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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.

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.

Mare clausum? AWZ-Raumordnungsplan ohne freien Raum für Meeresnatur
© Lexxion Verlagsgesellschaft mbH (6/2023)
Das internationale Seerecht, die United Nations Convention on the Law of the Sea1 (UNCLOS oder LOSC), auf Deutsch das Seerechtsübereinkommen der Vereinten Nationen (SRÜ),2 gewährt den Küstenstaaten jenseits des Küstenmeers in der ausschließlichenWirtschaftszone (AWZ) souveräne Rechte zum Zwecke der Erforschung und Ausbeutung, Erhaltung und Bewirtschaftung der lebenden und nichtlebenden natürlichen Ressourcen der Gewässer über dem Meeresboden, des Meeresbodens und seines Untergrunds sowie hinsichtlich anderer Tätigkeiten zur wirtschaftlichen Erforschung und Ausbeutung der Zonewie der Energieerzeugung ausWasser, Strömung undWind (Art. 56 Abs. 1 lit. aSRÜ).FlankiertwerdendieseRechtedurchPflichten, nicht nur durch die inkorporierte rechtliche Verpflichtung zur Erhaltung der natürlichen Ressourcen, sondern auch zum Schutz (protection) derMeeresumwelt, wozu das SRÜ entsprechende Hoheitsbefugnisse gewährt (Art. 56 Abs. lit. b iii SRÜ).

Alpine Kleinwasserkraft: Gewässerökologie und Mehrwert für die Region
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (5/2023)
Als Beitrag zur nachhaltigen Energieversorgung werden leinwasserkraftanlagen (KWKA) erhalten, ausgebaut und an geeigneten Standorten auch neu erstellt. Heutzutage gelten Anlagen bis 10 MW installierter Leistung international als KWKA [1]. In den Jahren 2013 bis 2019 stieg deren installierte Leistung weltweit von 71,0 auf 78,0 GW (+9,9 %) und in Europa von 17,8 auf 19,7 GW (+10,7 %) [1].

Dialogreihe 'Ökologie & Wasserkraft an großen Gewässern'
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (5/2023)
Als einer der großen Gewässernutzer neben Sport- und Berufsfischerei, Tourismus, Schifffahrt, Landwirtschaft und der Bevölkerung setzt sich die Wasserkraftbranche bereits seit vielen Jahrzehnten kritisch und konstruktiv mit den Auswirkungen der Wasserkraft auf die Flüsse auseinander. Für die Veränderung unserer Gewässer ist die Wasserkraft nur in Teilbereichen verantwortlich. Schiffbarmachung, Begradigung, Hochwasserschutz, Landgewinnung, fischereiliche Nutzung sowie der Erhalt der Grundwasserstände und deren Nutzung sowie die Einleitung von Abwässern haben die Gewässer in weiten Teilen Mitteleuropas wesentlich verändert.