Luzerner Kraftwerk Emmenweid nach umfassender Modernisierung wieder am Netz

Anfang November 2025 hat die Schweizer CKW-Gruppe die Bau- und Modernisierungsarbeiten beim Wasserkraftwerk Emmenweid im Kanton Luzern er­folgreich abgeschlossen. Im Rahmen des großangelegten Modernisierungsprojekts wurde die jetzt knapp 50 m breite Wehranlage an der Kleinen Emme von Grund auf erneuert. Zusätzlich wurden moderne Fischwandereinrichtungen geschaffen, die den Fischen eine Passage am Querbauwerk vorbei in beide Gewässerrichtungen ermöglichen. Die neue Wehranlage, die einen wich­tigen Teil des kantonalen Hochwasserschutzkonzepts bildet, gewährleistet nun eine Abflusskapazität von 700.000 l/s. Den Anlagenstillstand nutz­ten die Betreiber auch dazu, um an der Turbine und dem Generator in der An­lagenzentrale Revisionen durchführen zu lassen. Trotz einer deutlich erhöhten Rest­wasserabgabe, die bei der Neukonzessionierung vorgeschrieben wurde, soll das Kraftwerk Emmenweid auch weiterhin 5,4 GWh Ökostrom im Regeljahr erzeugen.

Wasserkraftwerk Emmenweid: Modernisierung eines Traditionsstandorts an der Kleinen Emme

Im Luzerner Stadtteil Littau hat die Stromproduktion aus Wasserkraft eine lange Tradition. Dem Wasserkraftwerk Emmenweid an der Kleinen Emme, das früher Strom für das lokale Stahlwerk lieferte, wurde bereits im Jahr 1913 die wasserrechtliche Konzession erteilt. 1996 wurde die Anlage schließlich von der Axpo-Tochtergesellschaft CKW übernommen, die im Jahr 2003 den Maschinensatz in der Kraftwerkszentrale komplett erneuerte. 20 Jahre danach wurde von der CKW im Herbst 2023 ein noch umfangreicheres Modernisierungsprojekt bei diesem Traditionskraftwerk in Angriff genommen.

Neubau der Wehranlage aus Hochwasserschutz- und Umweltauflagen

Der CKW-Gesamtprojektleiter Roman Huber erklärt, dass das Erneuerungsprojekt aufgrund der Hochwasserschutzthematik, der gewässerökologischen Durch­gängigkeit und der Erhöhung der Restwasserabgabe durchgeführt wurde: „Im Rahmen der 2018 erteilten Neukonzessionierung der Anlage hat die CKW die Auflage erhalten, dass an der Wehranlage im Hochwasserfall eine Abflusskapazität von 700.000 l/s sichergestellt werden muss. Zusätzlich wurde die Restwasserabgabe von vormals 50 l/s auf 1.000 l/s deutlich erhöht. Der dritte wesentliche Punkt, an den die Konzessionserteilung gekoppelt war, war die Herstellung der Fischdurchgängigkeit.“ Der Projektleiter ergänzt, dass sich die CKW bereits seit 2010 mit der anstehenden Erneuerung der Wehranlage beschäftigte. Während der Projektierungsphase gab es allerdings diverse Ein­sprachen von Umwelt- und Fische­reiverbänden sowie eine Änderung ­des Schweizer Gewässerschutzgesetzes, die mehrere Umplanungen erforderlich machten. Die finale Baubewilligung für die Erneuerung der Wehranlage wurde der CKW im Jahr 2022 erteilt.

