Kurz vor Weihnachten 2022 hatten die beiden Unternehmer Johannes Rothenwänder und Rudi Huber ihr Kraftwerksprojekt zur behördlichen Genehmigung eingereicht. Heute, rund anderthalb Jahre später produziert das neue Kraftwerk Karthäusenbach im Salzburger Lungau schon effektiv Ökostrom. Ein Erfolgsprojekt, das nur dank eines schlagkräftigen Teams in dieser rekordverdächtigen Zeit möglich war – und ein Musterbeispiel dafür, dass vieles möglich ist, wenn alle an einem Strang ziehen. Das neue Kraftwerk in der Naturparkgemeinde Zederhaus erzeugt im Regeljahr rund 1,4 GWh und stellt damit einen wichtigen Baustein in der nachhaltigen Regionalentwicklung des Lungaus dar.

Es gibt nur wenige andere Bezirke in Österreich, in denen das Themenfeld Eigenständigkeit, Autarkie und Selbstversorgung derartig präsent und ausgeprägt ist wie im Salzburger Lungau. Das ist historisch bedingt und zeigt sich speziell in der Geschichte der Elektrifizierung der Region: Man war über Jahrzehnte auf die Initiativen von Einzelnen und einigen Unternehmen angewiesen. Erst nach 1946 wurde eine flächendeckende Stromversorgung verwirklicht, als die Stromautobahn über den Radstädter Tauern auch den südlichsten, stark ländlich geprägten Teil des Salzburger Innergebirges erreichte. Vor diesem entwicklungsgeschichtlichen Hintergrund ist es nicht verwunderlich, dass hier auch heute noch Kooperationsgeist und die Besinnung auf bodenständige Werte und eigene Ressourcen gelebt werden.
Ein Beleg dafür ist das nagelneue Kraftwerk Karthäusenbach in der Naturparkgemeinde Zederhaus, das von diesen Tugenden geprägt ist. Realisiert wurde die Anlage von den beiden Unternehmern Rudi Huber und Johannes Rothenwänder, die auch selbst viel Hirnschmalz in ihr Kraftwerksprojekt einbrachten. Die Idee dafür hatte allerdings ein anderer: nämlich Johannes Rothenwänders Vater Ernst Rothenwänder, Landtagsabgeordneter a.D., als langjähriger Wasserkraftbetreiber selbst vom Fach. „Mein Vater hat früher immer gemeint, dass die Nutzung des Karthäusenbachs wirtschaftlich interessant wäre. Und so hat er die Projektentwicklung erarbeitet und etwa Dienstbarkeiten mit den Grundstücksbesitzern, vor allem mit den Österreichischen Bundesforsten, vereinbart und damit auch den Grundstein für eine erfolgreiche Umsetzung gelegt“, erzählt Johannes Rothenwänder.

Es geht nichts über ein starkes Team
Das Betreiber-Duo Johannes Rothenwänder & Rudi Huber ist eine Lungauer-Pongauer- Connection, deren auffälligste Gemeinsamkeit wohl ihre Affinität zur Wasserkraft ist. Während der Lungauer Johannes Rothenwänder über den Vater zur Wasserkraft gekommen ist, verdankt der Pongauer Rudi Huber seinen Wasserkraftbezug vor allem seinen beiden Brüdern, die für die Wasserkraftwerksanlagen eines großen Energieversorgers zuständig sind. Was für das Betreiber-Duo daher von Anfang an von zentraler Bedeutung war: das Team. „Es braucht ein starkes Team aus Partnern und Professionisten, um ein Kraftwerk erfolgreich realisieren zu können. Aus diesem Grund haben wir zu Beginn auch einige Wasserkraftplaner eingeladen, die ­Erfahrung mit Anlagen dieser Größe haben. Und schon beim ersten Gespräch haben ­wir bemerkt, dass mit dem Planungs­in- genieur Hans Schmeißl vom Ingenieurbüro e² engineering GmbH letztlich dann auch die Chemie exzellent gepasst hat“, sagt Rudi Huber und verweist auf einen Umstand, der den meisten Kraftwerksbetreibern nicht unbekannt ist: Über den langen Zeitraum einer Projektabwicklung ist es extrem wichtig, dass die Beteiligten auch auf persönlicher Ebene harmonieren.

