Klein-Kraftwerk in unesco-welterbestadt

Autor: Andreas Pointinger , 04.04.2016

In gerade einmal 11 Monaten Bauzeit wurde eines der leistungsstärksten Kleinwasserkraftprojekte Oberösterreichs in der UNESCO-Welterbe-Ort Hallstatt realisiert.

 

Hinter dem Projekt stehen die Österreichischen Bundesforste (ÖBf) sowie die Gemeinde Hallstatt. Nachdem die Anlage bereits Anfang September 2013 den Probebetrieb aufgenommen hatte, stand am 2. Juli 2014 die offizielle Einweihungsfeier auf dem Programm. Gemeinsam mit dem österreichischen Umweltminister Andrä Rupprechter wurde die feierliche Eröffnung vorgenommen, indem per Knopfdrück die 6-düsige Peltonturbine in Gang gesetzt wurde. Das Vorzeigekraftwerk in der berühmten Salzkammergut-Gemeinde liefert im Jahr rund 20 Mio. kWh Strom ans Netz.

Rund 4.500 Haushalte können in Zukunft mit Strom aus erneuerbarer Energie aus Hallstatt versorgt werden. Umgerechnet bedeutet dies, dass jährlich rund 16.800 Tonnen CO2-Emissionen eingespart werden. Um in einem UNESCO-Welterbe-Ort ein neues Wasserkraftwerk zu bauen, braucht es mehr als nur das nötige technische Know-how. Es braucht ein umfassendes, profundes ökologisches Konzept, das eine Nutzung der Ressource Wasserkraft ermöglicht, ohne das wertvolle Ökosystem am Standort nachhaltig zu belasten oder gar zu schädigen. Gerade das Hallstätter Echerntal zählt zu jenen malerischen Naturlandschaften Österreichs, die aus gutem Grund ein Höchstmaß an Schutz genießen. Es inspirierte Maler wie Ferdinand Georg Waldmüller, den Dichter Adalbert Stifter und brachte selbst Monarchen ins Schwärmen, die hier ihre „Sommerfrische“ erlebten. Gründe genug für die Gemeinde Hallstatt und die Österreichischen Bundesforste, mit allergrößter Behutsamkeit vorzugehen, wenn man hier ein Kraftwerk errichten wollte.

2012 hatten sich Hallstatts Bürgermeister Alexander Scheutz und ÖBf-Vorstand Mag. Georg Schöppl in Wien getroffen, um das Projekt und dessen Herausforderungen im Detail zu besprechen. Ein Punkt, den Scheutz bei seiner Eröffnungsrede am 2. Juli nicht aussparen wollte: „Dieses Treffen hat mir gezeigt, dass ich es bei Georg Schöppl mit einem sehr fairen und weitsichtigen Partner zu tun hatte. Wir haben uns die Eckpunkte des Projektes damals ‚in die Hand versprochen‘. Und – mein Vertrauen wurde bestätigt.“ Auch auf Vorgeschichte ging der Bürgermeister in seiner Ansprache kurz ein. Zum einen seien eine klamme Gemeindekasse und zum anderen ein technisches Erfordernis hinsichtlich der bestehenden Trinkwasserleitung Auslöser für das Projekt gewesen.

Synergien aus zwei Bauvorhaben
Pläne für ein Kraftwerk an diesem Standort gab es schon seit Jahrzehnten, aber davon wurde nie etwas umgesetzt. Die Gemeinde Hallstatt hatte vor rund zehn Jahren dahingehend Pläne gewälzt, die bestehende Trinkwasserleitung zu sanieren und dabei die eingebauten ‚Druckvernichter‘ zu beseitigen. An deren Stelle sollte ein Trinkwasserkraftwerk entstehen. „Aber im Zuge der intensiveren Beschäftigung mit dem Projekt, mit den angestellten Wirtschaftlichkeitsanalysen kamen Zweifel auf, ob es sich wirtschaftlich darstellen lässt. In der Folge haben sich die Gemeindeverantwortlichen mit Behördenvertretern und den ÖBf zusammengesetzt, um doch eine zugleich wirtschaftliche wie ökologisch sinnvolle Variante zu entwickeln. Und auf diesem Weg ist man letztlich auf den Gedanken gekommen, ein Kleinwasserkraftwerk zu errichten“, erzählt ÖBf-Projektleiter DI Gerhard Breitenbaumer, der die Hintergründe im Detail kennt. 2012 wurde von der Gemeinde Hallstatt und den Österreichischen Bundesforsten die Hallstatt Wasserkraft GmbH als Betriebsgesellschaft gegründet. 51 Prozent davon halten die ÖBf, 49 Prozent verbleiben der Standortgemeinde.

