Blitzsauberes Kraftwerksprojekt erhöht den Ökostromanteil im Kärntner Mölltal

Ende Oktober wurde das neue Kraftwerk Lamnitz in der Kärntner Gemeinde Rangersdorf im Rahmen einer Eröffnungsfeier in Betrieb genommen. Ein wichtiger Baustein im Energiekonzept des Mölltals und ein Meilenstein für die nachhaltigkeitsbewusste Standortgemeinde. Realisiert wurde die Ökostromanlage vom Kärntner Energieversorger Kelag, der von der Planung bis zur Betriebsführung ein Rundum-Paket schnürte. Auf Basis eines schnörkellosen, sehr schlüssigen Kraftwerkskonzepts gelang eine mustergültige Umsetzung in gerade einmal einem Jahr. Die sechsdüsige Peltonturbine aus dem Hause des Kärntner Wasserkraftspezialisten EFG läuft seit rund einem halben Jahr durch und stellt seitdem ihre Qualitäten im täglichen Betrieb unter Beweis. Im Regeljahr liefert der Maschinensatz sauberen Strom für rund 800 Haushalte.

Bei perfektem „Kraftwerks-Wetter“ – also Regen – hatten sich zahlreiche Ehrengäste und Bürger der Gemeinde Rangersdorf an diesem 24. Oktober 24 beim neuen Kraftwerk eingefunden, um selbiges mit gebührenden Ehren offiziell seiner Bestimmung zu übergeben. Unter Applaus der über 200 Teilnehmer wurde mit einem symbolischen Knopfdruck die Anlage in Betrieb gesetzt. „Mit diesem Wasserkraftwerk haben wir einen Schritt in eine grüne und nachhaltige Zukunft gemacht“, sagte Rangersdorfs Bürgermeister Josef Kerschbaumer in seiner Festrede. Für die Standortgemeinde im oberen Mölltal ist es das bislang erste und einzige Kraftwerk, das sich auch mehrheitlich in ihrem Eigentum befindet. 51 Prozent der Anteile an der Kraftwerksgesellschaft Rangersdorf GmbH hält die Gemeinde. Weitere 39 Prozent entfallen auf den Kärntner Energieversorger Kelag, die restlichen 10 Prozent liegen bei der Firma Bioholz Reiter, auf welche die ursprüngliche Initiative zum Kraftwerksbau zurückgeht. Es war der Senior-Chef der Firma Bioholz Reiter, der schon vor rund 20 Jahren an dem Standort ein Kraftwerk bauen wollte. Einige Hürden konnten damals aber nicht genommen werden, und im Laufe der Zeit wendete sich Herr Reiter dann an die Gesellschaftspartner, um das Projekt unter Einbeziehung der Gemeinde in Kooperation umzusetzen. Zusammen sei man eben doch stärker, hieß es.

Motto: Einfachheit vor unnötiger Komplexität
Bis schließlich sämtliche Bescheide vorlagen, sollten noch einige Jahre ins Land ziehen. 2019 sei der rechtsgültige Wasserrechtsbescheid ausgestellt worden. Langsam zeichnete sich ab: Das Projekt kann umgesetzt werden. Eine zentrale Rolle spielte dabei die professionelle Planung des Kraftwerks, die zur Gänze vom Kraftwerksteam der Kelag übernommen worden war. „Als Kelag haben wir in partnerschaftlicher Weise einen breitgefassten Auftrag im Sinne der Kraftwerksgesellschaft übernommen: angefangen von Planung und Ausschreibung, über die Bauaufsicht bis hin zu Instandhaltung und Betriebsführung. Wir haben unsere ganze Erfahrung eingebracht und haben – wenn man so möchte – ein ‚Rundum-Sorglos-Paket‘ geschnürt“, sagt Thomas Meixner, Projektleiter der Kelag.
Grundsätzlich handelt es sich beim neuen Kraftwerk Lamnitz um ein Ausleitungskraftwerk an einem stark verbauten Wildbach, ausgerüstet mit einer sehr kompakten Wasserfassung in Form eines Coanda-Systems, einer rund 1,4 Kilometer langen Druckrohrleitung aus glasfaserverstärkten Kunststoffrohren und einem Krafthaus, das an der Einmündung des Lamnitzbachs in die Möll errichtet wurde und das eine moderne 6-düsige Peltonmaschine beherbergt. Mit den Bauarbeiten konnte im Herbst 2023 begonnen werden.

