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In Kürze
Erneuerbare Energien sind Energiequellen, die sich schnell und von selber regenerieren. Somit kann man diese Energiequellen als nach menschlichem Ermessen unerschöpflich bezeichnen.
Unter anderen gehören auch Fliessgewässer und Grundwasser zu den erneuerbaren Energien, da sie sich auf natürliche Weise regenerieren. Für die Schweiz ist es von ihrer Topografie und ihrem Niederschlagsreichtum her naheliegend, dass erneuerbare Energie überwiegend aus Wasserkraft gewonnen wird.
Der in der Schweiz erzeugte Strom stammt zu etwa 57 % aus Wasserkraft, je etwa zur Hälfte aus Flusskraftwerken und Speicherkraftwerken (Stauseen). Flusskraftwerke nutzen die grossen Wassermengen bei geringer Fallhöhe, während bei Speicherkraftwerken die Wassermengen geringer sind, dafür aber die Fallhöhen über 1000 Meter erreichen können.
Die Geothermie beruht auf der Nutzung der Temperatur eines ober- oder unterirdischen Gewässers und findet zur Erzeugung von Wärme (Wärmepumpen) und/oder Kälte (Geocooling) breite Anwendung, weil diese Wasserenergiequellen leicht angezapft werden können und eine gute Energieeffizienz aufweisen. Das Grundwasser in tieferliegenden Grundwasserleitern wird mit absteigender geothermischer Tiefenstufe immer wärmer (zwischen 1.5 und 3 °C / 100 m), wodurch sich die Möglichkeit von Fernwärme- oder Stromerzeugungsprojekten eröffnet. In der Schweiz sind solche Projekte aber nicht so zahlreich, weil die Erschliessung einer solchen Ressource technisch schwierig (grosse Bohrtiefen) und in der Realisierung kostspielig ist, und weil sie negative Auswirkungen auf die Umwelt haben kann.
Für die politischen, strategischen und (sicherheits)technischen Aspekte der erneuerbaren Energien aus Wasser ist in der Schweiz das Bundesamt für Energie (BFE) zuständig, während die ökologischen Aspekte (Restwassermengen, Gewässerschutz, Umweltbelastung etc.) unter die Zuständigkeit des Bundesamt für Umwelt (BAFU) fallen. Die Aufgabe des Kantons besteht darin, die Gesetzgebung des Bundes zu vollziehen.
Erneuerbare Energien - Daten
Der Wasserkraftwerkspark der Schweiz besteht heute aus 543 Zentralen (Kraftwerke mit einer Leistung von mindestens 300 kW), welche pro Jahr durchschnittlich rund 35'600 Gigawattstunden (GWh) Strom produzieren. Davon werden rund 47% in Laufwasserkraftwerken, 49% in Speicherkraftwerken und rund 4% in Pumpspeicherkraftwerken erzeugt. Zwei Drittel dieser Energie stammen aus den Bergkantonen Uri, Graubünden, Tessin und Wallis. Beachtliche Beiträge liefern auch die Kantone Aargau und Bern. Aus Zentralen internationaler Wasserkraftanlagen an Grenzgewässern stammen rund 10% der schweizerischen Wasserkrafterzeugung (Quelle: www.bfe.admin.ch).
Der Walliser Wasserkraftpark umfasst vorab die grossen Staubecken: Grand Dixence, Mauvoisin, Mattmark, Emosson und Gougra. In aufsteigender Zahl sind Kleinkraftwerke, die dank der kostendeckenden Einspeisevergügung (vgl. KEV) insbesondere für die Berggemeinden beachtliche Bedeutung erhalten. Man zählt heute bereits ca. 60 Kleinkraftwerke (Quelle: www.energyforum-vs.ch).
Karte der Zentralen von Wasserkraftanlagen der Schweiz mit einer maximal möglichen Leistung ab Generator von mindestens 10 MW (Quelle: www.bfe.admin.ch).
Thermische Nutzung von Gewässern und Grundwasser
2017 wurden in der Schweiz über 3'800'000 Megawattschtunden (MWh) Energie aus geothermischen Quellen erzeugt. Insgesamt ist das mehr Wärme als in den 30 Abfallverbrennungsanlagen der Schweiz produziert wurde. Die erzeugte geothermische Energie stammt zu 80% aus Erdwärmesonden. Die thermische Nutzung von Grundwasser macht etwa 12% davon aus, das sind 450'000 MWh (Quelle: geothermie-schweiz.ch).