Gemeinsam mit dem beauftragten Planungsbüro InterTechno Engineering aus Gleisdorf gelang es ein Bauvorhaben zu entwickeln, in dem man optimal die Synergien aus der Errichtung einer neuen Trinkwasserableitung von den Klausbrunnquellen und dem Bau des Kraftwerks herstellen konnte. Trinkwasser und Turbinenwasser blieben auf diese Weise getrennt.

Aufwändige ökologische Maßnahmen
Welche hohen ökologischen Standards an die Umsetzung gelegt wurden, betonte ÖBf-Vorstand Georg Schöppl nachdrücklich in seiner Ansprache: „Als Gewässerbewirtschafter und Fischereibetreiber wissen wir, wie sensibel Gewässerökosysteme sind. Mit unserem ökologischen Wissen und unseren Erfahrungen in der Naturraumbewirtschaftung sichern wie eine nachhaltige Umsetzung und höchste ökologische Standards." Bereits in der Ausschreibung wurde mit hohen Auflagen eine besonders schonende Bauweise sichergestellt. Die vorhandenen Ressourcen wurden optimal genutzt: So wurde so wenig Fläche wie möglich und notwendig verbaut, die Druckrohrleitung entlang bestehender Wege und Straßen verlegt, die Wasserfassung in eine Straßenbrücke integriert und die unmittelbare Umgebung rund um das Krafthaus naturbelassen. Die Arbeiten wurden auch während des Winters weitergeführt, um die Beeinträchtigung für Erholungssuchende und Naturbesucher während der Saison so gering wie möglich zu halten. Der im Einzugsgebiet liegende Spraterbach wurde renaturiert, das hart verbaute Ufer aus Beton entfernt und zu einem natürlichen Bachufer rückgebaut. Standort typische Gehölze wie Traubenkirschen, Weißer Hartriegel und Schlehdorn sorgen für Artenvielfalt und eine ökologische Verbesserung der Uferbereiche. Auch bei Zuflüssen in der Umgebung werden weitere kleinere Rückbauten vorgenommen und so die Durchgängigkeit und Passierbarkeit für Fische wiederhergestellt.

Nur ein Drittel der Jahresfracht genutzt
Kein Wunder also, dass der österreichische Umweltminister Andrä Rupprechter in seiner Rede das Kraftwerk als „Leuchtturmprojekt“ bezeichnete, das Vorbildwirkung hat. Optimale hydroenergetische Nutzung bei größtmöglicher Schonung der Natur, lautete der kleinste gemeinsame Nenner, unter dem das Kraftwerk von DI Martin Konrad und seinem Team von InterTechno Engineering geplant wurde. Man entschied sich dafür, nur eine vergleichsweise geringe Wassermenge aus dem Waldbach für die hydroelektrische Nutzung abzuzweigen. Es wird nur etwa ein Drittel der Gesamtjahresfracht zur Stromerzeugung eingezogen. Da der Ausbaugrad auf der einen Seite somit sehr gering gehalten wurde, erreichte man auf der anderen Seite eine sehr hohe Volllaststundenzahl, die im Schnitt bei etwa 5.000 h/a liegt. Diese Voraussetzung brachte es mit sich, dass die eingesetzte Turbine hochpräzise auf die maximale Auslastung ausgelegt werden müsste – und dementsprechend effizient am Bestpunkt arbeiten sollte. Aus diesem Grund kam der elektromaschinellen Ausrüstung höchste Bedeutung zu.