Bewährtes Ausleitungskonzept bleibt trotz Neubau erhalten

Für den Umbau der Wehranlage und die Herstellung der Fischdurchgängigkeit wurden mehrere Varianten eingehend geprüft. Weil die vorhandene Bauwerksstruktur bereits sehr alt war und sich auch im Hinblick auf den Hochwasserschutz als ungenügend darstellte, wurde von der CKW letztendlich ein kompletter Neubau beschlossen. Unverändert geblieben ist im Prinzip nur der Standort der Wehranlage. Die ökologische Durchgängigkeit sollte durch den Bau einer Fischaufstiegsanlage in Form eines technischen Beckenpasses und einer separaten Fischabstiegseinrichtung realisiert werden. Am grundsätzlichen Funktionskonzept des Ausleitungskraftwerks hat sich auch nach den Umbauten nichts geändert. Das entnommene Triebwasser fließt weiterhin durch einen rund 1,5 km langen offenen Oberwasserkanal zum Rechengebäude. Anschließend gelangt es über ein geschlossenes Druckrohr ins Maschinengebäude, wo es zur Stromproduktion genutzt wird.Nach der Turbinierung wird das Wasser durch einen ca. 100 m langen, teilweise geschlossenen Unterwasserkanal in die Kleine Emme zurückgeleitet. Eine Erhöhung der maximalen Ausbauwassermenge von 12 m³/s stand laut Roman Huber nicht zur Debatte. „Wenn die Ausbauwassermenge erhöht worden wäre, hätte man in weiterer Folge auch die Ober- und Unterwasserkanäle vergrößern müssen – das wäre wirtschaftlich nicht sinnvoll gewesen. Zudem ist auch die durchschnittliche Abflusskapazität der Kleinen Emme begrenzt.“

Komplexes Bauprojekt unter Hochwasser- und Wildbachbedingungen

Im September 2023 konnte schließlich die Bauphase des großangelegten Erneuerungsprojekts starten. Roman Huber zufolge sollte sich die bauliche Umsetzung nicht nur wegen der schwierigen geologischen Bedingungen und einer nicht vorgesehenen Hangstabilisierung im Oberwasserkanal als sehr herausfordernd erweisen: „Die Kleine Emme hat zwar ein sehr großes Einzugsgebiet, sie verfügt aber nur über wenige Retentionsräume. Das Gewässer zeichnet sich durch seinen starken Wildbachcharakter aus, bei dem innerhalb kurzer Zeit Hochwässer entstehen können. 2024 war aufgrund der reichlichen Niederschläge zwar ein gutes Jahr für die Wasserkraftproduktion, es war aber nicht ideal für Wasserkraftbauprojekte. Die Baustelle war im Verlauf des Vorjahres von mehreren Hochwässern betroffen, die gezielte Flutungen der Baugrube nötig machten. Das verursachte natürlich Behinderungen im Bauablauf und verzögerte die Fertigstellung um insgesamt vier Monate, was sich wiederum in erhöhten Projektkosten niedergeschlagen hat.“

Stahlwasserbau und Hydromechanik von Glarner Wasserkraft-Spezialisten

Zur Gewährleistung der geforderten Hochwasserabflusskapazität von 700.000 l/s wurde das Wehrbauwerk erheblich verbreitert. Die alte Wehranlage bestand im Wesentlichen aus einer 26 m breiten Wehrklappe mit Gegengewichtsantrieb und einer 6 m breiten Spülklappe. Bei der Neuausführung kommen zwei je 20 m breite Wehrklappen und eine ebenfalls 6 m breite Spülklappe zum Einsatz, die jeweils durch einen einzelnen Hy­draulikzylinder angetrieben werden. Geliefert und fachgerecht montiert wurde das gesamte Stahlwasserbauequipment von der bewährten Fäh Maschinen- und Anlagenbau AG. Die in Glarus ansässigen Branchenexperten gelten im Wasserkraftsektor als renommierte Spezialisten für zuverlässige hydromechanische Lösungen. Zum Auftragsvolumen von Fäh zählte auch der neue Horizontalrechen mit 35 m Länge und 1,7 m Höhe, der sich beim Seiteneinlauf der Wehranlage auf der orographisch linken Gewässerseite befindet. Vervollständigt wird der konstruktionsbedingt fischfreundliche Einlaufrechen durch die Rechenreinigungsmaschine mit ölhydraulischem Antrieb. Der pegelgeregelte Rechenreiniger sorgt für die automatische Entfernung von Geschwemmsel auf der knapp 60 m² großen Rechenfläche und befördert das entfernte Treibgut auf direktem Weg in den Unterwasserbereich der Wehranlage. Komplettiert wurde der Fäh-Lieferumfang durch mehrere Absperr- und Regulierschützen inklusive Antriebe sowie elektro- und leittechnisches Equipment zur Überwachung und Steuerung der Wehranlage. Das Herzstück der neuen Fischwandereinrichtungen bildet der als technischer Vertical-Slot-Pass ausgeführte Fischaufstieg. Dieser wurde auf die Zielarten Bachforelle, Äsche und Barbe ausgelegt. Die Schlitzbreiten und Beckenlängen ermöglichen aber auch den Aufstieg von größeren Arten wie zum Beispiel der Seeforelle oder später auch dem Lachs. Flussabwärtswandernde Fische können das Querbauwerk durch einen separaten Fischabstiegskanal durchqueren, über den auch das vom Einlaufrechen entfernte Geschwemmsel in den Unterwasserbereich abgegeben wird.