Bohrbewilligungen für solche Energienutzungen erteilt im Kanton Wallis die Dienststelle für Umwelt, die Betriebskonzessionen hingegen die Gemeinden (als Eigentümmerinnen des Grundwassers). Die ersten Anlagen zur thermischen Nutzung von Gewässern und Grundwasser entstanden Ende der 1980er Jahre. Heute zählt man über 1000 solcher Anlagen - bei immer noch steigender Nachfrage.
Der Kanton Wallis stellt auf seinem Geoportal eine Karte der Zulässigkeit von Erdwärmesonden zur Verfügung.
admissibilité des sondes géothermiques en Valais sur son géoportail.
Die thermische Nutzung tiefer Grundwasserleiter (inkl. direkter Nutzung des Wassers und von Tunnelwasser macht 6% der in der Schweiz erzeugten geothermischen Energie aus, das sind 225'000 MWh (Quelle: geothermie-schweiz.ch).
In der Datenbank BDFGeotherm für geothermische "Fluids" (Wasser) sollen die vorhandenen, aber oft verstreuten und nur schwer erhältlichen Daten gesammelt und leicht zugänglich gemacht werden. Insgesamt sind in der Datenbank 84 Standorte erfasst, mit Informationen über die thermischen Fluids, die in nachstender Karte eingezeichnet sind; 12 dieser Standorte befinden sich im Wallis (Quelle: CREGE).
Ansicht der in der Datenbank BDFGeotherm erfassten geothermischen Standorte. Quelle: CREGE, Universität Neuenburg.
Erneuerbare Energien - Indikatoren
Entwicklung der Wasserkraft in der Schweiz
Nachdem gegen Ende des 19. Jahrhunderts der Ausbau der Wasserkraftnutzung begonnen hatte, setzte zwischen 1945 und 1970 eine eigentliche Blütezeit ein, während der im Unterland zahlreiche neue Laufkraftwerke und auch die grössten Speicheranlagen erstellt wurden (Quelle: bfe.admin.ch).
Wasserkraftanlagen der Schweiz – Entwicklung der Produktion von 1913 bis 2019. Quelle: bfe.admin.ch.
Entwicklung der thermischen Nutzung von Grundwasser bei Sitten
Die nachstehende Grafik zeigt die Entwicklung der aus dem Rhone-Grundwasser bei Sitten erzeugten kumulierten Leistung. Schon ab den 2000er Jahren wurden zahlreiche geothermische Doubletten eingelassen, wobei man mit den meisten Projekten Kälte produzieren wollte (freecooling). Doubletten für die Wärmegewinnung erhielten dann ab 2003, mit Einführung der Minergie- und Minergie-P-Labels, einen starken Aufschwung (Quelle: Geothermie-Schweiz).
Entwicklung der aus dem Rhone-Grundwasser bei Sitten erzeugten kumulierten Leistung (Quelle: Geothermie-Schweiz).
Entwicklung der erneuerbaren Energien (ohne Wasserkraft)
Das Bundesamt für Energie liefert jährliche Statistiken zur Entwicklung der erneuerbaren Energien seit dem Jahr 2000 für die "neuen" Energieträger (Sonne, Erdwärme, Wind, Holz, Biogas, Abfälle). In der nachstehenden Statistik wird zwischen Strom- und Wärmeproduktion unterschieden.
Entwicklung der Produktion von erneuerbarem Strom (links, ohne Wasserkraft) und von erneuerbarer Wärme (rechts, klimabereinigt) in GWh für die einzelnen Energieträger seit 2000. Quelle: bfe.admin.ch.
Erneuerbare Energien - Rechtsgrundlage und Richtlinien
Erneuerbare Energien - Publikationen
Dieses Vollzugshilfemodul erläutert die Finanzierung ökologischer Sanierungsmassnahmen an bestehenden Wasserkraftanlagen. Dabei geht es hauptsächlich um die Schwall/Sunk-, Geschiebe- und Fischwanderungsproblematik. Die Kosten dieser Massnahmen werden von der nationalen Netzgesellschaft (Swissgrid) entschädigt. Das Modul erläutert, welche Bedingungen und Auflagen für den Erhalt einer Entschädigung erfüllt sein müssen und wie das Verfahren abgewickelt wird.
