Das Ausbaupotential der Wasserkraft

Inhaltsverzeichnis

Vorwort

Management Summary

1 Einleitung
1.1 Ausgangslage
1.2 Problemanalyse
1.3 Zielsetzung, Forschungsziel
1.4 Forschungsfrage
1.5 Inhaltliche Abgrenzung
1.5.1 Analytische Bedingungen
1.5.2 Geografische Bedingungen
1.5.3 Allgemeine Bedingungen
1.6 Aufbau der Arbeit

2 Theoretisches Grundgerust
2.1 Allgemeines
2.2 Energie & Energiewirtschaft
2.3 Wasserkraft
2.4 Wasserkraftwerkstypen
2.4.1 Laufkraftwerke
2.4.2 Speicherkraftwerke
2.4.3 Pumpspeicherkraftwerke
2.5 Energieproduktion
2.6 Ausbau der Wasserkraft
2.6.1 Technisches Ausbaupotential
2.6.2 Hindernisse fur den Ausbau
2.7 Hauptkomponenten eines Wasserkraftwerks
2.7.1 Wasserturbinen
2.7.1.1 Francisturbine
2.7.1.2 Kaplanturbine
2.7.1.3 Kaplan-Rohrturbine
2.7.1.4 Peltonturbine
2.7.1.5 Ossbergturbine
2.7.2 Generator
2.7.3 Transformator

3 Empirische Untersuchung
3.1 Allgemeine Vorgehensweise
3.2 Untersuchungsmethodik
3.3 Begrundung der Stichprobenauswahl - Auswahl Wasserkraftwerke
3.4 Begrundung der Stichprobenauswahl - Auswahl Experten
3.5 Ubersicht der Stichprobenauswahl
3.5.1 Ubersicht Stichprobenauswahl - Wasserkraftwerke
3.5.2 Ubersicht Strichprobenauswahl - Experten
3.6 Beschreibung der Stichprobenauswahl
3.6.1 Beschreibung der Experten
3.6.2 Beschreibung der Wasserkraftwerke
3.6.2.1 Albula-Landwasser Kraftwerke AG
3.6.2.2 AG Kraftwerk Wagital
3.6.2.3 Kraftwerk Eglisau-Glattfelden AG
3.6.2.4 Kraftwerke Sarganserland AG
3.6.2.5 Kraftwerke Axpo Power AG
3.7 Aufbau Interview und Operationalisierung
3.7.1 Herleitung der Interviewfragen
3.7.2 Operationalisierung
3.8 Vorbereitung, Kontaktaufnahmen & Testlauf
3.9 Qualitative Datenerhebung

4 Darstellung der Ergebnisse
4.1 Allgemeines
4.2 Gruppe 1 - Erhobene Daten, keinen direkten Bezug zur Forschungsfrage
4.2.1 Merkmale Interviewfragen 1 & 3
4.2.2 Merkmale Interviewfrage 2 respektive 4
4.2.3 Merkmale Interviewfrage 11
4.3 Gruppe 2 - Fragen, welche direkten Bezug zur Forschungsfrage besitzen
4.3.1 Merkmale Interviewfrage 5
4.3.2 Merkmale Interviewfrage 6
4.3.3 Merkmale Interviewfrage 7
4.3.4 Merkmale Interviewfrage 8
4.3.5 Merkmale Interviewfragen 9, 9a
4.3.6 Merkmale Interviewfrage 10
4.4 Erkenntnisse
4.4.1 Albula-Landwasser Kraftwerke AG (KW Filisur & Tiefencastel)
4.4.2 Kraftwerk Eglisau-Glattfelden
4.4.3 Kraftwerk Fatschbach
4.4.4 Kraftwerk Sarelli
4.4.5 Kraftwerk Wildegg-Brugg
4.5 Konklusion
4.5.1 Projektion der Ergebnisse
4.6 Grenzen der Aussagekraft
4.7 Praxisbezug

5 Schluss
5.1 Fazit
5.2 Ausblick
5.2.1 Stichprobe erweitern
5.2.2 Wirtschaftliche Relevanz einer Erneuerung

6 Anhang
6.1 Literaturverzeichnis
6.2 Abbildungsverzeichnis
6.3 Tabellenverzeichnis
6.4 Abkurzungsverzeichnis
6.5 Beschreibung Kraftwerksportfolio
6.5.1 Albula-Landwasser Kraftwerke AG - Kraftwerke Filisur und Tiefencastel
6.5.1.1 Kraftwerk Filisur
6.5.1.2 Kraftwerk Tiefencastel
6.5.2 AG Kraftwerk Wagital - Kraftwerke Rempen und Siebnen
6.5.2.1 Kraftwerk Rempen
6.5.2.2 Kraftwerk Siebnen
6.5.3 Kraftwerk Eglisau-Glattfelden AG
6.5.4 Kraftwerk Fatschbach
6.5.5 Kraftwerke Sarganserland AG - Kraftwerke Mapragg und Sarelli
6.5.5.1 Kraftwerk Mapragg
6.5.5.2 Kraftwerk Sarelli
6.5.6 Kraftwerk am Lontsch
6.5.7 Kraftwerk Ruchlig
6.5.8 Kraftwerk Wildegg-Brugg
6.6 Qualitative Expertenbefragung - Interview
6.6.1 Qualitative Expertenbefragung - Interviewfragen
6.6.2 Qualitative Expertenbefragung - Transkribierte Interviews
6.6.2.1 Albula-Landwasser Kraftwerke AG - Kraftwerke Filisur und Tiefencastel
6.6.2.2 AG Kraftwerk Wagital - Kraftwerke Rempen und Siebnen
6.6.2.3 Kraftwerk Eglisau-Glattfelden AG
6.6.2.4 Kraftwerk Fatschbach
6.6.2.5 Kraftwerke Sarganserland AG - Kraftwerk Mapragg und Sarelli
6.6.2.6 Kraftwerk am Lontsch
6.6.2.7 Kraftwerk Ruchlig
6.6.2.8 Kraftwerk Wildegg-Brugg
6.6.3 Qualitative Expertenbefragung -Antwortanalyse
6.6.4 Qualitative Expertenbefragung - Zusammenfassung Antwortanalyse
6.6.4.1 Frage 5
6.6.4.2 Frage 6
6.6.4.3 Frage 7
6.6.4.4 Frage 8
6.6.4.5 Frage 9a
6.6.4.6 Frage 10

Vorwort

Die Wasserkraft ist eine faszinierende und doch sehr komplexe Branche, welche auf eine historische Entwicklung zuruckgreift und diverse Facetten aus verschiedenen Disziplinen miteinander verbindet; Gletscherkunde, Hydrologie, Okologie, Geologie, Kultur, Politik, der technologische Wandel, um nur einige davon zu nennen.