Großrevision des Maschinensatzes während Anlagenstillstand

Die Erneuerung der Wehranlage und der damit einhergehende Anlagenstillstand wurde von der CKW genutzt, um den Maschinensatz in der Kraftwerkszentrale, der auf eine Klemmenleistung von 1.080 kW ausgelegt ist, auf Vordermann zu bringen. „Dabei wurden die vertikalachsige Kaplan-Schachtturbine und der mit dem Laufrad direkt gekoppelt Synchrongenerator ausgehoben und komplett demontiert“, erklärt Marco Ziegler, CKW-Projektleiter Kraftwerksanlagen: „Bei der 2003 eingebauten Turbine hat im Prinzip eine große Revision stattgefunden. Als zentrale Maßnahme wurden von Andritz Hydro die Schaufeln des 4-flügeligen Laufrads ersetzt, denen Kavitation und Abrasionen im Laufe der Jahre zugesetzt hatten. Die neuen Laufradschaufeln bestehen aus rostfreiem Stahl, der eine höhere Beständigkeit gegen Sedimente im Triebwasser gewährleistet als die zuvor aus Bronze gefertigten Schaufeln. Zusätzlich wurden auch die anderen Komponenten der Turbine inspiziert und gegebenenfalls erneuert.“ Der luftgekühlte Generator wurde vom Schweizer Branchenspezialisten Gebrüder Meier AG aus Regensdorf einem Refurbishment-Programm unterzogen. Dabei wurden unter anderem die Wälzlagerungen ersetzt, die nach 20 Jahren Dauerbetrieb ihr technisches Lebensende erreicht hatten. Im Rahmen der Maschinensanierung sorgten die Generatorenexperten zudem für die Reinigung sämtlicher Maschinenkomponenten und führten umfassende Diagnosemessungen durch. Nach der Eingangsprüfung im Werk der Gebrüder Meier AG wurden alle relevanten elektrischen Messwerte aufgenommen, die Maschine komplett zerlegt und die Einzelteile gründlich gereinigt. Der Rotor und der Stator wurden ebenfalls nass gereinigt und anschließend im Umlufttrocknungsofen ausgetrocknet. Die Wicklungsisolation wurde mittels Spritzimprägnierung auf Vordermann gebracht. Nach der Aufarbeitung aller Teile konnte die Maschine wieder zusammengesetzt und der obligatorischen Ausgangsprüfung unterzogen werden.

Neue Wehranlage erhöht Hochwassersicherheit und ökologische Durchgängigkeit

Anfang November 2025 konnte die CKW ihr Bau- und Modernisierungsprojekt abschließen und das Kraftwerk Emmenweid wieder in Betrieb nehmen. Die Betreiber gehen davon aus, dass die Anlage trotz der erheblich vergrößerten Restwasserabgabe weiterhin rund 5,4 GWh im Regeljahr erzeugen kann. Das entspricht umgerechnet dem Jahresstrombedarf von ca. 1.200 Vier-Personen-Haushalten. Gesamtprojektleiter Roman Huber spricht retrospektiv von einem spannenden Projekt, bei dem die ausführenden Unternehmen und die CKW sehr gefordert waren. Angesichts der gewährleisteten Hochwassersicherheit – die neue Wehranlage ist ein wichtiger Teil des Projekts „Hochwasserschutz und Renaturierung Kleine Emme“ des Kantons Luzern – und der Errichtung zeitgemäßer Fischwanderanlagen darf man definitiv von einem erfolgreichen Projekt sprechen. Darüber hinaus kann die CKW die Wehranlage nun umfassend aus der Ferne überwachen und steuern, wodurch im Hochwasserfall sehr schnell reagiert werden kann.

Erschienen in zek HYDRO, Ausgabe 6/2025