Turbine 173 Tage unter Volllast
Die Wahl fiel auf eine 6-düsige Peltonturbine aus dem Hause EFG, konzipiert für einen Ausbaudurchfluss von 1,5 m3/s und eine Bruttofallhöhe von 330 m. Die Verantwortlichen der ÖBf setzten ihr Vertrauen auf den Turbinen- und Maschinenbauer aus dem Kärntner Feldkirchen, der seit nunmehr 30 Jahren grundsolide Lösungen für die Wasserkraft liefert. Da die Maschine auf nicht weniger als 173 Volllasttage ausgelegt werden musste, spielte ein Aspekt eine besonders große Rolle: die Redundanz. „Man darf ja nicht vergessen, dass bei dieser Anzahl die Wahrscheinlichkeit weit größer als bei herkömmlichen Anlagen ist, dass ein eventueller Problemfall dann auf einen Volllasttag fällt“, erklärt EFG-Geschäftsführer, Werner Goldberger. Aus diesem Grund wurden sämtliche Steuer- und Hilfsaggregate von EFG redundant angelegt. Sogar ein fertig parametrierten Ersatz-Spannungsregler ist für den Fall der Fälle einsatzbereit. Hinzu kommt, dass der Aspekt der Redundanz mit jenem der Wartungszugänglichkeit fortgesetzt wird. „So war uns wichtig, dass die Turbine mit Ringleitung – nicht wie sonst bei Maschinen dieser Größenordnung häufig – einbetoniert wird, sondern frei zugänglich bleibt. Um die freie Aufstellung der knapp sechs Meter hohen Maschine sicher zu gewährleisten, wurden hierfür umfangreiche Schwingungsanalysen des Gesamtsystems Fundament-Turbine-Generator angestellt. Die offene, freistehende Bauweise ist letztlich durch eine doppelwandige Gehäuseausführung ermöglicht worden. Das Turbinengehäuse wurde – wie bei vielen anderen Projekten – von unserem langjährigen Partner aus Südtiroler, Tschurtschenthaler Turbinenbau, gefertigt. Für die freistehende Bauform wirkt sich auch das Konzept der innenliegenden Düsenverstellung vorteilhaft aus. Dadurch lässt sich die Verteilrohrleitung strömungstechnisch günstiger und steifer gestalten“, erklärt dazu EFG-Projektleiter Gero Pretis, der insbesondere für das hydraulische Design der Turbine verantwortlich war. Das hohe qualitative Niveau wird auch durch die Ausführung der Injektoren unterstrichen, die aus geschmiedetem Edelstahl hergestellt wurden. Auf Gussteile wurde bewusst verzichtet.

EDV-gestützter Entleerungsvorgang
Ein weiterer nicht unwesentlicher Punkt, den es für die Ingenieure aus dem Hause EFG zu beachten galt, war der Umstand, dass das Kraftwerk üblicherweise in extremen Niederwasserphasen im Januar und Februar stillgesetzt wird. Damit es dabei zu keinem Einfrieren kommt und das erneute Anfahren erleichtert wird, implementierten sie nicht nur diverse Heizungen, sondern auch mehrere Speziallösungen. Eine davon betrifft das Entleeren und Befüllen: „Um sämtliche Maschinenteile 100-prozentig wasserfrei setzen zu können, haben wir unter anderem eine automatisierte Entleerungsleitung eingebaut. Wir konnten ein EDV-gestütztes Entleerungsprozedere implementieren, bei dem der Anwender aktiv durch den computerkontrollierten Entleerungsvorgang geführt wird. ‚Entleeren‘ und ‚Befüllen‘ sind zwei Hauptmenüpunkte im Steuerungssystem“, sagt Gero Pretis. Mit der Programmierung dieser Steuerungseinheit wurde das steirische Unternehmen AE PICK beauftragt. AE PICK, deren Spezialisten für die gesamte Steuerungslösung im Kraftwerk verantwortlich zeichneten, übernahm den Auftrag für Steuer- und Regeltechnik als Subunternehmer von der Firma PMS Elektro- und Automationstechnik GmbH, die den Gesamtauftrag für die e-technische und steuerungstechnische Ausrüstung innehatte.

Bemooste „Stolpersteine“ am Krafthausstandort
Die PMS Elektro- und Automationstechnik GmbH, die zur Christof Group gehört, zählt zu den absoluten Spezialisten in Sachen Elektro-, Mess-, Steuer- und Regeltechnik. Für das Kraftwerk Hallstatt zeichnete der Kärntner Branchenspezialist von der Planung, über das Engineering, weiter über die Lieferung von Mittelspannungs- und Niederspannungsschaltanlage, sowie die beiden Transformatoren – Block-Trafo und Eigenbedarfs-Trafo – bis hin zur Elektromontage verantwortlich. Rückblickend betrachtet spricht man bei PMS von einem rundum gelungenen Projekt. Allerdings galt es dabei, auch einen echten Stolperstein zu überwinden: Der Schutz der bemoosten Steine und Felsbrocken am Krafthausstandort erlaubten keine konventionelle Einbringung des Block-Transformators. Aus diesem Grund wurde ein langer Kranarm erforderlich, der den 10 Tonnen schweren 5-MVA-Transformator über das Maschinengebäude hievte und letztlich an seinen Bestimmungsort brachte. Am Ende konnte auch dieses Unterfangen erfolgreich bewerkstelligt werden. Das Kraftwerk Hallstatt zählt heute zweifellos zu den Referenzanlagen für die Kärntner Elektro- und Automationstechnik-Spezialisten. Gerade die E-Technik gehört zu den absoluten Kernkompetenzen des Unternehmens. Wenig überraschend also, dass sich PMS am Sektor Wasserkraft schon einen guten Namen gemacht hat.