Meine ersten Berufserfahrungen mit dem Thema Wasserkraft verdeutlichten mir, dass die Wasserkraft nicht nur den Kraftwerksbetreiber monetare Entschadigungen bringt sondern vielmehr okologische und soziale Massnahmen berucksichtigt, in dem sie die Landwirtschaft sowie die umliegende Natur schutzt und tatkraftig unter- stutzt.

Die Wasserkraft ist eines der grossten Schatze, welche die Schweiz aufgrund ihrer geologischen Beschaffenheit besitzt. Mehr als die Halfte des in der Schweiz produ- zierten Stroms stammt aus der Wasserkraft. Bereits unsere Vorfahren haben das enorme Potenzial, welches in der Wasserkraft schlummert, erkannt und entspre- chend darin investiert. Nun gilt es, die gunstige Ausgangslage, welche unsere Vor- fahren fur uns geschaffen haben, weiterzuentwickeln und die Wasserkraft mittels technischen Errungenschaften auszubauen.

Die gegenwartig diskutierte Thematik rund um die tiefen Energiepreise aufgrund der stark subventionierter Solar- und Windenergie - uberwiegend aus Deutschland - wirft die Frage auf, welche Massnahmen notwendig sind um umweltfreundliche Energieproduktion aus der Wasserkraft weiter zu steigern. Im Rahmen dieser Arbeit ist es ein Anliegen, der Frage nach genau diesem Ausbaupotential nachzugehen und einfache Moglichkeiten aufzuzeigen.

Management Summary

Der heutige Anteil an Wasserkraft in der Schweiz betragt gemass Statistik vom Bundesamt fur Energie (Stand: Jahr 2011) rund 56%. Mit dem geplanten Ausstieg aus dem Schweizer Atomprogramm und dem Verlust der privilegierten Atomstrom- Zusicherungen aus Frankreich, steuert die Schweiz jedoch auf eine Stromlucke zu. Dank der vom Bundesamt fur Energie (BFE) beschlossenen "Energiestrategie 2050" der Schweiz soll weiterhin eine hohe Stromversorgungssicherheit garantiert werden, jedoch ohne Kernenergie. Dabei soll verstarkt auf den Ausbau der Wasserkraft so- wie auf neue innovative Energien gesetzt werden.

Der Ausbau der Wasserkraft ist allerdings langst nicht so einfach umsetzbar wie die eigentliche Idee dahinter. Wie jungst Kurt Wiederkehr (2013) im Rahmen seiner Recherche schrieb, ist eine mengenmassige Ausdehnung der Energieproduktion aus Wasserkraft zwar willkommen, die Moglichkeiten sind aber klar beschrankt.

Bekannte Hindernisse fur den Ausbau sind dem aktuell schwierigen Marktumfeld zuzusprechen und den damit verbundenen stark subventionierten Wind- und Solar- strom, welcher die Energiepreise in die Tiefe fallen lasst. Sind die Gestehungskos- ten fur eine Kilowattstunde (kWh) hoher als diejenigen, welche bei einem Verkauf erzielt werden konnen, erstaunt es kaum, dass keine Investitionen in uberteuerte Wasserkraftanlagen getatigt werden.

Ahnlich sieht es beim Thema Konzessionsdauer aus. Wird eine Konzession, also das Wassernutzungsrecht fur ein Kraftwerk, nicht um eine weitere Konzessions- Periode (60 oder 80 Jahre) erweitert, ist es weder im Interesse der Kraftwerksge- sellschaft noch deren der Aktionare, Geld fur die ausgemusterten Kraftwerksanla- gen zu investieren. Ferner kommen regulatorische Massnahmen und gesetzliche Einschrankungen dazu, die eine Ausdehnung der aus Wasserkraft erzeugende Energie weiter hemmen.

Um diesem Trend entgegenzuwirken sollen in der vorliegenden Bachelor-Thesis Moglichkeiten aufgezeigt werden, einen Ausbau der Wasserkraft trotz schwierigen Marktverhaltnissen zu forcieren. Mittels Erhebung qualitativer Daten aus Expertenin- terviews sollen aus der Grundgesamtheit aller in der Schweiz betriebenen Wasser- kraftanalagen, elf reprasentative Wasserkraftwerke untersucht werden, um allfalli- ges Erneuerungs- oder Optimierungspotenzial zu definieren. Daraus sollen Mehrproduktionen resultieren, welche den Kraftwerksgesellschaften entsprechen- IV den monetaren Mehrwert generieren und gleichzeitig die stetig steigende Strom- nachfrage hemmen.

Die Umsetzung der aus den Experteninterviews entnommenen Erneuerungs- und Optimierungsmassnahmen hatte auf die Stichprobenauswahl eine totale Energie- produktionssteigerung von ca. 8.7% zu verbuchen. Wurde man diese Produktionss- eigerung auf alle Laufwasser-Kraftwerke der Schweiz projizieren, so wurde dies eine Mehrproduktion von uber 100‘000 GWh bedeuten und somit eine immense Produktionssteigerung.

Zu beachten gilt es jedoch, dass dies eine theoretisch errechnete Produktionsstei- gerung ist, welche auf die Ausgangslage der elf untersuchten Wasserkraftwerke basiert. Ferner sind nur die technischen Aspekte berucksichtigt ohne Einbezug der Wirtschaftlichkeit, der Okologie, der Politik oder der Gesetzgebung. Wurde man die Stichprobenauswahl oder die entsprechenden Auswahlkriterien verandern, so wurde sich hochstwahrscheinlich auch das Ergebnis der Untersuchung verandern.

Viel wichtiger als das eigentliche faktische Ergebnis ist allerdings die klar erkennba- re Tendenz, dass immenses Ausbaupotenzial in den bestehenden Kraftwerken schlummert, welches mit kleineren Erneuerungen und oder Optimierung ausgenutzt werden kann.

1 Einleitung

1.1 Ausgangslage

„Die Wasserkraft, auch Hydroenergie genannt, ist eine sehr interessante, saubere, regenerative sowie zukunftsweisende Energiequelle, die uber diverse physikalische Vorgange in Strom umgewandelt werden kann. Der Einsatz und der Betrieb von Wasserkraftwerken ist gesellschaftlich, politisch und wirtschaftlich breit abgestutzt und unumstritten.“ (Esposito & Butruce, 2013, S. 1)

„Das technisch nutzbare Wasserkraftpotenzial der Schweiz wird auf 41‘000 GWh geschatzt, von denen gegenwartig 35‘500 GWh genutzt werden. Die damit vorhan- dene Produktionsreserve lasst nach Meinung des Bundesamts fur Energie (BFE) fur einen weiteren Ausbau noch einen gewissen Spielraum offen. Dabei stehen die Op- timierung bestehender Anlagen sowie ein qualitativer Zubau im Fokus.“ (Mayer, 2009, S. n/a)