Zügiges Behördenverfahren
„Wir haben die Projektunterlagen kurz vor Weihnachten 2022 bei den Behörden eingereicht, und bereits im Juni 2023 fanden die Verhandlungen statt. Das war schon sehr sportlich“, erinnert sich Planer Dipl.-Ing. Hans Schmeißl. Zwar sei nicht jeder Verhandlungspunkt einfach gewesen, aber dennoch seien sämtliche Gespräche mit den Beamten und Sachgutachtern offen, professionell und konstruktiv gewesen. Und auch die Betreiber finden für die zuständige Bezirkshauptmannschaft Tamsweg und das Land Salzburg lobende Worte: „Die Zusammenarbeit war wirklich gut. Und dank dieser professionellen Basis ging das Behördenverfahren auch so schnell über die Bühne. Es ist ja kein Geheimnis, dass so etwas heute nicht mehr selbstverständlich ist“, sagt Rudi Huber. Am 30. Juni letzten Jahres lag der positive Bescheid vor. Das Kraftwerk konnte gebaut werden. Was den Betreibern dabei auch in die Karten spielte, war der Umstand, dass der Karthäusengraben in Zederhaus keineswegs völlig unberührt war. Hier gab es bereits früher ein Kraftwerk. Johannes Rothenwänder: „Das Kraftwerk war allerdings sehr klein. Mit 11 kW war es gerade für die Eigenversorgung des benachbarten landwirtschaftlichen Betriebs ausreichend. Aber es war schon lange nicht mehr in Betrieb, sodass vor vielen Jahren auch schon das Wasserrecht verfallen war.“

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Keine Überraschungen
Das neue Kraftwerk sollte mit dieser Altanlage nur mehr das genutzte Gewässer gemein haben. Demnach handelt es sich beim Kraftwerk Karthäusenbach auch keineswegs um einen Ersatzneubau, sondern um ein hochmodernes Kleinwasserkraftwerk mit ganz eigenem Konzept. „Die Fassung liegt auf rund 1.400 m Seehöhe, knapp unterhalb einer Wildbachsperre. Hier werden über einen Coanda-Rechen bis zu 145 l/s dem Karthäusenbach entnommen und vom unterirdischen Fassungsbauwerk im Anschluss an die Apparatekammer in die Druckrohrleitung geführt. Über die rund 1.060 m lange Druckrohrleitung überwindet das Triebwasser eine Gefällestufe von 263 Meter, bevor es auf die Turbinen im Krafthaus trifft. Das abgearbeitete Wasser wird schließlich über eine kurze Strecke in den Zederhausbach zurückgegeben“, umreißt Hans Schmeißl das Kraftwerkskonzept. Nachdem sämtliche Baulose vergeben waren, konnten die Bauarbeiten am 18. September letzten Jahres aufgenommen werden. Dazu Rudi Huber: „Uns war im Grunde klar, was uns baulich hier im Karthäusengraben erwartet – und es gab auch keine Überraschungen. Und genau nach diesen Kriterien haben wir die Firmen ausgesucht.“ Besonders erfreut zeigten sich die beiden Betreiber darüber, dass das Wetter so gut mitspielte. Dank der langen Trockenzeit im Herbst letzten Jahres konnten alle drei wichtigen Baulose weit vorangetrieben werden: Zum einen wurde der Rohbau des neuen Krafthauses errichtet, zum anderen die Grundstruktur der Wasserfassung hergestellt und darüber hinaus die komplette Druckrohrleitung unterirdisch verlegt.