23-Tonnen-Generator mit Spezifikationen
Generell zeigten sich die Verantwortlichen in ihren Ansprachen zur Eröffnung sehr angetan darüber, dass sämtliche Aufträge und Baulose an österreichische Unternehmen vergeben werden konnten. Dies trifft auch auf den Generator zu, der aus dem Hause ELIN Motoren, Weiz, stammt. Gerade Generatoren des Traditionsherstellers ELIN Motoren gehören in die Liga der ausgereiftesten und qualitativ hochwertigsten drehenden Maschinen im Wasserkrafteinsatz. Der Generator für das Kraftwerk Hallstatt bringt ein Gewicht von 23 Tonnen auf die Waage, also eher ein Schwergewicht für ein Kleinkraftwerk. Doch das hat seinen Grund. Die Maschine weist einige besondere Spezifikationen auf: So wird beispielsweise über ein eigenständig arbeitendes Schmieraggregat sichergestellt, dass den Generatorlagern permanent ein auf konstantem Niveau temperierter Ölstrom zugeführt wird. Außerdem sorgt eine installierte Traglageranhebung für einen sicheren Anfahr- und Abstellvorgang. Die Kühlung des Generators erfolgt über ein frequenzgesteuertes Kühlaggregat, das die Lufttemperatur stets auf einem konstanten Wert hält. Ausgelegt ist der Maschinenbolide auf eine Leistung von 4.700 kVA, wobei der Nennstrom bei 905 A liegt. Angetrieben wird der Rotor, der in Gleitlagern läuft, direkt gekoppelt mit 1.000 U/min.

Rohrleitung aus 3 Materialien
Ein besonderer Knackpunkt in der Realisierung des Hochdruck-Kraftwerks im Echerntal war die Erstellung des Kraftabstiegs, die von der Baufirma Kieninger aus Bad Goisern übernommen wurde. Über eine Länge von 2,5 km überwindet das Triebwasser in einer „gemischten“ Druckrohrleitung eine Gefällstufe von 330 Metern bis zum Krafthaus. „Gemischt“ bedeutet, dass die Rohrleitung aus unterschiedlichen Materialien erstellt wurde. Während die obersten 930 Meter bis zur Druckstufe PN16 mittels GFK-Rohren des Typs Flowtite aus dem Hause Amitech / Etertec errichtet wurden, verlegte das Team von Kieninger im unteren Bereich über eine Trassenlänge von1.540 Meter Gussrohre in Druckstufenklassen bis PN40. Auch eine 33 Meter lange Rohrbrücke ist Teil dieser Leitung, sie besteht aus Stahl. Alle drei Rohrvarianten wurden von der Firma Etertec mit Sitz in Brunn am Gebirge geliefert, die exklusiv die GFK-Rohre der Firma Amitech in Österreich vertreibt. Was die Gussrohre angeht, so wandte sich die Firma Etertec in diesem Fall nahe liegender Weise an den Tiroler Traditionshersteller TRM aus Hall in Tirol. Über eine Länge von 180 Metern wurden die Gussrohre in einem extrem steilen Geländeabschnitt mit Hangneigungen von bis zu 278 Prozent – im Gegensatz zum Rest der Trasse – nicht unterirdisch, sondern auf Betonsockel mit Neoprenauflagen aufgesetzt verlegt. Dabei kamen die bewährten und patentierten schub- und zuggesicherten Verbindungssysteme zum Einsatz. In diesem extrem steilen Geländeabschnitt war das Bauteam der Firma Kieninger voll gefordert. Da keine Baustraße dorthin bestand, wurden sämtliche Materialien und Werkzeuge über eine Materialseilbahn angeliefert. Aber auch im obersten Trassenabschnitt galt es einige Herausforderungen zu meistern: Massiver Fels bremste dort die Verlegearbeiten, man musste durch eine Frässtrecke, die zudem wenig Platz für das Handling mit den Rohren ließ.