Rohr-Leichtgewichte machen Verlegung einfacher
Großen Wert legten die Projektbetreiber unter anderem auf die regionale Wertschöpfung. Man betonte, dass die meisten Aufträge an Firmen in relativer Nähe vergeben werden konnten. Wie etwa die Bauarbeiten, die zur Gänze in die Hände der Baufirma Fürstauer aus dem benachbarten Winklern gelegt wurden. Und die konnte in der Folge ihre Erfahrung aus einigen vergleichbaren Projekten bei keineswegs einfachen Bauarbeiten im Fassungsbereich und bei der Errichtung der Druckrohrleitung unter Beweis stellen. Beim Rohrmaterial fiel die Wahl der Verantwortlichen auf glasfaserverstärkte Kunststoffrohre, produziert und geliefert vom international agierenden Branchenspezialisten Amiblu. „Ausschlaggebend war vor allem, dass die GFK-Rohre dank des geringen spezifischen Gewichts einfach und schnell zu verlegen sind und damit auch eine wirtschaftlich attraktive Lösung darstellen“, erklärt Projektleiter Thomas Meixner. Konkret wurden auf einer Trassenlänge von 1.415 m GFK-Rohre der Dimension DN900 und einer Nennsteifigkeit von 10.000 N/m2 eingesetzt. GFK-Rohre vom Typ Flowtite haben in den vergangenen Jahrzehnten eindrücklich bewiesen, dass sie auch eine langlebige, robuste Lösung darstellen. Eine Lösung, die zudem energiewirtschaftliche Vorteile mitbringt. Schließlich weisen die Rohre eine glatte, harzreiche Innenoberfläche auf, die dem Rohrmaterial ausgezeichnete hydraulische Eigenschaften verleiht. Die Reibungsverluste sind damit minimal. Für die Betreiber spielte darüber hinaus auch eine entscheidende Rolle, woher die Rohre stammen. „Um den CO2-Abdruck des Gesamtprojekts möglichst gering zu halten, waren uns kurze Lieferwege wichtig. Da konnte Amiblu auch punkten, weil diese Rohre in Deutschland hergestellt wurden“, so Thomas Meixner.

Innovative Rohrbrücke spart Hoch- und Tiefpunkt
Verlegt wurden die Rohre von unten nach oben, wobei vor allem im oberen Trassenbereich die baulichen Herausforderungen auf das Team von Fürstauer Bau warten sollten. „Oben ist die Trasse sehr kurvenreich. Auf den letzten 450 Metern haben wir daher 15 Rohrbögen eingebaut. Aus diesem Grund wurden 13 Festpunkte betoniert und dafür rund 430 m3 Beton verbaut“, erinnert sich Bauleiter Günther Fürstauer jun., der darauf verweist, dass die gesamten Bauarbeiten zügig und problemfrei verlaufen seien.
Eine spezielle Herausforderung ergab sich allerdings durch die einzige Bachquerung, welche topographisch unvermeidlich geworden war. Thomas Meixner: „Auf Höhe einer bestehenden Brücke im oberen Viertel der Leitungstrasse war ursprünglich eine Unterdükerung des Lamnitzbachs geplant gewesen. Das wäre allerdings aufgrund des anstehenden Felsens in diesem Bereich baulich sehr aufwändig geworden und hätte uns zudem das ungeliebte Hoch-Tiefpunktproblem beschert. Das wollten wir vermeiden. Daher entschieden wir uns für den Bau einer Rohrbrücke.“ Diese wurde dabei durchaus speziell ausgeführt. Sie besteht nicht wie sonst häufig aus einem Metallrohr, für dessen Einsatz es natürlich auch Anschlüsse für die Schnittstellen braucht, sondern vielmehr wird das GFK-Rohr über eine tragende Metallkonstruktion unterhalb der Brücke weitergeführt. Zum Schutz vor Gefährdungen von Bäumen und großen Ästen im Hochwasserfall wurden mehrere stählerne I-Träger parallel zum Rohr eingebaut.