Effektive Rohrverlegung
Dass gute Witterungsbedingungen entscheidend für eine wirtschaftliche Rohrverlegung sein können, sollte sich gerade bei diesem Projekt bewahrheiten, das mit einem durchwegs steilen, unwegsamen Gelände aufwartete. „Bei 263 m Fallhöhe beträgt die Länge der Druckrohrleitung gerade einmal 1.060 m. Schon daran erkennt man, dass die Trasse eine starke Neigung auftweist“, erzählt Planer Hans Schmeißl und fügt zugleich hinzu, dass die Rohrverlegung dennoch sehr gut verlaufen sei. Das lag zum einen an einer sehr guten Baufirma, deren Baggerfahrer selbst in den steilsten Abschnitten noch mit einem herkömmlichen Bagger arbeitete. Das lag aber auch am gewählten Rohrmaterial, wie der Planungsingenieur betont: „Wir haben uns bewusst für Gussrohre des österreichischen Familienunternehmens Tiroler Rohre GmbH entschieden. Gerade bei einem Projekt wie diesem, wo man sich über 1.000 m Seehöhe befindet, ist es wichtig, dass man die Rohre schnell und effektiv unter die Erde bringt. Und das lässt sich mittels der bewährten ‚Auf-Zu-Methode‘ einfach optimal realisieren. Ein erstes Rohr wird verlegt, das zweite daran angekuppelt, unmittelbar danach kann die Künette schon verschlossen werden. Auf diese Weise kann fast bei jedem Wetter verlegt werden, was sich speziell in alpinen Regionen aufgrund der Zeitersparnis bezahlt macht. Außerdem benötigt man kein spezielles Bettungsmaterial, was ebenfalls ein gewaltiger Vorteil ist.“ Nach nicht einmal drei Monaten war die Rohrleitung verlegt.

Maximale Standfestigkeit der Leitung
Ein weiterer großer Vorteil der TRM-Gussrohre liegt in ihrer enormen Standfestigkeit. Dank der form- und längskraftschlüssigen Muffen-Verbindungen kann die Leitung Belastungen von extrem hohen Kräften widerstehen. Je nach Nennweite können Betriebsdrücke von über 100 bar oder zulässige Zugkräfte von bis zu 200 kN aufgefangen werden. „Ich habe Rohrleitungen gesehen, deren Untergrund durch einen Erdrutsch komplett weggerissen war. Stehengeblieben ist nur die schub- und zuggesicherte Gussrohrleitung, die wie ein Seil in der Landschaft gehangen ist. Das hat mich wirklich überzeugt“, so der Planer. Wichtig war den Verantwortlichen, dass die Druckrohrleitung komplett im Gefälle, ohne Hoch- und Tiefpunkt, verlegt werden konnte. Auch auf Krümmer und Rohrbögen konnte im Wesentlichen verzichtet werden, da geringfügige Richtungsänderungen relativ einfach durch die Abwinkelbarkeit in den Muffen der Rohrschüsse umzusetzen waren. Anfang Dezember letzten Jahres waren die gesamten Verlegearbeiten bereits abgeschlossen. Nach nur drei Monaten war die Druckrohrleitung fertig verlegt, wenngleich die Druckprüfung erst im Frühling dieses Jahres durchgeführt werden konnte.

Sicher vor Hochwasser
Auch die Konzeption der Wasserfassung trägt die Handschrift eines erfahrenen Planers: So wurde das äußerst kompakte Fassungsbauwerk nur rund 30 m unterhalb einer gewaltigen Wildbachsperre errichtet, die Schutz vor Felsgeröll, Bäumen und schwerem Geschiebe bietet. Zudem wurde kein komplett neues Bauwerk in das Bett des Wildbachs gesetzt, sondern die Fundamente der alten Wildbachsperre, die an dieser Stelle noch vorhanden waren, höchst sinnvoll genutzt und in die Statik der neuen Fassung miteingebunden. Hans Schmeißl: „Wir haben hier einen Teil aus der alten, aber immer noch sehr stabilen Betonmauer ausgeschnitten und die Fassung angebaut. Damit haben wir zwei Fliegen mit einer Klappe geschlagen: Einerseits haben wir auf diese Weise nur geringe Mengen an Beton benötigt, und andererseits konnten wir so die Statik dieser massiven alten Sperrenfundamente nutzen. Zum Glück zeigten sich die Verantwortlichen der Wildbach- und Lawinenverbauung auch sehr kooperativ und unterstützten uns bei unserem Vorhaben.“ Die Besonderheit der Wehranlage besteht darin, dass sie im Hochwasserfall komplett überströmt werden kann, ohne mit Schäden rechnen zu müssen. Auch das Wasser, das im Extremfall links und rechts daran vorbei- strömt, kann kaum Schaden anrichten, da sämtliche Steuerungseinheiten sowie das Hydraulikaggregat leicht erhöht, direkt an der Wildbachsperre positioniert wurden. Über einen Schacht sind sie mittels Kabelverbindungen mit den Gewerken der Wasserfassung verbunden.