1.2 Problemanalyse

Der heutige Anteil an Wasserkraft in der Schweiz betragt gemass Statistik vom Bundesamt fur Energie (Stand Jahr 2011) rund 56%. Mit dem geplanten Ausstieg aus dem Schweizer Atomprogramm und dem Verlust der privilegierten Atomstrom- Zusicherungen aus Frankreich, steuert die Schweiz jedoch auf eine Stromlucke zu. Dank der beschlossenen "Energiestrategie 2050" der Schweiz (Bundesamt fur Energie BFE, 2012) soll weiterhin eine hohe Stromversorgungssicherheit garantiert werden, jedoch ohne Kernenergie. Dabei soll verstarkt auf den Ausbau der Wasserkraft sowie auf neue innovative Energien gesetzt werden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 1 - Szenarien Strombedarf Schweiz, Stromlucke, (Axpo Holding AG - Niklaus Zepf, 2010)

Auf lange Sicht steht die Wasserkraft in der Schweiz vor grossen Herausforderun- gen und grundlegenden Veranderungen, denen bereits heute mit entsprechenden Zielen, Strategien und Massnahmen begegnet wird. Sei es der Heimfall der Kraft- werksanlagen, die Neubestimmung bezuglich Abgabe des Restwassers oder die klimatischen Veranderungen. Fakt ist, dass mit einer Minderproduktion gegenuber heute zu rechnen ist.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Das Beispiel der Axpo Hydro AG veranschaulicht, dass die Wasserkraft eine schut- zenswerte und langfristige Investition ist, die es sich lohnt zu pflegen und instandzu- halten. Im oberen Diagramm ist deutlich erkennbar, dass nach Eintreten des Heim- falls (also dem Verfall der Wassernutzungsrechte) sowie sich andernde gesetzliche Massnahmen, die Energieproduktion deutlich abnimmt und damit die Produktions- kurve sinkt. Demzufolge sind Massnahmen zu entwickeln und umzusetzen, welche ein solches Szenario verhindern.

Auf jeden Fall bleibt die Wasserkraft in der Schweiz wegen der grossen Bedeutung fur die Netzstabilitat als Systemdienstleister, dem zunehmenden Bedarf an Leistung und dem okologischen Mehrwert der erneuerbaren Energie weiterhin attraktiv.

Aus diesem Grund soll in der bevorstehenden Bachelor-Thesis aufgezeigt werden, welches technische Ausbaupotential der Wasserkraft in der Schweiz moglich ist.

1.3 Zielsetzung, Forschungsziel

Mittels Erhebung qualitativer Daten aus Experteninterviews, sollen in der bevorste- henden Bachelor-Thesis Moglichkeiten erarbeitet und aufgezeigt werden, die den Ausbau der Wasserkraft vorantreiben und unterstutzen konnen. Im Hinblick auf das Forschungsziel werden folglich die wichtigsten technischen Komponenten auser- wahlter Kraftwerke identifiziert, von den Experten analysiert und entsprechend be- wertet. Abgeleitet werden daraufhin technische Erneuerungen, Sanierungen oder ganzheitliche Ersatzlieferung und in Form einer Ausbaupotenzial-Tabelle zusam- mengestellt.

Grundlage fur die beschriebene empirische Erhebung bildet die unter Kapitel 1.4 beschriebene Forschungsfrage.

1.4 Forschungsfrage

Folgende Fragestellung wird diese Arbeit leiten:

Wie gross ist das technische Ausbaupotenzial der Schweizer Wasserkraftwerke?

1.5 Inhaltliche Abgrenzung

Im Folgenden werden die inhaltlichen Abgrenzungen beschrieben, welche die Un- tersuchung der unter Kapitel 1.4 erwahnten Forschungsfrage erlauben.

1.5.1 Analytische Bedingungen

Fur eine vollumfangliche und marktgerechte Analyse bezuglich Ausbau der Wasser- kraft, mussten nebst dem technischen Potenzial auch folgende Faktoren beruck- sichtigt werden:

- Stand der heutigen Wasserkraftnutzung
- Entwicklung der Wasserkraft bis heute
- Okonomische Rahmenbedingungen
- Regulatorische Rahmenbedingungen

Auf die detaillierte Untersuchung dieser Kriterien wird in der vorliegenden Untersu- chung verzichtet. Die nachstehende Tabelle ermoglicht eine grafische Ubersicht uber die leitenden, inhaltlichen Abgrenzungen.

Ubersicht inhaltlicher Abgrenzung

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tab. 1 - Ubersicht Inhaltliche Abgrenzung

1.5.2 Geografische Bedingungen

Ferner wird sich die Untersuchung zum technischen Ausbaupotenzial der Wasser- kraft auf Schweizer Wasserkraftwerke beschranken. Somit kann aus der Grundge- samtheit aller Schweizer Wasserkraftwerke eine Stichprobe entnommen und an- hand der qualitativen Daten theoretisch auf die gesamte Schweizer Wasserkraft projiziert werden, um so das gesamtschweizerische Ausbaupotenzial abzuschatzen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 3 - Geografische Abgrenzung - Fokus Schweiz, (Axpo AG - Corporate Communications, 2012, S. n/a)

1.5.3 Allgemeine Bedingungen

In der vorliegenden Bachelor-Thesis wird davon ausgegangen, dass die bei den Experteninterviews aufgefangen qualitativen Daten, der Realitat entsprechen. Fer­ner wird vorausgesetzt, dass abgeleitete technische Massnahmen auch tatsachlich umgesetzt werden konnen.

Aufgegriffene technische Daten aus Dokumenten sowie Prospekten der Axpo Hol­ding AG sind vom Stand Oktober 2013. Spezielle Daten und Informationen bezug- lich Wasserkraftanlagen stammen aus dem Archiv des Bundesamtes fur Energie und sind, falls nichts anderes erwahnt, von der Statistik der Wasserkraftanlagen des Jahres 2012.

Der Zeithorizont fur die vorgeschlagenen zukunftigen Aus- und/oder Umbauten ist weder begrenzt noch eindeutig festgelegt. Es wird grundsatzlich davon ausgegan- gen, dass die beschriebenen Massnahmen in zeitnaher Zukunft umgesetzt werden konnen. Ein zeitlich vorgeschriebener Horizont fur die Erneuerungsmassnahmen wurde die Frage der Wirtschaftlichkeit andeuten, daher wurde spezifisch darauf ver- zichtet.

1.6 Aufbau der Arbeit

Die vorliegende wissenschaftliche Untersuchung wird folgendermassen strukturiert:

Einleitend werden Ausgangslage sowie die eigentliche Problemanalyse dargelegt, welche Aufschluss uber den eigentlichen Anstoss fur die vorliegende Untersuchung gibt. Zielsetzung sowie das eigentliche Forschungsziel sind gleichermassen Teil der Einleitung wie die inhaltliche Abgrenzung, welche der Untersuchung die Rahmen- bedingungen vorgibt.

