr, was als saisonale Umlagerung bezeichnet wird. Die Speichermöglichkeiten und vor allem die Leistungsreserven sind für den Spitzenstrombedarf und die Versorgungssicherheit im europäischen Verbundnetz von grosser Bedeutung. 

Kapazität von knapp 9 TWh Strom

Gegenwärtig vermögen die Speicherkraftwerke maximal 8,85 TWh Energie zurückzuhalten, was knapp 30 Prozent des Schweizer Stromverbrauchs im Winterhalbjahr entspricht. Wie ein Blick in die Statistik des Bundesamtes für Energie zeigt, werden die Stauseen in der Schweiz bis Beginn des Winters möglichst gut gefüllt, damit im Winterhalbjahr Strom produziert werden kann. 

Füllungsgrad der Schweizer Stauseen

Denn in den Wintermonaten reicht die Schweizer Stromproduktion nicht aus, um die Nachfrage (rund 55 Prozent des jährlichen Stromverbrauchs) zu decken. So liegt der Endverbrauch in den Monaten Dezember bis Februar im Schnitt bei rund 5,5 TWh. Deshalb muss die Schweiz in dieser Jahreszeit Strom aus dem Ausland importieren. Das in den Stauseen zurückgehaltene Wasser kann hier mithelfen, das Defizit in der Schweizer Winterstromproduktion zu reduzieren, wie dies auch Solaranlagen in den Alpen könnten. Ein entsprechendes Pionierprojekt plant Axpo beim Muttsee im Glarnerland.

Bis 200 Meter hohe Mauern

Die meisten Schweizer Speicherkraftwerke entstanden in den Jahren 1950 bis 1970. In dieser Zeit wurden beispielsweise auch die grossen Talsperren mit Höhen von über 200 m realisiert (Grande Dixence und Mauvoisin im Wallis, Verzasca/Contra und Luzzone im Tessin).

Fast 90 Prozent der Staumauern dienen der Stromproduktion, die übrigen vor allem der Wasserversorgung oder dem Rückhalt von Hochwasser, Geschiebe oder Lawinen. Die Sicherheit der Stauanlagen wird vom Bund überwacht.

Es gibt drei verschiedene Typen von Staumauern in der Schweiz: 

  • Erdschüttdamm: Beim Erdschüttdamm handelt es sich um eine Aufschüttung von Gestein und Erde mit Dichtkern. Im Gegensatz zu den Betonstaumauern besitzen die Erdschüttdämme einen Querschnitt, der eine viel grössere Breite als Höhe aufweist. Die Stabilität des Bauwerks ist durch das Eigengewicht und den flachen Böschungswinkel gegeben. 
  • Gewichtsstaumauer: Eine Gewichtsstaumauer wird aus Beton oder Mauerwerk gebaut und besitzt grundsätzlich einen dreieckigen Querschnitt, der an der Sohle sehr breit ist und sich zur Mauerkrone hin verkleinert. Diese Talsperre hält dem Druck der Wassermassen allein aufgrund ih-res Gewichtes stand. Gewichtsstaumauern eignen sich in breiten, weniger tiefen Tälern mit schwach geneigten Talflanken.
  • Bogenstaumauer: Die Bogenstaumauer besteht grundsätzlich aus Beton. Im Gegensatz zur Gewichtsstaumauer setzt eine Bogenstaumauer dem horizontalen Druck des Wassers nicht ihr Eigengewicht entgegen, sondern leitet die Kräfte links und rechts in den Fels. Bogenstaumauern eignen sich besonders in engen, steilen Tälern und sind vorwiegend im Hochgebirge anzutreffen.

Erdschüttdamm und Stausee Mattmark; Der Damm ist 117 Meter hoch und hat eine Kronenlänge von 780 Metern und ein Volumen von 10,5 Mio. m3

Gewichtstsaumauer Panix: Sie ist maximal 53 Meter hoch (Höhe über Fundament), die Krone ist 270 Meter lang. Das Volumen der Sperre beträgt 161'000 m3

Bogenstaumauer Curnera: Die Staumauer ist 153 Meter hoch und 350 Meter lang. Das Volumen der Tal-sperre beträgt 562'000 m3

Sichere Talsperren

Für alle Schweizer Stauanlangen (sog. Talsperren) sind regelmässige Sicherheitsnachweise zu erbringen. Neben bautechnischen Verhaltensanomalien sind mögliche Gefahren Erdbeben, Hochwasser sowie Felsstürze oder Lawinen. Details dazu finden Sie auf der Webseite des Schweizer Wasserwirtschaftsverbandes (Sicherheit von Talsperren). Dank dieser systematischen Überprüfung können allfällige Schwächen oder abnormes Verhalten einer Anlage entdeckt werden, lange bevor die Sicherheit gefährdet ist. 

Der grösste Speichersee


Wie die Bewirtschaftung eines Speichersees funktioniert, lässt sich exemplarisch zeigen. Der durch die Staumauer Grande Dixence, die höchste Gewichtsstaumauer der Welt, aufgestaute Lac des Dix im Kanton Wallis ist der grösste Speichersee der Schweiz. Die Kraftwerke, an denen auch Axpo mit rund 13 Prozent beteiligt ist. können ein Wasservolumen von 400 Mio. m3 nutzen. Das entsprich einem Energieinhalt von 1,5 TWh.  Die durchschnittliche Jahresproduktion liegt bei rund 2 TWh. Davon fallen rund 70 Prozent im Winterhalbjahr an. Das heisst: Das im See gespeicherte Wasser wird in einem Jahr rund 1,5 Mal umgesetzt. 

Die Anlage von Grande Dixence sammelt das Wasser von 35 Walliser Gletschern. Das Speichervolumen des Sees reicht allerdings nicht aus, um alles Sommerwasser für den Winter zu speichern. Deshalb wird das Wasser zusätzlich zur saisonalen Umlagerung nach wirtschaftlichen Kriterien auch im Sommerhalbjahr genutzt.

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