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Simulation und Steuerung der Wasserabgabe des Talsperrensystems des Flusses Rimac in Peru

Das komplexe Talsperrensystem (21 Speicher) im Einzugsgebiet des Flusses Rimac hat große Bedeutung für die Deckung der Wasserversorgung (78 %) der Megastadt Lima (8,5 Mio. Einwohner), der Energieversorgung von Peru (11 %) und der regionalen landwirtschaftlichen Wasserversorgung. Die Speicher werden während der Regenzeit gefüllt und die Wasserabgaben fortwährend manuell so eingestellt, dass über die Trockenzeit eine konstante Versorgung gewährleistet ist. Der Beitrag stellt an diesem Beispiel einen neuen, leicht zu implementierenden Ansatz zur Steuerung der Wasserabgabe vor.

Die peruanische Hauptstadt Lima liegt an der südamerikanischen Pazifikküste und ist mit ca. 9 mm Jahresniederschlag nach Kairo die zweittrockenste Stadt der Welt. In den letzten Jahrzehnten ist ihre Bevölkerungszahl stark auf zur Zeit ca. 8,5 Mio. Einwohner angestiegen. Die mit der zunehmenden Bevölkerungszahl verbundene steigende Wassernachfrage hat zum Bau von mittlerweile 21 Talsperren und eingestauten natürlichen Seen mit einer maximalen Kapazität von 282 Mio. m³ geführt. Die Speicher befinden sich im Einzugsgebiet des Flusses Rimac im Gebiet der Hochanden, und zwar fünf auf der atlantischen und 16 auf der pazifischen Seite der kontinentalen Wasserscheide. Im mittleren und unteren Einzugsgebiet des Rimac dienen fünf Wasserkraftwerke der Stromerzeugung, die 11 % der peruanischen Kapazität ausmachen. Rund 27 % der Wasserabgabe aus dem Talsperrensystem dienen der Versorgung landwirtschaftlicher Flächen. Der Rest des Wassers deckt zu 78 % die Wasserversorgung der Stadt Lima.

Barotrauma von Larven und Jungfischen bei der Turbinenpassage
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (9/2025)
Mittels einer eigens konstruierten Barotraumakammer wurden unterschiedliche Larven- und Jungfischstadien repräsentativer europäischer Flussfischarten (Äsche, Flussbarsch, Nase, Rotauge) systematisch Druckverläufen ausgesetzt, welche in Turbinen von Laufwasserkraftwerken vorherrschen. Es wurden deutliche art- und stadienspezifische Unterschiede in den Mortalitätstraten festgestellt, wobei vor allem der Entwicklungsstatus und Typ der Schwimmblase einen wesentlichen Einfluss auf die Schädigungen unterschiedlicher Größenklassen und Arten hatte.

In-situ-Erhebung der Schädigung von Fischen beim Durchgang großer Kaplan-Turbinen
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (9/2025)
Schädigungen der heimischen Fischarten Aitel, Nase und Äsche bei der Turbinenpassage wurde mittels HI-Z-Tags an zwei mittelgroßen Laufkraftwerken untersucht. Bei juvenilen Fischen wurden Überlebensraten (48 h) zwischen 87 % und 94 % gefunden, bei den adulten Fischen zwischen 75 % und 90 %. Die geringeren Schädigungen am Murkraftwerk im Vergleich zum Draukraftwerk können plausibel durch eine geringere Zahl an Turbinenflügeln (vier statt fünf), eine geringere Fallhöhe und eine etwas langsamer laufende Turbine erklärt werden.

Die Gesetzentwürfe zur Umsetzung der Renewable Energy Directive (RED III) in deutsches Recht
© Lexxion Verlagsgesellschaft mbH (8/2024)
Der europäische Gesetzgeber hat Ende 2023 nach umfangreichen Verhandlungen die Novellierung der Erneuerbare- Energien-Richtlinie beschlossen. Die Änderungen durch die Richtlinie (EU) 2023/2413 (REDIII) sollen den beschleunigten Ausbau Erneuerbarer Energien fördern, um die Treibhausgasemissionen im Energiesektor zu reduzieren.

Pumpspeicher - Besser als ihr Ruf?
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (4/2024)
Gemäß der Taxonomie-Verordnung müssen Pumpspeicher als einzige Energiespeichertechnologie nachweisen, dass ihre Treibhausgasemissionen während ihres Lebenszyklus geringer als 100 g CO2 pro kWh sind. Nachfolgend werden Lebenszyklusanalysen eines Pumpspeichers, einer Batterie sowie eines Wasserstoffspeichers durchgeführt und miteinander verglichen. Darüber hinaus wird auf den zukünftigen Rohstoffbedarf sowie geo-, ressourcen- und industriepolitische Herausforderungen durch die neuen Energiespeichertechnologien hingewiesen.

Der Energiespeicher Riedl als Projekt von vorrangigem europäischem Interesse
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (9/2023)
Das Pumpspeicherkraftwerk Energiespeicher Riedl mit einer Leistung von 300 MW befindet sich seit dem Jahr 2012 im Genehmigungsverfahren. Das Vorhaben wurde von der Europäischen Kommission mehrmals auf die unionsweite Liste der Projekte von gemeinsamem Interesse aufgenommen. Damit wird dem Projekt ein Vorrangstatus zuerkannt, der die Erforderlichkeit des Vorhabens in energiepolitischer und klimabezogener Hinsicht begründet.