Das theoretische Grundgerust ermoglicht einerseits eine grobe Einsicht in die viel- verstrickte Thematik der Wasserkraft und liefert andererseits die grundlegendsten Informationen bezuglich Kraftwerkstypen, Energieproduktion sowie den im der Ar­beit thematisierten Ausbaupotenzial. Zudem sind die wichtigsten Komponenten ei­nes Kraftwerks in Ihrer groben Funktionsweise beschrieben um eine klare Vorstel- lung zu ermoglichen.

Im wichtigsten Teil der Arbeit werden die Methodologie, das allgemeine Vorgehen sowie die Begrundungen fur die Stichprobenauswahl formuliert. Letzteres gliedert sich in zwei Teilen: Stichprobenauswahl aus der Grundgesamtheit aller Wasser- kraftwerke in der Schweiz sowie die Stichprobenauswahl fur die Expertenbefragung unter der Grundgesamtheit aller Axpo Power AG Mitarbeitenden. Ferner werden die beiden Stichproben detailliert beschrieben sowie die Hintergrunde fur die Auswahl erlautert ehe dann auf die Operationalisierung und die qualitative Untersuchung eingegangen wird.

Die Darstellung der Ergebnissen bildet ein wesentlicher Teil der Arbeit. Es be- schreibt im Detail die aufgefangenen Massnahmen und Vorschlage der Experten und liefert die Entscheidungshintergrunde. Beides wird grafisch unterstrichen und in Bezug zu jeder Interviewfrage gebracht. Die gewonnenen Erkenntnisse fliessen in tabellarischer Form zusammen und ermoglichen eine aussagekraftige Konklusion, welche einen direkten Bezug zur Forschungsfrage besitzt.

Im Schlussteil wird aus den gewonnene Erkenntnissen ein Fazit gezogen und mit- tels weiterfuhrenden Fragenstellungen ein Blick in die Zukunft gewagt.

Im Anhang werden alle Verzeichnisse sowie detaillierte Beschreibungen aufgelistet und zusammengestellt.

2 Theoretisches Grundgerust

2.1 Allgemeines

Die Wasserkraft spielt im Wasserschloss Europas - der Schweiz - eine tragende Rolle in der Energieproduktion. Die vernetze Thematik rund um die Wasserkraft besteht im Wesentlichen aus funf wichtigen Pfeilern: Gesetzgebung (bspw. regulato- rische Massnahmen zum Thema Restwasser), Politik, Okosystem, den Grundlagen der Okonomie sowie den speziellen technischen Komponenten. Diese funf Stutz- pfeiler spielen dabei vermehrt gegeneinander, sodass viele Ausbau-Projekte erst gar nicht uber den Status der Studie hinauskommen.

Das vorliegende theoretische Grundgerust soll helfen, die diversen Themen rund um die Wasserkraft verstandlich zu machen, ehe dann auf deren Ausbaupotential und die sich ergebenden Moglichkeiten eingegangen wird.

2.2 Energie & Energiewirtschaft

Der Begriff der Energiewirtschaft ist historisch mit der Industrialisierung sowie den sich standig andernden soziookonomischen Anforderungen gewachsen und um- schreibt alle Themenbereiche der Wertschopfungskette eines Energieversorgungs- unternehmens. Von der Energiequelle uber die Energiegewinnung im Kraftwerk, deren Speicherung in Form von Stauseen, bis hin zur Ubertragung, der Netzwirt- schaft, dem Handel und Vertrieb sowie deren endgultiger Abrechnung.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 4 - Wertschopfungskette eines EVUs, Eigene Darstellung in Anlehnung Kupsky (2013)

Die Energiewirtschaft und die bevorstehende Liberalisierung des Schweizer Strom- marktes stellt die hiesigen Energieversorgungsunternehmen (EVU) vor grosseren Aufgaben. Der stetig steigende Strombedarf der Schweizer Bevolkerung drangt die EVUs vermehrt die herrschende Stromlucke zu decken. Dies Bedarf einem stetigen Handel mit den benachbarten Landern, die an der europaischen Stromborse EEX Ihre Mehrproduktion zum Verkauf anbieten. Beispielweise wurden im Januar 2013 an der europaischen Stromborse EEX 221 Handelsteilnehmer aus 22 Lander ge- zahlt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 5 - Momentaufnahme Europaische Stromborse EEX im Januar 2013, (European Energy Exchange AG, 2013, S. 2)

2.3 Wasserkraft

Die Gewinnung von Energie in seiner primitivsten Form, mit Hilfe der Wasserkraft, ist eine der altesten Produktionsformen uberhaupt und reicht bis tief in die Ge- schichte der Menschheit. Verschiedene Zivilisationen nutzten kinetische Energie von kleinen Flussen oder Bachen, aufgefangen durch Wasserrader, um durch me- chanische Energie sich ihre tagliche Arbeit zu erleichtern. Heute wird die kinetische Energie, welche in Form von fliessendem Wasser dargeboten wird, primar dazu verwendet, elektrischen Strom zu gewinnen.

Das Funktionsprinzip bleibt dabei das Gleiche. Angestautes Wasser - aus Seen, Flussen, Bache, Stauseen etc. - fliesst ungebremst und meist mit einem hohen Druck auf eine Wasserturbine, welche durch den Druck des Wassers in Bewegung gesetzt wird. Diese Rotation der Wasserturbine wird mechanisch (mittels einer Wel­le, Kupplung) auf einen elektrischen Generator weitergeleitet, welcher durch die Rotationsbewegung Strom erzeugt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 6 - Funktionsprinzip am Beispiel KW Filisur, (Axpo Holding AG; Kraftwerksprospekt KW Filisur& Tiefencastel, 2011, S. n/a)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tab. 2 - Bezeichnungen Grafik Funktionsprinzip KW Filisur

2.4 Wasserkraftwerkstypen

Man unterscheidet im Grundsatz zwischen folgende drei Wasserkraftwerkstypen:

- Laufkraftwerke (Niederdruck und Hochdruck)
- Speicherkraftwerke
- Pumpspeicherwerke (inkl. Umwalzkraftwerke)

2.4.1 Laufkraftwerke

"Ein Laufwasserkraftwerk, Laufkraftwerk oder auch Flusskraftwerk ist ein Wasser- kraftwerk ohne Speichermoglichkeit fur das Betriebswasser. Das fur die Energiepro- duktion nutzbare Gefalle betragt meist nicht mehr als 50 Meter. Laufkraftwerke er- zeugen permanent Strom und werden daher zur Abdeckung der Grundlast verwendet. Die Energieerzeugung erfolgt kontinuierlich aufgrund des Wasserdarge- bots und weist dementsprechend einen saisonalen Charakter auf. Im Winter ist die Stromproduktion, bedingt durch die geringere Wasserfuhrung der Flusse, geringer als im Sommer. Die Laufkraftwerke gelten somit als Lieferanten von Bandenergie." (Hausermann, 2010, S. 10)

2.4.2 Speicherkraftwerke

Mit Hilfe von Speicherkraftwerken kann die energetische Verarbeitung entlang der Zeitachse etwas verschoben werden. Abhangig vom Full- und Entleerungsrhythmus werden Speicherkraftwerke in Tages-, Wochen-, Monats- und Jahresspeicher ge- gliedert. Besonders im alpinen Raum werden Speicherkraftwerke haufig als Jahres- speicher eingesetzt. Das Wasser wird dabei im Sommerhalbjahr gespeichert, um schwerpunktmaBig im Winterhalbjahr Strom zu produzieren.