Coanda-System macht Sandfang obsolet
Auf einer Seehöhe von knapp 960 m sollte die Bachfassung im Bereich einer der zahlreichen Bestandschwellen der Wildbachsperren errichtet werden. „Dem ursprünglichen Konzept nach war ein klassisches Tirolerwehr vorgesehen, von dem wir aber im Zuge der Ausführungsplanungen abgekommen sind. Wir haben es umgeplant auf das Coanda-System von Wild Metal, mit dem wir bisher sehr gute Erfahrungen im Hinblick auf Funktionalität und Wartungsarmut gemacht haben“, erklärt Thomas Meixner und verweist in diesem Zusammenhang auch darauf, dass der Standort für die Wasserfassung in der engen Schlucht des Lamnitzgrabens recht beengt ist und man daher bemüht gewesen sei, das Gesamtbauwerk möglichst kompakt zu halten. Konkret fiel die Wahl auf das patentierte Coanda-System Grizzly PROTEC Vibro Bars, das von den Ingenieuren von Wild Metal perfekt an die Verhältnisse an einem alpinen, stark geschiebeführenden Wildbach angepasst wurde. Das höchst robuste Oberteil mit den feuerverzinkten Stahlstäben schützt das darunterliegende Feinsieb vor mechanischen Beschädigungen. Größere Steine, Äste, Wurzelstöcke oder dergleichen gleiten entlang dieser Protectorstäbe über die Fassung hinweg. Das Coanda-Sieb darunter ist zum allergrößten Teil selbstreinigend. Sammeln sich einmal doch Geschwemmsel, Vegetationsreste oder Sand darauf an, werden diese üblicherweise schon bei etwas stärkerer Wasserführung weggeschwemmt. Das Sieb weist eine Spaltbreite von gerade einmal 0,6 mm auf, wodurch eine Minimierung des Sandeintrags in den Triebwasserweg erreicht wird. Gerade die Einfachheit des Systems, das dabei mehrfach Vorteile bietet, hat die Betreiber überzeugt.

Grizzly bewährt sich im kalten Lamnitzgraben
In Summe besteht die Wasserfassung aus fünf identischen Modulen des Grizzly PROTEC Vibro Bars, an denen insgesamt bis zu 1,1 m3/s für den Kraftwerksbetrieb eingezogen werden können. Um angesammeltes Geschiebe weiterzuführen, wurde – ebenfalls von der Firma Wild Metal – direkt daneben, linksufrig eine 1,5 m breite Spülklappe installiert. In diesem Bereich wurde in der Fassung ein Wintereinlauf integriert, der den Kraftwerksbetrieb bei tiefwinterlichen Bedingungen sicherstellt. „Der Wintereinlauf stellt eine wichtige Redundanz für den Betrieb dar, zumal es hier im Lamnitzgraben üblicherweise recht kalt wird. Das Coanda-System funktioniert erfahrungsgemäß auch bei sehr niedrigen Temperaturen, ein Zufrieren ist kaum zu erwarten“, so Thomas Meixner. Da der stark verbaute Wildbach nicht als Fischlebensraum klassifiziert ist, brauchte es keine Fischaufstiegshilfe an der neuen Wasserfassung. Behördlich vorgeschrieben wurde allerdings eine Wanderhilfe für Mikroorganismen. Zu diesem Zweck wurde ein Rohr DN200, ausgelegt mit Bachbettsubstrat, durch das Querbauwerk geführt.

High-Tech Maschinenbolide aus Kärntner Herstellung
Direkt an der Einmündung des Lamnitzbachs in die Möll wurde das neue Krafthaus errichtet, bei welchem man außen auf traditionelle Optik und innen auf Wasserkraft-Hightech setzte. Im Zuge der Ausschreibung nach dem Bestbieterverfahren hatte sich der renommierte Kärntner Wasserkraft-Allrounder EFG Turbinenbau durchgesetzt, der speziell mit der technischen Ausführung die Kraftwerksspezialisten der Kelag überzeugte. „EFG hat eine ausgereifte 6-düsige Pelton-Turbine konzipiert. Sie ist mit außenregulierten Düsen, mit elektromechanischen Regelantrieben und als freistehende Konstruktion ausgeführt worden. Die Maschine bringt einige gut durchdachte technische Details mit. In jedem Fall haben die Ingenieure von EFG viel technisches Know-how investiert, um eine hoch robuste, zuverlässige Maschine zu designen, die unseren hohen Anforderungen absolut gerecht wurde“, beschreibt Michael Kandutsch vom Team Maschinenbau der Kelag das neue Kraftpaket. Der äußerliche Eindruck von der 6-düsigen Maschine trügt keineswegs: Im Vergleich zu Peltonturbinen anderer Hersteller wirkt die Maschine optisch massiver und robuster. „Eben eine echte EFG-Turbine, die für Generationen gebaut wurde, nicht für ein paar Jahre“, bekräftigt der Leiter Technik von EFG, Gero Pretis, der ergänzend anführt: „Ursprünglich kommen wir als EFG aus der Pelton-Technik, das ist immer noch eine unserer Kernkompetenzen. In diese Maschine konnten wir sehr viel Know-how und Erfahrung aus 40 Jahren einbringen.“