Bauen mit größter Rücksicht auf die Natur
Für die besonders Naturraum schonende Bauweise fand nicht nur ÖBf-Vorstand Schöppl lobende Worte, sondern auch Projektleiter Gerhard Breitenbaumer, der noch etwas ins Detail geht: „Sowohl die Bachunterquerung als auch die Verlegung im Weg und den bestehenden Forststraßen wurde vom Bauteam Kieninger behutsam durchgeführt. Altes Substrat, Wurzelstöcke und ursprüngliches Oberflächenmaterial wurden auf Vlies gelagert und auf Basis von zuvor angefertigten Fotographien an Ort und Stelle wieder zurückgebracht. Das ist so gut gelungen, dass man heute von der Rohrtrasse so gut wie nichts mehr sieht. Das hat auch damit zu tun, dass die Firma Kieninger im Bereich des Malerweges nicht die herkömmliche Verlegetechnik angewandt hat, bei der die Rohre neben dem Bagger deponiert werden. Vielmehr wurde nur zwischen den Laufketten des Baggers gearbeitet, sodass die Rangierbreite des Baggers im Grunde die Maximalbreite der Trasse wurde“, sagt Breitenbaumer, der die in diesem Zusammenhang die gute Kooperation mit der ökologischen Bauaufsicht nicht unerwähnt lässt: „Uns war es selbst sehr wichtig, dass wir die hohen Umweltschutzauflagen auf Punkt und Komma einhalten. Daher empfanden wir es sogar als sehr günstig, dass die ökologische Bauaufsicht so gut wie immer auf der Baustelle zugegen war. Damit waren wir auf der sicheren Seite, dass alle unsere Bemühungen letztlich dem Naturschutzgedanken Rechnung tragen.“

Punktlandung im Zeitplan
Dass auch die Zusammenarbeit unter den beteiligten Unternehmen optimal klappte, war die Grundvoraussetzung für eine echte Punktlandung im Zeitplan. „Der Spatenstich erfolgte im November 2012. Damals haben wir geplant, dass wir den Probebetrieb am 2. September 2013 starten wollen. Und – exakt an diesem Tag haben die Maschinen zum ersten Mal Strom produziert“, erinnert sich Breitenbaumer. Damit lag die Bauzeit bei rund 11 Monaten. Dass dies keineswegs selbstverständlich war, lag an den durchaus schwierigen Rahmenbedingungen, die nicht zuletzt auch die Baulogistik betrafen. Unter anderem galt es, den Zufahrtsweg der Seilbahn des Salinenwerks für Notfälle befahrbar zu halten. In dieser Frage waren sowohl das Planungsbüro InterTechno, das auch die Bauaufsicht über hatte, als auch die Baufirma gefordert.

Minister bekennt sich zur Wasserkraft
Mit der einsetzenden Schneeschmelze konnte das neue Kraftwerk im März dieses Jahres erstmals den Vollbetrieb aufnehmen. Dabei bewährte sich das neue Maschinengespann ebenso wie die anderen hochwertigen Komponenten des neuen Vorzeigekraftwerks in der Welterbe-Gemeinde Hallstatt. Rund 4.500 Haushalte können in Zukunft mit Strom aus erneuerbarer Energie aus dem Echerntal versorgt werden. Umgerechnet bedeutet dies, dass jährlich rund 16.800 Tonnen CO2-Emissionen eingespart werden. Dass das Kraftwerksprojekt auch wirtschaftlich ist, lässt Bürgermeister Scheutz nicht unerwähnt: „„Unsere Beteiligung sichert der Marktgemeinde Hallstatt eine hohe Wertschöpfung, die sich auch auf zukünftige Generationen positiv auswirkt. Das Kraftwerk rechnet sich trotz des derzeit schwierigen Marktumfeldes. Bereits im ersten Jahr Vollbetrieb können wir eine positive Bilanz ziehen". Er konnte sich auch der Rückendeckung durch die Bevölkerung sicher sein. Schließlich war sie unter anderem beim Entwurf für das Krafthaus eingebunden und gemeinsam mit dem Arbeitskreis für die Erhaltung des historischen Ortsbildes der Entwurf des Krafthauses bestimmt, um dieses optimal an die Umgebung anzupassen.  Höchst positiv fiel auch die Bilanz von Ehrengast und Festredner, Andrä Rupprechter, seines Zeichens Bundesminister für Umwelt, aus. Er plädierte in seiner Ansprache für die Nutzung der Wasserkraft: „Erneuerbare Energien sind die Zukunft der Klima- und Energiepolitik. Wir müssen die Energieeffizienz steigern und verstärkt regenerative Energiequellen nutzen. Das ist das Fundament einer zukunftsfähigen Energieversorgung. Die Wasserkraft spielt im heutigen Wirtschaftssystem eine wichtige Rolle. Sie ist daher bei entsprechender ökologischer Verträglichkeit im Sinne einer zukunftsfähigen Energieversorgung positiv zu sehen.“

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KRAFTWERK

71 KW Hallstatt Op2

 

Rund 4.500 Haushalte können in Zukunft mit Strom aus erneuerbarer Energie aus Hallstatt versorgt werden.

61 KW Hallstatt Op

 

Am 2. Juli 2014 stand die feierliche Eröffnungsfeier des Kraftwerks in Hallstadt an.