Effektives Coanda-System
Zentral angeordnet befindet sich im Fassungsbauwerk auf rund 1.400 m Seehöhe der Coanda-Rechen, der vom Südtiroler Branchenspezialisten Wild Metal geliefert und installiert wurde. Konkret handelt es sich dabei um das patentierte System des Grizzly Power PROTEC, der im Wesentlichen aus einem robusten, feuerverzinkten Stahlstab-Rechen und dem darunter liegenden eigentlichen Coanda-Feinsieb besteht. Die Stäbe, deren Form speziell hydraulisch optimiert wurden, schützen das Feinsieb effektiv vor Beschädigung durch Steine und grobes Geschiebe. Bedingt durch den Coanda-Effekt, in Kombination mit dem Abscher-Effekt der Profilstäbe wird das Sieb größtenteils selbsttätig gereinigt. Unerwünschte Partikel, die darauf zu liegen kommen, werden vom Fließgewässer mitgenommen und weitertransportiert. Im Fall der neuen Fassung am Karthäusenbach setzten die Betreiber auf ein Coanda-Sieb mit einer Spaltweite von 0,6 mm. Das bedeutet, dass nur kleinere Partikel als dieses Spaltmaß in den Triebwasserweg gelangen können. „Nach den bisherigen Erfahrungen können wir bestätigen, dass die Abscheidung sehr gut funktioniert. Diese effektive Art der Entsandung ist natürlich der Langlebigkeit der Turbine zuträglich“, so Planer Hans Schmeißl.

Effizienter mit drei Düsen
Und auf letztere wurde selbstredend schon im Vorfeld großes Augenmerk gelegt. „In der ursprünglichen Planung sind wir von einer 2-düsigen Peltonturbine mit horizontaler Welle ausgegangen. Im Zuge der Ausschreibung hat uns dann die Firma Unterlercher auch eine 3-düsige Variante mit vertikaler Welle angeboten, die gerade im Teillastbereich deutlich bessere Wirkungsgrade aufweist“, erinnert sich Johannes Rothenwänder und Planer Hans Schmeißl ergänzt: „Da der Aufpreis weniger dramatisch als gedacht war, sprach eigentlich nichts gegen diese Option. Vor allem auch, weil dieser Maschinentyp kompakter ist und dadurch das Maschinenhaus kleiner gebaut werden konnte. Das alleine hat die Mehrkosten für die Maschine mehr als kompensiert – die Ertragssteigerung durch die besseren Teillastwirkungsgrade gar nicht erst miteingerechnet.“ Die Turbine des Osttiroler Wasserkraftspezialisten zeigt dank moderner Laufradgeometrien eine starke Leistungsperformance und arbeitet dennoch sehr geräuscharm. Die elek- trischen Düsensteuerungen gewährleisten eine sehr fein abgestimmte Steuerung der Maschine, die auch bei niedriger Beaufschlagung von unter 10 Prozent noch am Netz verbleibt.

Kraftwerk als ruhiger Nachbar
Konkret ist die neue Unterlercher-Turbine auf eine Netto-Fallhöhe von 261,3 m und einen Ausbaudurchfluss von 145 l/s ausgelegt. Mit einer Drehzahl von 1.500 Upm treibt das Laufrad den direkt gekoppelten Synchrongenerator vom Fabriakat AEM an, der mit einer eigenen Wasserkühlung ausgestattet ist. Das hat nicht nur Vorteile im Hinblick auf die Langlebigkeit des Generators, sondern wirkt sich auch positiv auf die Geräuschentwicklung aus. Schließlich waren die Betreiber in hohem Maße darum bemüht, den Kraftwerksbetrieb möglichst leise zu halten, da sich in direkter Nachbarschaft der Hof eines hiesigen Landwirts befindet. Auch beim Außendesign wurde Rücksicht auf die Optik des Gebäudeensembles in der Nachbarschaft genommen und anstelle eines Funktionsbaus mit Flachdach ein Krafthaus mit Holzverkleidung und Satteldach realisiert. „Das war nicht nur Auflage der Gemeinde, sondern auch des Naturschutzes“, so Johannes Rothenwänder.