Dieses Modul der Vollzugshilfe «Renaturierung der Gewässer» zeigt ein zweckmässiges Vorgehen auf, wie die Anforderungen der Gewässerschutzgesetzgebung im Bereich Sanierung Geschiebehaushalt erfüllt werden können. Es beschreibt die einzelnen Planungsschritte und behandelt primär die strategische Planung, welche durch die Kantone bis 2014 erarbeitet werden muss.
Im Rahmen des Projekts «Klimaänderung und Hydrologie in der Schweiz» (CCHydro) beschreibt dieser Bericht des BAFU die Auswirkungen des Klimawandels auf die Ressource Wasser bis zum Jahr 2100. Der Temperaturanstieg und die jahreszeitliche Umverteilung der Niederschläge werden den Gewässerhaushalt, vor allem in den Alpen, erheblich beeinflussen. Auch die Gletscherschmelze wird sich auf die Abflussmengen im Sommer auswirken.
Im Laufe seines Entwicklungszyklus unternimmt der Fisch auf- und abwärts gerichtete Wanderungen entlang von Fliessgewässern. Die Sicherstellung eines longitudinalen Kontinuums ist eine wichtige Bedingung für das Überleben der Fischpopulationen. Diese Publikation erläutert die Problematik und enthält eine Reihe von Empfehlungen, um die Wiederherstellung der Fischwanderung bei kleinen und mittelgrossen Wasserkraftwerken zu gewährleisten.
Empfehlung zur Erarbeitung kantonaler Schutz- und Nutzungsstrategien im Bereich Kleinwasserkraftwerke(BAFU, 2011)
Die kostendeckende Einspeisevergütung (KEV) für Strom aus erneuerbaren Energien hat in der Schweiz zahlreiche Projekte für Kleinwasserkraftwerke ausgelöst, die aus der Sicht Stromproduktion, Gewässerschutz und Landschaftsschutz geprüft werden müssen. Diese Vollzugshilfe soll die Kantone bei dieser Aufgabe unterstützen. Sie enthält ökologische, energetische und wirtschaftliche Kriterien, die bei der Abwägung zwischen Schutz- und Nutzinteressen berücksichtigt werden können.
Die Durchführung der Umweltverträglichkeitsprüfung (UVP) für Wasserkraftanlagen erlaubt es, die Projekte wirtschaftlich und ökologisch zu optimieren. Im Verlauf einer solchen UVP können eine Reihe von Fragen auftauchen. Bei den materiellen Aspekten können folgende Fragen auftreten: Auf welche Umweltbereiche wirken sich Wasserkraftanlagen hauptsächlich aus? - Welche umweltrelevanten gesetzlichenVorschriften sind in einem konkreten Fall wie anzuwenden? - Welches sind die Schutzziele? - Welche Umweltschutzmassnahmen sind vorzusehen, um Auswirkungen von Wasserkraftanlagen zu vermeiden, zu beschränken oder auszugleichen? Diese Publikation soll helfen, Antworten auf diese teilweise komplexen Fragen zu finden.
Diese Vollzugshilfe soll die Harmonisierung der Bewilligungspraxis für Erdwärmesonden, Grundwasserwärmepumpen, Erdregister, Erdwärmekörbe und Energiepfähle in der Schweiz sicherstellen. Zudem legt sie, gestützt auf die Gewässerschutzgesetzgebung, die erforderlichen Schutzmassnahmen fest. Nicht Gegenstand dieser Vollzugshilfe sind die tiefen Geothermiebohrungen, da deren Bewilligung individuell geprüft werden muss. Die Vollzugshilfe richtet sich primär an die Vollzugsbehörde und an Fachleute im Bereich Erdwärmenutzung, aber auch an potenzielle Bauherrschaften.
Diese Broschüre soll die Geothermie in der Schweiz fördern. Sie zeigt das Potenzial dieser Energiequelle, die heutigen Technologien, ein paar laufende Projekte sowie die Voraussetzungen für ihre Nutzung. Sie enthält auch eine ganze Reihe nützlicher Links.
Diese Broschüre enthält viele wichtige Informationen über Wärmepumpen.
Die gesammelten Publikationen des Bundes zum Thema Wasser sind hier erhältlich.
Bei einer Vielzahl von Wasserkraftwerken im Wallis laufen in den kommenden Jahrzehnten deren Konzessionen zur Nutzung der Wasserkraft aus. Der Kanton schlägt den Konzessionsgemeinden in einem Vademecum ein geeignetes Vorgehen und eine geeignete Organisation vor, um die Heimfälle und die zukünftige Nutzung der Wasserkraft im Kontext der kantonalen Wasserkraftstrategie zu klären.