"Bei den Speicherkraftwerken wird zwischen reinen Speicherwerken und Speicher- werken mit Zubringerpumpen unterschieden. Die reinen Speicherwerke nutzen das Wasser aus Speicherseen, welche ausschliesslich durch naturliche Zuflusse ge- speist werden (Einzugsgebiet). Bei Speicherwerken mit Zubringerpumpen wird auch Wasser aus topographisch tiefer liegenden Einzugsgebieten den Speicherseen zu- gefuhrt. Die Zuflusse sind naturgemass in den Sommermonaten wahrend der Schnee- und Gletscherschmelze am grossten. Das gespeicherte Wasser kann je nach Bedarf fur die Stromproduktion abgerufen werden: Uber ein grosses Gefalle wird dann jeweils das Wasser mittels Druckleitungen und Druck-schachten den Tur- binen zugefuhrt. Da Elektrizitat nicht auf Vorrat gehalten werden kann, bilden die Speicherseen eine wichtige Energiereserve, die vor allem zur Deckung des Spit- zenbedarfs im Winter dient. Ferner konnen Speicherwerke bei Betriebsstorungen in anderen Produktionsanlagen innert kurzer Zeit in Betrieb genommen werden und so die fehlende Energie im Netz ausgleichen. Die Speicherkraftwerke stellen den Be- darf nach elektrischer Energie zeitgerecht zur Verfugung und werden als sogenann- te Lieferanten von Spitzenenergie definiert." (Hausermann, 2010, S. 10)

2.4.3 Pumpspeicherkraftwerke

Ein Pumpspeicherkraftwerk ist eine besondere Form eines Speicherkraftwerkes. Pumpspeicherwerke zeichnen sich dadurch aus, dass sie entweder fur die Strom- produktion oder fur den Pumpbetrieb eingesetzt werden konnen. Gepumpt und tur- biniert wird uber die gleiche Hohendifferenz. In Zeiten geringer Energienachfrage werden bei den Pumpspeicherwerken Grundlastenergie aus anderen inlandischen Kraftwerken und Stromimporte dazu verwendet, Wasser aus einem tieferliegenden in ein hoher liegendes Speicherbecken hinauf zu pumpen. Die fur die Pumpen be- notigte Energiemenge ist grosser als die daraus erzeugte Spitzenenergie. Bei die- sem Prozess wird also keine zusatzliche Energie erzeugt, sondern nur die zeitliche Verfugbarkeit der Energie verschoben.

"Man unterscheidet zwischen zwei Typen von Pumpspeicherwerken. Bei reinen Pumpspeicherwerken, den sogenannten Umwalzwerken, fliessen keine naturliche Zuflusse ins Oberbecken. Sie nutzen also keine Fliessgewasser und produzieren im Endeffekt auch keine Energie. Neben diesen reinen Pumpspeicherwerken gibt es solche, die auch naturliche Zuflusse in das Oberbecken nutzen oder solche, die mittels Pumpen noch zusatzlich Wasser aus anderen Einzugsgebieten ins Oberbe- cken befordern.

Der Einsatz der Pumpspeicherwerke ist im Verbund mit Grundlast-Kraftwerken sinnvoll, weil sie uberschussigen Nacht- und Wochenendstrom in gefragten Werk- tag-Tagesstrom und insbesondere in Spitzenenergie umwandeln konnen. Immer bedeutender wird ihr Einsatz als Netzregler aufgrund der zukunftig stark zunehmen- den, zufallig anfallenden Netzbelastung aus den neuen erneuerbaren Energiequel- len (Windenergie, Photovoltaik) und bei unplanmassigen Ausfallen anderer Kraft- werke." (Hausermann, 2010, S. 11)

2.5 Energieproduktion

Das primare Ziel aller Kraftwerke, gleichgultig welcher Anlagentechnik, liegt darin, nutzbare Energie in Form von Strom zu erzeugen.

Wie jungst Nathani (2013) in einer Studie des BFE schrieb, ist die wichtigste erneu- erbare Energiequelle fur die Elektrizitatsproduktion der Schweiz mit gut 96% die Wasserkraft. Weiter beobachtete Nathani (2013) in der gleichen Studie, dass die Wasserkraft aber grossen jahrlichen Produktionsschwankungen ausgesetzt ist.

Grund fur die grossen Produktionsschwankungen ist bei Wasserkraftwerken das Wasserdargebot, welches nur bedingt kontrolliert werden kann. Das Wasserdarge- bot ist wetterbedingt und saisonalen Schwankungen ausgesetzt. Ein milder Winter bringt beispielsweise die Gletscher zum Schmelzen und erzeugt dadurch mehr Gletscherwasser welches in Seen oder Flussen fliesst. Ein reichhaltiger und anhal- tender Regen im Sommer kann ebenfalls die Flusse oder Seen fullen und damit die Produktion entsprechend steigern. Zu beachten gilt jedoch die vom Bund auferlegte maximale Staukote vor jedem Kraftwerk nicht zu uberschreiten. Sollte dieser Fall eintreten, sind die Kraftwerksbetreiber angewiesen das angestaute Wasser unge- nutzt weiterzugeben um einer Hochwassergewahr entgegenzuwirken.

Wichtigstes Kriterium beim Bau oder Erneuerung eines Wasserkraftwerkes ist dem- zufolge die Energieproduktion, die aus den jahrelangen Mittelwerten des Was- serdargebots errechnet wird. Die Produktionsmenge wird meist in Form der Jahres- produktion angegeben und setzt sich aus der Produktion von sechs Sommermonaten sowie den sechs Wintermonaten zusammen.