Die Qualität liegt in der Einfachheit
Was die Ausführung der neuen Turbine so besonders macht, ist die Gesamtheit an technisch hochwertigen Einzeldetails. Als Beispiel nennt der Ingenieur die inhärente Sicherheit der Maschine, die durch die Umsetzung eines dreifach redundanten Notschlusses auf höchstem technischen Niveau erreicht wurde. Die Maschine wurde auf einem Ausstattungslevel gefertigt, das eigentlich durchgehend als EVU-Standard bezeichnet werden kann. Im Prinzip wurden vom Team der EFG-Technik-Abteilung Spezifikationen, die von Großmaschinen kommen, auf eine kleinere Leistung hin adaptiert. „Es galt, die Vorgaben aus dem Bereich der Großmaschinen soweit herunterzubrechen, dass ein High-End-Level erzielt wird und zugleich die Ausstattung für ein Kleinwasserkraftwerk immer noch adäquat und nicht übertrieben ist. Dieses Down- sizing war kein einfacher Spagat für uns“, sagt Gero Pretis und ergänzt: „Ziel war es letztlich, dass die Konstruktion trotz dieser Spezifikationen von einer gewissen Einfachheit geprägt ist. Denn gerade in der Einfachheit liegt zumeist die große Qualität.“
Von höchstem fertigungstechnischen Niveau zeugt auch das Laufrad der Turbine, das auf dem neuen, hochmodernen 5-Achs-Dreh/Fräs-Bearbeitungszentrum im EFG-Werk in Feldkirchen hergestellt wurde. Es wurde aus einem Schmiedeblock gefräst.

Projekt lief wie am Schnürchen
Was ganz klar für die Planung spricht: Dass trotz der Komplexität in der maschinenbaulichen Ausführung das Projekt wie am Schnürchen gelaufen ist – und alles im Zeitplan gehalten werden konnte. Am Ende wurde eine Maschine installiert, die nicht nur Top-Wirkungsgrade erzielt, sondern auch eine große Flexibilität zeigt. Grundsätzlich kann die Maschine in extrem wasserarmen Perioden bis auf 5 Prozent der Ausbauwassermenge und noch darunter betrieben werden. Dabei sei weniger die Turbine selbst, sondern die Leerlaufverluste des Generators auf diesem untersten Betriebslevel der limitierende Faktor, so der Kärntner Maschinenbauingenieur aus Feldkirchen. Er verweist darauf, dass es bei einem Beteiligungsprojekt wie diesem auch um die langfristige Perspektive für die Investoren und Betreiber gehe. „Diese EFG-Turbine ist ein echtes ‚Arbeitstier‘, eine leise und zugleich leistungsstarke Maschine mit langen Wartungsintervallen. Das ist insofern von entscheidender Bedeutung, als Betreiber nicht viel von einer unausgereiften Turbinentechnik haben, wenn damit immer wieder ungeplante hohe Ausfall- oder Reparaturkosten auf sie zukommen. Ein gemeinsames Projekt im Bereich der erneuerbaren Energien kann nur erfolgreich sein, wenn ein Kraftwerkssystem eingebaut wird, das höchste Betriebssicherheit garantiert. Und das ist hier der Fall“, betont Gero Pretis.

Vorzeigeprojekt liefert Strom für 800 Haushalte
Ausgelegt ist die Maschine bei einem Ausbaudurchfluss von 1,1 m3/s und einer Nettofallhöhe von 126,9 m auf eine Nennleistung von 1,19 MW elektrisch. Im Regeljahr erzeugt die Anlage rund 2,8 GWh. Eine Strommenge, die ausreicht, um rund 800 Haushalte mit sauberem Strom zu versorgen. Seit Oktober läuft die Anlage, ohne Probleme, ohne irgendwelche „Kinderkrankheiten“. Die Verantwortlichen der Kelag, die das gesamte Projekt von der Planung bis zur Betriebsführung abgewickelt haben, zeigen sich in ihrem Resümee hoch zufrieden. „Es ist uns gelungen, sehr viel von unserem Know-how einzubringen. Unter anderem auch im Bereich der Elektro- und Steuerungstechnik. Heute ist das Kraftwerk für den vollautomatischen Betrieb ausgelegt und wird von unserer Leitwarte in Klagenfurt lückenlos überwacht“, sagt Thomas Meixner. Ziemlich genau ein Jahr hatten die Bauarbeiten letztlich in Anspruch genommen. Mit der Eröffnungsfeier am 4. Oktober 2024 wurde ein neues Kapitel in der Ökostromerzeugung im oberen Mölltal aufgeschlagen. Das bekräftigte auch der Landtagsabgeordnete Michael Maier, der in seiner Ansprache meinte: „Mit dem neuen Kraftwerk ist ein landes- weites Vorzeigeprojekt entstanden, das die Chancen der Wasserkraft bestmöglich nutzt.“

Erschienen in zek HYDRO, Ausgabe 2/2025