Dotierkraftwerk Burvagn versorgt 220 Bündner Haushalte mit sauberem Strom

Mit dem im Frühjahr abgeschlossenen Bau eines neuen Dotierkraftwerks an der Wehranlage des Kraftwerks Tiefencastel West hat das Elektrizitätswerk der Stadt Zürich (ewz) zwei Fliegen mit einer Klappe geschlagen. Durch die Umbauten an der Wehranlage Burvagn kann die im Zuge der Konzessionsverlängerung erhöhte Restwasserabgabe ökologisch sinnvoll und energetisch effizient genutzt werden. Im Zuge der Bauarbeiten musste unter anderem ein rund 18 Meter langer Durchstich durch den Schüttdamm und die betonierte Staumauer erstellt werden. Das Herzstück der Anlage bildet eine doppelt regulierte Kaplan-Turbine mit 270 kW Engpassleistung, mit der ewz im Regeljahr bis zu 1 Million Kilowattstunden Ökostrom erzeugen wird.

Neue Wasserkraft am Lai da Burvagn

Die Kraftwerke Mittelbünden sind eine bedeutende Kraftwerksgruppe im Kanton Graubünden, die 1909 mit der Inbetriebnahme des Elektrizitätswerks Albula entstanden ist. Im Laufe der Jahre und Jahrzehnte wurde der Kraftwerksverbund, der aus mehreren Kraftwerkszentralen und großen Stauanlagen wie dem 62 Millionen Kubikmeter fassenden Lai da Marmorera besteht, immer weiter ausgebaut. Heute erzeugt ewz mit der Kraftwerksgruppe Mittelbünden alljährlich rund 750 GWh Ökostrom.

Restwasser wird zur Stromerzeugung genutzt

Obwohl die leistungsstärksten Anlagen bereits vor langer Zeit gebaut wurden, hat die Kraftwerksgruppe in der jüngeren Vergangenheit stetigen Zuwachs um mehrere Klein- bzw. Dotierwasserkraftwerke erhalten. Das neueste Dotierkraftwerk der Kraftwerke Mittelbünden wurde am Lai da Burvagn errichtet, einem klassischen Speichersee mit rund 200.000 m³ Fassungsvermögen. Der Speicher wurde 1949 gleichzeitig mit der Zentrale Tiefencastel West in den Betrieb genommen. Am Ufer des Lai da Burvagn befindet sich auch das Maschinengebäude des Kleinwasserkraftwerks Adont, das im Herbst 2021 erstmals Strom produziert hat. Rund fünf Jahre später ging am Fuß der Staumauer im Frühjahr 2026 das Dotierkraftwerk Burvagn in Betrieb. Die Entstehung des neuen Dotierkraftwerks ist mit der Konzessionsverlängerung des Kraftwerks Tiefencastel West verbunden, erklärt ewz-Projektleiter Martin Klauenbösch: „Die Herstellung einer simultandynamischen Dotierung am Wehr Burvagn war eine der wichtigsten Auflagen, die wir im Zuge der Rekonzessionierung erfüllen mussten. Mit den bestehenden Einrichtungen an der Wehranlage konnte man nur provisorisch bzw. im Revisionsfall dotieren.“ Nach eingehender Prüfung wurde beschlossen, die vorgeschriebene Dotierung mit dem Bau eines Restwasserkraftwerks zu verbinden. Anstelle die Energie durch eine reine Dotiereinrichtung zu vernichten, kann das hydroenergetische Potential des Wassers somit zur Stromproduktion genutzt werden. Martin Klauenbösch merkt an, dass von behördlicher Seite ursprünglich auch die Errichtung einer Fischaufstiegsanlage an der Wehranlage verfügt worden war: „Mit einer Höhendifferenz von ca. zehn Metern und betriebsbedingten Wasserspiegelschwankungen von bis zu drei Metern herrschen an der Wehranlage Burvagn sehr herausfordernde Rahmenbedingungen. Im Rahmen eines Variantenstudiums wurden verschiedene Systeme eingehend auf ihre Tauglichkeit für den Standort überprüft. Letztlich wurde aber von der Behörde der Bau eines Fischabstieges als unverhältnismäßig beurteilt. Diese Entscheidung wurde auch mit dem Hintergrund getroffen, dass es schon weit unterhalb der Wehranlage an der Julia eine Vielzahl von natürlichen Abstürzen im Gewässerverlauf gibt, welche die Fischwanderung ohnehin erschweren bzw. verunmöglichen.“