Jahrliche Energieerzeugung 1966/67-2009/10

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 7 - Beispiel Jahrliche Energieerzeugung KW Filisur, (Axpo Holding AG; Kraftwerksprospekt KW Filisur& Tiefencastel, 2011, S. n/a)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

2.6 Ausbau der Wasserkraft

Nimmt man den stetig steigenden Strombedarf der Schweizer Bevolkerung ins Au- ge, so fallt auf, dass der zukunftige Bedarf an Strom nur gedeckt werden kann, wenn auch die entsprechenden Energieproduktionen erhoht respektive zugebaut werden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

„Die fruheren Promotoren der Wasserkraftnutzung verstanden ihr Geschaft sehr wohl. Deshalb sind gunstige Standorte bereits gut genutzt. Verhaltnismassig gunsti- ge Potenziale konnen heute insbesondere durch Erneuerung und Erweiterung be- stehender grosserer Anlagen erschlossen werden.“ (Wiederkehr, 2013, S. 8)

Allerdings ist der Zubau an Wasserkraft nicht das einfachste Vorhaben. Diverse regulatorische und gesetzliche Entscheidungen fuhren immer mehr zum Abbruch von angedachten Vorhaben und somit auch zu einer Stagnierung in dem vom Bun­desrat angedachten Ausbau der Wasserkraft. In der Tat ist diese Situation ein wenig widerspruchlich. Wie neulich Kurt Wiederkehr (2013) im Rahmen seiner Recherche schrieb, ist eine mengenmassige Ausdehnung der Energieproduktion aus Wasser- kraft zwar willkommen, die Moglichkeiten sind aber klar beschrankt.

Wurde man - in theoretischer Hinsicht - jede noch so kleine Flussstromung nutzen um Energie zu gewinnen, waren schatzungsweise zwischen 100‘000 und 150‘000 GWh an Energieproduktion vorhanden. Somit gabe es weder eine Stromlucke noch ein Problem mit dem Atomausstieg. Allerdings hindern viele gesetzlich verankerte Bestimmungen (wie beispielsweise die Bestimmung uber die minimalen Restwas- sermenge oder die Schwall-Sunk-Thematik) einen reibungslosen Zubau von Was- serkraftwerken. Der Einschnitt in die Natur und deren Tierwelt ist viel zu gross. Wie auch Raimund Rodewald (2012)in einem Interview gegenuber der NZZ meinte, steht der Nutzen der Wasserkraftwerken in keinem Verhaltnis zum landwirtschaftli- chen Schaden.

„Damit die Wasserkraft in einem kunftigen liberalisierten Strommarkt im Vergleich zu anderen Stromproduktionsarten ihren hohen Stellenwert beibehalten kann, ist eine Verbesserung der Rahmenbedingungen unerlasslich; zudem ist fur die Wasserkraft ein gutes Image wichtig, das unter anderem durch die Sanierung der Gewassersitu- ation (Restwasser) angestrebt werden kann.“ (Laufer, Grotzinger, Peter, & Schmutz, 2004)

2.6.1 Technisches Ausbaupotential

Wie bereits Laufer, Grotzinger, Peter & Schmutz (2004) in einer vom Bundesamt fur Energie beauftragten Studie uber die Wasserkraft feststellten, ist die Frage nach dem Ausbaupotential nicht trivial, da schon der Begriff nicht eindeutig ist.

Im vorliegenden Bericht wird versucht, der Definition bezuglich des „technischen Ausbaupotenziales“ aus rein technischen Uberlegungen und Moglichkeiten nachzu- gehen und dabei gleichzeitig die okologischen, okonomischen, rechtlichen sowie politischen Aspekte auszugrenzen. Zudem konzentriert sich die vorliegende Studie rein auf technische Moglichkeiten bestehender Schweizer Wasserkraftwerke um ihre Jahres-Energieproduktion zu steigern und somit ein quantifizierbares Ausbau- potenzial zu definieren.

Wie schon Laufer u.a., (2004) in Ihrer Studie niederschrieben, kann die heutige mitt- lere Jahresproduktionserwartung von 34'886 GWh grundsatzlich bei Vorhandensein von Geld und Willen, unter Inkaufnahme immer hoherer Gestehungspreise und zu- nehmender Einflusse auf die naturlichen Gewasser, gesteigert werden. Eine Ab- schatzung ist aber schwierig.

Unter Berucksichtigung der schwierigen Analysesituation, der damit verbundenen aufwandigen und datenreicher Forschung sowie mit Hilfe vielerlei bereits publizier- ten Studien bezuglich Ermittlung des technischen Ausbaupotenzials der Wasser- kraft, wurden folgende „vereinfachten“ Kriterien fur die vorliegende Untersuchung gewahlt:

- Erhohung der Ausbauwassermenge
- Erhohung des Gefalles
- Erhohung des Wirkungsgrades

Die aufgefuhrten Massnahmen fur die Erhohung der Energieproduktion konnen im Rahmen von Gesamterneuerungen, Umbauten und Erweiterungen sowie bei Neu- bauten umgesetzt werden. Zu beachten sind allerdings gewisse Hindernisse, die einen Ausbau verhindern konnen.

2.6.2 Hindernisse fur den Ausbau

(2013) erwahnte Kurt Wiederkehr in seinem Artikel, dass einem Ausbau der Was- serkraft eine Reihe von langer bekannten, aber auch von neueren Hemmnissen entgegenstehen. Diese sind gemass Kurt Wiederkehr (2013) im Wesentlichen:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tab. 3 - Ubersicht Hindernisse Ausbau Wasserkraft

Die oben genannten Kriterien sind im Rahmen des theoretischen Grundgerustes zur Vervollstandigung der Thematik aufgelistet, werden aber fur die weitergehende Un- tersuchung nicht naher berucksichtigt.

2.7 Hauptkomponenten eines Wasserkraftwerks

Jedes Wasserkraftwerk benotigt fur die Energieproduktion nebst den zahlreich in- stallierten Hilfsanlagen folgende, in den nachstehenden Kapitel aufgelisteten Haupt- komponenten.

2.7.1 Wasserturbinen

Eines der zentralsten Komponenten in einem Wasserkraftwerk ist die Wasserturbi- ne. Sie wandelt die anfallende kinetische Energie, die durch das Wasser auf Ihr wirkt, in Bewegung um und gibt diese fast verlustfrei an den Generator weiter.

Man unterscheidet dabei Turbinen je nach Einsatzgebiet, deren zu leistende Arbeit und die geologischen sowie hydrologischen Umstande.