Digitale Möglichkeiten genutzt
Für die Umsetzung der elektro- und leittechnischen Ausrüstung setzten die Betreiber auf Branchenspezialisten aus der Steiermark, auf deren Kompetenz und Know-how auch Planer Hans Schmeißl große Stücke hält: „Zum Glück konnten wir die gesamte Elektro- und Leittechnik an die Firma MBK aus Nestelbach im Ilztal vergeben, die über große Erfahrung im Kleinwasserkraftbereich verfügt.“ Seit 2008 liefern die steirischen Branchenspezialisten innovative Lösungen in Sachen Automation und Leittechnik. Im Fall des Kraftwerks Karthäusenbach umfasste der Auftrag die komplette Elektrotechnik inkl. Turbinenregelung, Leittechnik, Visualisierung und natürlich auch die Fernwartung – alles aus einer Hand. Somt fielen auch keinerlei Schnittstellenthemen an. Dass das Vertrauen in das steirische Unternehmen gerechtfertigt war, sollte sich bereits bei und nach der Inbetriebsetzung zeigen. Ohne die geringsten Anzeichen von etwaigen „Kinderkrankheiten“ startete die Anlage in den Probebetrieb und danach in den Regelbetrieb. Dank eines modernen Visualisierungssystems sind die Betreiber nun auch der Lage, ihr Kraftwerk aus der Ferne zu überwachen und im Bedarf auch steuernd einzugreifen. „Was noch dazu kommt: Auch der Service von MBK kann sich sehen lassen. Sollte einmal ein Problem auftreten, kann man jederzeit telefonisch jemanden für allfällige Hilfestellungen erreichen, auch sonntags“, sagt Hans Schmeißl.

Doppelte Punktlandung
Nach dem Zusammenschluss der Druckrohrleitung mit der Wasserfassung konnte im Frühling dieses Jahres die Druckprüfung durchgeführt werden, ein spannender Moment für Kraftwerksbauer. „Nachdem die Druckprüfung auf Anhieb erfolgreich verlaufen ist, waren wir uns sicher, dass nicht mehr viel schief gehen kann“, erinnert sich Johannes Rothenwänder. Tatsächlich dauerte es danach auch nicht mehr lange mit der Inbetriebnahme, die am 29. April – exakt einen Tag vor dem im Bauplan avisierten Inbetriebnahmetermin – erfolgreich über die Bühne ging. Das Betreiber-Duo spricht von einer echten Punktlandung, sowohl in terminlicher als auch in wirtschaftlicher Hinsicht. Seitdem läuft die neue Anlage wie ein Uhrwerk – effizient und zuverlässig. Im Regeljahr wird das neue Kraftwerk Karthäusenbach rund 1,4 GWh sauberen Strom produzieren, der zu einem rund 450 m entfernten Einspeisepunkt der Salzburg Netz GmbH geleitet und von hier auf die 30 kV-Hochspannungsebene hochgespannt wird.

Vom „Wasserkraftvirus“ infiziert
Die beiden Betreiber können zufrieden auf ihr erstes gemeinsames Kraftwerksprojekt zurückblicken, wenngleich noch nicht alle Arbeiten abgeschlossen sind. „Ein paar Kleinigkeiten fehlen noch“, sagt Rudi Huber. „Zum Beispiel muss der Boden des Krafthauses noch gefliest und eine Lösung für das anfallende Kondenswasser gefunden werden. Auch ein paar ökologische Ausgleichsmaßnahmen sind noch umzusetzen, wobei wir auch die schon größtenteils erledigt haben.“ Darunter fielen unter anderem die Integration von Buhnen und Störsteinen im Zederhausbach im Bereich der Triebwasserrückgabe, oder die Pflanzung von Obstbäumen in Krafthausnähe. Einen offiziellen Abschluss wird das Projekt im August finden, wenn die Betreiber alle Beteiligten, die Nachbarn und Grundbesitzer, die Firmenpartner und Gemeindeverantwortlichen zur Einweihungsfeier laden. Trotz aller Aufwände steht für die beiden Betreiber eines fest: „Das wird nicht unser letztes gemeinsames Kraftwerksprojekt gewesen sein“, sagt Johannes Rothenwänder. Das nächste sei bereits in der Pipeline, allerdings noch in einer sehr frühen Phase. Es scheint, dass die beiden Salzburger der „Wasserkraftvirus“ erwischt hat.

Erschienen in zek HYDRO Ausgabe 4/2024