Das Ziel der Wasserkraftstrategie ist es, dem Wallis die Möglichkeit zu verschaffen die Wasserkraft verstärkt unter seine Kontrolle zu bringen und gleichzeitig einen Mehrwert für den gesamten Kanton zu schaffen. Zur Erreichung dieses Zieles schlug der Staatsrat ein Modell vor, welches eine wirtschaftlich, industriell, rechtlich und politisch umsetzbare und tragbare Lösung erlaubt.
Erneuerbare Energien - Studien und Projekte
Grundlagenstudie zum Potenzial der Wasserkraft im Wallis
Eine Grundlagenstudie zum Potenzial der Wasserkraft im Wallis, welche von den Forces Motrices Valaisannes (FMV) im Auftrag des Departements für Finanzen und Energie erarbeitet wurde, listet die Wasserkraftwerke und mögliche Ausbaupotenziale auf Walliser Boden auf. Die Studie stellt erstmals den Grundsatz der «multifunktionalen Nutzung des Wassers in Einzugsgebieten» in einem überregionalen Kontext in den Vordergrund. Um die Herausforderungen eines Ausbaus der Wasserkraft zu bewältigen, die sich aus der Energiestrategie 2050 des Bundes und der Vision 2060 des Kantons ergeben, muss die Wasserkraft im Wallis den wachsenden Winterbedarf decken, den Zeitplan der Heimfälle berücksichtigen und ein nachhaltiges Gleichgewicht in Bezug auf die Umwelt herstellen. Der Absicht des Kantons folgend, eine aktive Rolle für die Versorgungssicherheit des Landes zu übernehmen, liefert die Studie ein vollständiges Bild des zusätzlichen Winterpotenzials aus der Wasserkraft, das im Wallis auf über 2’200 GWh geschätzt wird. Dies erfordert einen Ausbau der Speicherkapazität um 655 Millionen m3. Die Studie präsentiert auch die weiteren Schritte, welche mit den verschiedenen beteiligten Akteuren eingeleitet werden sollen.
Einwirkung von Wasserentnahmen auf das Geschiebe (BAFU)
Ein Forschungsprojekt, das Teil des NFP 70 HydroEnv: Optimizing environmental flow releases under future hydropower operation war und von Chrystelle Gabbud an der Universität Lausanne durchgeführt wurde, untersuchte die Auswirkungen von Stauwehren auf den Geschiebehaushalt von Gewässern. Parallel dazu befindet sich beim BAFU eine Vollzugshilfe zu diesem Thema in Arbeit. Diese kommende BAFU-Richtlinie ergibt sich aus der Revision von GSchG und GSchV 2011 bzw.2016 und hat zum Zweck, die Gewässer als natürliche Lebensräume aufzuwerten. Ziel ist es, dass die Schweizer Fliessgewässer zu einem naturnahen Zustand zurückfinden und so besser zur Erhaltung und Vergrösserung der Biodiversität in der Schweiz beitragen können. Dazu werden Massnahmen für die Sanierungen der Geschiebehaushalte von Fliessgewässern vorgeschlagen. Auch Methoden zur Erfolgskontrolle nach erfolgter Sanierung werden beschrieben.
Studie zum Ausbaupotenzial der Wasserkraft in der Schweiz
Die schweizerische Wasserkraft trägt heute mit gegen 60 Prozent massgeblich zur inländischen Stromproduktion bei. Der Erhalt und weitere Ausbau dieser erneuerbaren Energiequelle ist daher ein erklärtes Ziel der Energiestrategie 2050. Das geltende Energiegesetz legt für das Jahr 2035 eine durchschnittliche Jahresproduktion von mindestens 37‘400 Gigawattstunden (GWh) als Richtwert fest. Gemäss Botschaft zur Energiestrategie 2050 soll dieser Wert bis 2050 auf 38‘600 GWh ansteigen. Eine neue Studie des Bundesamts für Energie (BFE) untersucht, ob dieser angestrebte Ausbau aufgrund der vorhandenen Potenziale erreicht werden kann.