2.7.1.1 Francisturbine

"Die Francisturbine ist eine radial von aussen nach innen durchstromte, axial aus- stromende Uberdruckturbine. Die wurde Mitte des 19. Jahrhunderts in ihrer Grund- bauform von den Amerikanern Howd und Francis entwickelt. Die Francisturbine wird bis zu Gefallen von 600m und maximalen Leistungen uber 500MW gebaut. Ihr Ein- satzgebiet uberdeckt sich bei grossen Fallhohen mit dem der Freistrahlturbine, bei kleinen Gefallen mit dem der Kaplanturbine. Als Vorteile gegenuber Freistrahlturbi- nen sind vor allem die hohere Drehzahl und damit kleineren Abmessungen, kleine- res Gewicht und niedrigerer Preis sowie die bessere Energieausnutzung durch Wegfall des Freihangs zu nennen. Bedingt durch das Wasserangebot und zur Ver- fugung stehenden Gefallen sind die meisten Wasserturbinen Francisturbinen." (Bohl, 1990, S. 121)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 9 - Prinzip Francisturbine, (Bundesamt fur Energie - Programm Kleinwasserkraftwerke, 1995)

2.7.1.2 Kaplanturbine

"Die Kaplanturbine ist eine am Laufrad axial durchstromte Uberdruckturbine, deren Entwicklung auf Patente von Professor Kaplan aus dem Jahre 1913 zuruckgeht. Sie hat eine hohe spezifische Drehzahl und eignet sich demnach fur grosse Wasser- strome und kleinere bis mittlere Fallhohen unter 80m. Die grossten gebauten Ma- schinen Leistungen uber 100MW und Laufraddurchmesser uber 10m. Die Kaplan- turbine ist die "klassische" Wasserturbine zur Bestuckung von Flusskraftwerken." (Bohl, 1990, S. 127)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 10 - Prinzip Kaplanturbine, (Bundesamt fur Energie - Programm Kleinwasserkraftwerke, 1995)

2.7.1.3 Kaplan-Rohrturbine

"Rohrturbinen sind Kaplanturbinen mit horizontaler oder schrager Wellenlage, deren Zu- und Abstromung nahezu axial erfolgt. Krafthauser mit Rohrturbinen bauen nied- riger und schmaler als Krafthauser mit "klassischen" Spiral-Kaplanturbinen in verti- kaler Ausfuhrung. Bei den meisten Ausfuhrungen sitzt der Generator in einem aus- sen von Wasser umflossenen Behalter und wird uber ein Ubersetzungsgetriebe mit dem Laufrad gekoppelt." (Bohl, 1990, S. 128)

„Die eigentliche Rohrturbine ist eine technische Weiterentwicklung der klassischen Kaplanturbine. Die Welle, an der die Rohrturbine befestigt wird, wird in horizontaler Richtung des stromenden Wassers eingebaut. Sie ist fur niedrige Fallhohen (bis max. 30m) entwickelt und kann eine technische Leistung von bis zu 75 MW errei- chen. Beim Einsatz einer Rohrturbine ist auf eine relativ konstante Wassermenge zu achten, da sonst der Wirkungsgrad der Turbine (uberwiegend im Teillastbereich) schnell abfallen kann.“ (Esposito & Butruce, 2013, S. 17)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 11 - Einbauprinzip Rohrturbine, Axpo Holding AG (2012)

2.7.1.4 Peltonturbine

"Die Peltonturbine besteht aus einem mit Becherschaufeln bestuckten Laufrad, wel­ches durch einen konzentrierten, aus einer Duse schiessenden Wasserstrahl ange- triebenwird. Die Becherschaufeln sind so geformt, dass der eintretende Wasser- strahl optimal, d.h. moglichst verlustfrei umgelenkt wird und das austretende Wasser ungehindert abfliessen kann." (Widmer & Kaspar, 1995, S. 48)

"Die Pelton-Turbine eignet sich fur extrem groBe Fallhohen (bis uber 1000m) und kleine Wassermengen. Ein wesentlicher Vorteil der Pelton-Turbine ist, dass jede einzelne Duse fur sich geregelt werden kann - Schwankungen der Wassermenge sind daher kein Problem." (WWS Wasserkraft GmbH & Co KG, -, S. n/a)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 12 - Prinzip Peltonturbine, (Bundesamt fur Energie - Programm Kleinwasserkraftwerke, 1995)

2.7.1.5 Ossbergturbine

"Als Erfinder der Durchstromturbine gelten die Englander Mitchell und der Ungar Banki. Heute sind viele tausend Wasserturbinen dieses einfachen Typs bei der Nut- zung von kleinerer und mittlerer Wasserkrafte im Einsatz." (Bohl, 1990, S. 131)

"Die Durchstromturbine, auch Crossflow- oder Ossberger-Turbine genannt, ist eine Aktionsturbine mit der Besonderheit, dass das Triebwasser zweimal durch die Schaufeln des Laufrades fliesst." (Widmer & Kaspar, 1995, S. 52)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 13 - Prinzip Durchstromturbine, (Bundesamt fur Energie - Programm Kleinwasserkraftwerke, 1995)

2.7.2 Generator

Der elektrische Generator besteht aus zwei wesentlichen Komponenten, einem fes- tem, nicht beweglichem Teil (Stator) und einem rotierendem Teil, demzufolge Rotor genannt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 14 - Generator, Beispiel KW Sedrun, private Aufnahme

Der elektrische Generator folgt dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion. Die anfallende mechanische Leistung (in Form von einer Drehbewegung), die von der Turbine uber eine Turbinenwelle an den Generator ubergeben wird, wird durch die Lorentzkraft in Strom umgewandelt. Auf die detaillierte Darstellung und Erklarung bezuglich Stromerzeugung wird in der vorliegenden Bachelor-Thesis verzichtet.

2.7.3 Transformator

Ein Transformator ist ein elektrotechnisches Bauelement, welches dazu benutzt wird, Spannungen zwischen den beiden Wicklungen des Transformators zu erhohen oder zu verringern. Er besteht grundsatzlich aus einem Eisenkern, einer Primar- sowie einer Sekundarwicklung.

„Die Wirkungsweise aller Transformatoren beruht auf der Spannungserzeugung durch Induktion zufolge Veranderung eines magnetischen Flusses. Sie wird durch den in der Primarspule fliessenden Wechselstrom hervorgerufen; der Fluss verlauft wie die Abb. 10 zeigt, innerhalb des aus Transformatorblech aufgebauten Eisenkor- pers. Aus dessen Schenkeln sind zwei getrennte Wicklungen angeordnet. Die elekt- rische Leistung wird der am speisenden Wechselstromnetz angeschlossenen Pri- marwichttp://doodle.com/u6mxpdtzice7rbvwklung zugefuhrt. Der von ihr erzeugte magnetische Fluss nimmt seinen Weg durch die Sekundarwicklung. In ihr entsteht die induzierte bzw. transformierte Spannung, und an ihr wird Leistung abgenom- men.“ (Daschler, 1985, S. 248)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 15 - Schematische Darstellung des Einphasen-Transformators (Daschler, 1985, S. 249)

3 Empirische Untersuchung

3.1 Allgemeine Vorgehensweise

Um die in der vorliegenden Untersuchung leitende Fragestellung strukturiert anzu- gehen, wurden vorgangig die Teilschritte fur die allgemeine Vorgehensweise erfasst und in geordneter Weise zusammengestellt:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 16 - Ubersicht allgemeine Vorgehensweise, eigene Darstellung

Absicht dafur war, einem roten Faden zu Folgen um so, Ruckschlusse aus der Un- tersuchung ziehen zu konnen.