Durchstich durch die Staumauer für das Dotierkraftwerk

Um das neue Dotierkraftwerk realisieren zu können, musste ein Durchstich durch die Wehranlage erstellt werden. Die mittlerweile über 75 Jahre alte Staueinrichtung besteht auf der Wasserseite aus einer ca. 2 Meter starken Betonmauer, an die eine breite Erdschüttung angrenzt. Zu Beginn der Bauarbeiten wurde der Lai da Burvagn komplett entleert, um die wasserseitigen Betonarbeiten durchführen zu können. Der rund 5-monatige Leerstand wurde von ewz auch dazu genutzt, um in der Zentrale des Kraftwerks Tiefencastel verschiedene Revisionsarbeiten zu erledigen. „Auf der Wasserseite des Wehres wurde zuerst das Einlaufbauwerk errichtet. Danach konnte die Aussparung in der Betonmauer mit mehreren Kernbohrungen erstellt werden. Nachdem das Bauwerk fertiggestellt war, konnte dieses mit Dammbalken abgedichtet werden, und die Arbeiten wechselten auf die Luftseite der Staumauer“, erklärt Martin Klauenbösch. Zuständig für die Errichtung des Maschinengebäudes war der Bündner Bauspezialist Rizzi AG. Der Durchstich durch die Staumauer wurde durch ein Spezialtiefbauunternehmen erstellt, die Tief- und Erdbauarbeiten wurden von der Firma Luzio Tiefbau AG ausgeführt. Damit die Betonmauer der Stauanlage durch Vibrationen keinen Schaden nimmt, wurde der Durchstich mit der Anwendung eines Pressverfahrens hergestellt. Dabei wurde ein Vortriebsrohr mit 1,2 Meter Durchmesser durch die rund 16 m breite Schüttung gepresst und anschließend durch die zuvor erstellte Kernbohrung an der Betonmauer geführt. Das Einlaufbauwerk wurde mit einem vertikalen Schutzrechen bestückt, der Treibgut von der Ausleitung durch den Staudamm abhält.

Kaplan-Turbine für variable Restwassermengen

Das Maschinengebäude wurde so tief wie möglich am Mauerfuß errichtet. Ausgelegt wurde das neue Dotierkraftwerk auf eine maximale Ausbauwassermenge von 3 m³/s, der nutzbare Fallhöhenbereich liegt zwischen 7 und 10 m. Die Restwasserabgabe, die den natürlichen Gang des Gewässers nachbilden soll, besteht aus einem Sockelbetrag von 800 l/s, hinzu kommt noch ein dynamisch bemessener Anteil, der sich aus den jeweiligen Zuflussbedingungen ergibt. Bei der Maschinenwahl des Kraftwerks stand Martin Klauenbösch zufolge der Aspekt der Zuverlässigkeit im Vordergrund. Umgesetzt wurde nun eine doppeltregulierte Kaplan-Turbine in vertikalachsiger Bauform, die über ein breites Betriebsband hinweg Strom erzeugen kann. Diese Maschine garantiert nicht nur einen stabilen Betrieb, sondern sorgt konstruktionsbedingt auch für ein Höchstmaß an Effizienz. Gefertigt wurde die maßgeschneiderte Turbine vom deutschen Branchenspezialisten Kochendörfer Wasserkraftanlagen, der für das Projekt Burvagn ein leistungsstarkes Komplettpaket geschnürt hatte. Die Maschine, die bei vollem Wasserdargebot 270 kW Engpassleistung erreicht, ermöglicht dem Kraftwerk auch bei schwankender Fallhöhe und variierendem Zufluss ein hohes Leistungspotential. Dafür sorgt die zweifache Regulierfähigkeit der Turbine mittels verstellbarer Leit- und Laufradschaufeln, deren Steuerung durch ein Hydraulikaggregat erfolgt. Vervollständigt wird der Maschinensatz durch einen direkt mit dem Laufrad gekoppelten Synchron-Generator vom österreichischen Traditionshersteller Hitzinger in wassergekühlter Ausführung. Die elektro- und leittechnischen Komponenten, die für den vollautomatischen Anlagenbetrieb sorgen, befinden sich auf derselben Ebene wie der Maschinensatz im Krafthaus. Fernüberwacht und geregelt wird die Anlage durch die zentrale ewz-Leitwarte in Sils, die Einspeisung des erzeugten Stroms ins regionale Netz erfolgt an einer nahegelegenen Trafostation.

Bis zu 1 GWh Ökostrom für 220 Haushalte

Nach einer zügig verlaufenen Bauphase hat das neue Dotierkraftwerk am 8. Mai 2026 erstmals Strom produziert. Martin Klauenbösch spricht in seinem Resümee von einem anspruchsvollen Projekt, dass vor allem während der Planungsphase mit großem Aufwand verbunden war: „Das Endergebnis mit einer ruhig und effizient laufenden Anlage zeigt, dass sich der Aufwand gelohnt hat. Absolut positiv zu bewerten ist auch der Umstand, dass an der Projektumsetzung eine ganze Reihe von regionalen Unternehmen beschäftigt war.“ Mit dem Neubau wird ewz jährlich bis zu 1 Gigawattstunde erneuerbaren Strom produzieren, umgerechnet entspricht das dem Verbrauch von rund 220 durchschnittlichen Bündner Haushalten.

Erschienen in zek HYDRO, Ausgabe 4/2025