Stauseen im Klimawandel (Alpiq)
Zwischen dem Rückzug der Gletscher und dem Nutzungspotenzial der Stauseen im Wallis besteht ein Zusammenhang, sodass man bis 2070-2090 mit einem Produktionsrückgang von 1 TW/Jahr für die Schweiz rechnet, zur Hälfte für das Wallis. Der klimatisch bedingte Rückzug der Gletscher eröffnet auch Perspektiven für eine Steigerung der Stromerzeugung, da durch das Abschmelzen neue Gletscherseen entstehen werden. Doch die Klimaerwärmung fördert auch das Auftauen des Permafrosts, was zu einer Destabilisierung der Hänge und einer Zunahme der Fels- und Bergstürze und somit zu einer erhöhten Gefahr für die Infrastrukturen führen dürfte (erhöhte Sicherheitskosten). Die Anlagenbetreiber beschäftigen sich zurzeit intensiv mit den Auswirkungen des Klimawandels auf die Stauseenutzung (verfügbare Wasserressourcen, Betriebssicherheit etc.) und suchen aktiv nach Synergien für eine langfristig bessere Bewirtschaftung der Wasserkraftenergie.
NELAK: Seen als Folge schmelzender Gletscher: Chancen und Risiken (NFP 61)
Die anhaltende globale Erwärmung führt bei realistischen Klimaszenarien für das 21. Jahrhundert zum raschen Abschmelzen grosser Teile der heutigen Gletscher in den Alpen. Ein digitales "Geländemodell ohne Gletscher" zeigt, wo in den nächsten Jahrzehnten neue Seen mit einer Gesamtfläche von mehr als 50 km2 entstehen können. Neben zahlreichen kleinen Seen wird es auch einige grössere Seen mit Tiefen über 100 m und Volumen über 10 Mio. Kubikmeter geben. Das interdisziplinäre Projekt stellte alle vorhandenen Informationen zur Entstehung von Seen zusammen und zeigt dadurch Handlungsoptionen auf für den Umgang mit diesem Phänomen. Fallbeispiele zeigen (a) die Entstehung und Charakteristik der neuen Seen in Raum und Zeit, (b) die potenziell von diesen Seen ausgehenden Naturgefahren, (c) die Nutzungspotenziale für die Energiewirtschaft, (d) die touristischen Perspektiven und (e) die rechtlichen Fragen hinsichtlich Eigentum, Verantwortung, Nutzung und Schutz (Source: PNR 61).
GEOTHERMOVAL (CREALP)
Gestartet Ende der 1980er Jahre, diente das Programm GEOTHERMOVAL dazu, das Potenzial der geothermischen Ressourcen das Kantons Wallis als Alternativenergie zu bewerten, vor allem für die Produktion von Wärme (Fernwärme, Wasserwärmepumpe und Direktnutzung). An etwa 10 Standorten im Wallis wurden die hydrogeologischen Bedingungen untersucht und in Saillon wurde 1996 eine Bohrung von 929 m Tiefe ausgeführt (JAFE). Diese führte nicht zu den erhofften Ergebnissen (0.6. MWth nutzbar, statt den erwarteten 2 MWth). Mit dem 2010 gestarteten Projekt GEOTHERMOVAL II wollte man einen Thermalgrundwasserleiter (40°C<T<100°C) unter der Schwemmfüllung der Rhone in der Region Martigny erschliessen. Auf der Grundlage geophysikalischer Untersuchungsergebnisse und prognostischer geologischer Querschnitte schlug das CREALP 2 Standorte als Kandidaten für Erkundungsbohrungen vor.
Die Ergebnisse des Projekts GEOTHERMOVAL II finden Sie hier.
Erneuerbare Energien - Nützliche Links
Dienststelle für Energie und Wasserkraft (DEWK)
Die Dienststelle für Energie und Wasserkraft (DEWK) bietet eine Fülle von Informationen zum Thema Energie an:
Bundesamt für Energie (BFE)
Das Bundesamt für Energie publiziert wertvolle Informationen über:
EnergyForum Valais/Wallis
Das EnergyForum Wallis ist eine Diskussions- und Austauschplattform zu Energiefragen des Departements für Volkswirtschaft, Energie und Raumentwicklung (DVER) sowie der Fachhochschule HES-SO des Kantons Wallis. Sie enthält auch interessante Informationen über erneuerbare Energien.
Programm EnergieSchweiz
Swiss Small Hydro
Dieser Verband wirbt für die Nutzung der Kleinwasserkraft in der Schweiz.
Erneuerbare Energien - Kontakte