3.2 Untersuchungsmethodik

Um die im Kapitel 1.3 erwahnten Ziele zu erlangen, bot es sich an, Expertenbefra- gungen durchzufuhren. Denn diese konnen wie Atteslander (2010) festhielt, anhand von teilstrukturierten Leitfaden mundlich und schriftlich durchgefuhrt werden.

Die gewahlte Methodik bietet sich aufgrund der relativ breiten Themenvorgabe die- ser Arbeit und der grossen Antwortfreiheit des Befragten an. Zudem sind die befrag- ten Mitarbeiter der einzelnen Wasserkraftwerke bestens mit den bestehenden Kom- ponenten vertraut, wissen wo Schwachstellen respektive Verbesserungen angebracht sind und wo allfalliges Potenzial ausgeschopft werden kann.

Um die aufgefangenen qualitativen Daten richtig zu deuten, wurde in einem zweiten Schritt -in Anlehnung an die Inhaltsanalyse - eine inhaltliche Uberprufung der transkribierten Antworten durchgefuhrt, um die Tendenz der Aussagen aufzufangen.

Detaillierte Erklarungen bezuglich Methodik, Auswahl der Fragen sowie der Opera- tionalisierung sind in den nachsten Kapiteln aufgefuhrt und beschrieben.

3.3 Begrundung der Stichprobenauswahl - Auswahl Wasserkraftwerke

Aus einer Grundgesamtheit von insgesamt 610 Wasserkraftwerken verteilt uber die gesamte Schweiz, sollen mit Hilfe von spezifischen Kriterien Kraftwerke gefunden werden, um die aufgefangenen qualitativen Daten aus den Experteninterviews theo- retisch durchzuspielen. Auf diese Weise kann rechnerisch quantifiziert werden, wel­ches energetische Potenzial in jedem einzelnen Kraftwerk steckt.

Dafur sollen strategisch bedeutende Wasserkraftwerke definiert werden, welche fur eine solche Untersuchung sinnvoll sind. Dabei soll sichergestellt werden, dass die auserwahlte Stichprobenauswahl der Wasserkraftwerke folgende Anforderungen vollumfanglich erfullen:

- Wasserkraftwerke, welche sich auf Schweizer Boden befinden
- Wasserkraftwerke, welche als Laufwasser-, Speicher- oder Pumpspeicherkraft- werke betrieben werden
- Wasserkraftwerke, welche im Besitz oder unter Betriebsfuhrung der Axpo Power AG stehen
- Wasserkraftwerke, welche das bestehende Wassernutzungsrecht im Minimum noch weitere 15 Jahre besitzen
- Wasserkraftwerke, welche uber vollstandig archivierte und zugangliche hydro- logische und technische Daten verfugen

Die Eingrenzung auf Schweizer Boden vereinfacht die seriose Untersuchung und bietet zudem die Moglichkeit, allfallige Kraftwerksbesuche fur die Interviews einfach zu organisieren.

Die Einschrankung auf die Kraftwerkstypen Laufwasser-, Speicher- oder Pumpspei- cherkraftwerke hat den Hintergrund, dass diese Kraftwerkstypen uber 90% der Wasserkraftwerke in der Schweiz ausmachen. Eine allfallige Projektion des errech- neten Potenzials wurde somit eine grossere Reprasentanz besitzen.

Kraftwerke welche im Besitz oder unter Betriebsfuhrung der Axpo Power AG stehen, sind fur Mitarbeiter-Auskunfte sehr gut zuganglich. Kraftwerkseinsatzplane, Be- triebsdaten oder auch auf dem Markt angebotene Energieproduktionen sind Axpo- intern problemlos aufrufbar. Somit stehen wichtige und strategische Entscheide zur freien Einsicht, welches fur eine solche Untersuchung unabdingbar ist.

Das Kriterium bezuglich „Minimum an bestehendem Wassernutzungsrecht“ hat den Hintergrund, dass aufgezeigte technische Moglichkeiten auch einen okonomischen Wert davontragen, wenn der Zeithorizont stimmt (Break-Even). Obwohl die vorlie- gende Untersuchung sich nur auf die technischen Moglichkeiten konzentriert, wird bewusst, dass keine Investitionen getatigt werden, wenn die Kraftwerke nach kurzer Zeit Ihre Konzessionen verlieren.

Die Verfugbarkeit sowie das Vorhandensein von hydrologischen Daten und die da- zugehorigen technischen Unterlagen sind eminent wichtig fur die Historie des Kraft- werkes. Die Zusammenstellung der Energieproduktionen in den vergangenen Jah- ren ermoglicht einen Einblick auf die Rentabilitat eines Kraftwerkes und zeigt allfallige Erneuerungsschwerpunkte auf. Ohne solche (z.T. streng vertrauliche) Da- ten sind weder Berechnungen noch Annahmen Im folgenden Kapitel wird naher auf die Stichprobenauswahl eingegangen und die entsprechenden Wasserkraftwerke sowie die Experten vorgestellt.

3.4 Begrundung der Stichprobenauswahl - Auswahl Experten

Als wichtigster Schritt zur Beantwortung der gestellten Forschungsfrage und als Einstieg in die sehr verstrickte Thematik der Wasserkraft sowie deren Ausbau, soll- ten Fachkrafte fur die Befragung beigezogen werden. Die Auswahl der Kompetenz- personen fur die Expertenbefragung beruhte auf folgenden, vorher abzuklarenden Kompetenzen und Anforderungen:

- Minimale Berufserfahrung von 10 Jahren auf dem Gebiet der Wasserkraft
- Minimale Fuhrungserfahrung von 5 Jahren auf dem Gebiet der Wasserkraft
- Minimale leitende Projekterfahrung von 5 Jahren auf dem Gebiet der Wasser- kraft
- Minimale akademische Ausbildung auf Stufe Fachhochschule
- Mitarbeiter der Axpo Power AG

Die strengen Anforderungen bezuglich minimaler Berufserfahrung, Fuhrungserfah- rung respektive leitender Projekterfahrung auf dem Gebiet der Wasserkraft, sollen eine langjahrige Branchenerfahrung reprasentieren und verdeutlichen, dass viele Leitfragen und Entscheidungen nur durch langjahrige Erfahrung in der Energiebra- che beantwortet oder getroffen werden konnen.

Das Kriterium bezuglich des minimalen akademischen Ausbildungsgrades ist damit zu begrunden, dass vielfaltige und komplexe Zusammenhange in jedem Themen- zweig der Wasserkraft auftauchen und entsprechend den Marktbedurfnissen gedeu- tet werden sollen. Mit Hilfe dieses zwingenden Kriteriums kann vorausgesetzt wer- den, dass die Befragten entsprechende Bewertungsmethoden und Techniken besitzen, solche Zusammenhange richtig zu deuten.

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