Mehr Wasserkraftstrom aus Rheinfelden: Projekt Rheinfelden 20plus geht in die Vorplanung

Mit dem Projekt “Rheinfelden 20plus” verfolgen wir das Ziel, die Jahresproduktion des Wasserkraftwerks Rheinfelden um rund 20 Mio. Kilowattstunden (kWh) pro Jahr zusätzlichen Strom aus regionalen, erneuerbaren Energien zu steigern. Dies würde dem durchschnittlichen Stromverbrauch von ca. 6’000 4-Personen-Haushalten entsprechen. Um die gleiche Menge zu erzeugen, bräuchte es in etwa 10 Kleinkraftwerke.

Im Bereich des Wasserkraftwerks Rheinfelden plant naturenergie, einige Felsnasen durch einen, gezielten Felsaushub abzutragen. Dadurch kann das Wasser besser abfließen. Dies führt zu einer Erhöhung der Fallhöhe am Kraftwerk und dadurch auch zu einer Leistungs- und Produktionssteigerung.

Es handelt sich dabei um zwei Maßnahmen:

1. die Eintiefung des Flusses oberhalb des Kraftwerks 
2. die Eintiefung unterhalb des Kraftwerks.

Insgesamt umfasst der geplante Aushub etwa 0,07 Mio. m³ Gestein. Das entspricht etwa 5 Prozent des Gestein-Abtrags, der beim Neubau des Kraftwerks entstand (1,4 Mio. m³). Die Maßnahmen wurden dahin gehend optimiert, dass durch einen möglichst kleinen Eingriff der größtmögliche Effekt auf die Stromproduktion erreicht wird.

Wir rechnen für jede Baustelle oberhalb und unterhalb des Kraftwerkes mit jeweils 2-3 Jahren. Nach erfolgreicher Bewilligung wäre der Baustart ca. 2026/27.

Oberhalb des Kraftwerks können durch den Felsaushub zirka 7-12 cm Fallhöhe (abhängig von der Wasserführung) für das Kraftwerk Ryburg-Schwörstadt gewonnen werden, was einer Ertragssteigerung von 7-8 Millionen Kilowattstunden pro Jahr und dem durchschnittlichen Stromverbrauch von 2‘500 4-Personen-Haushalten entspricht.

Durch den Felsaushub unterhalb des Kraftwerks Rheinfelden im Bereich des Höllhakens senkt sich der Wasserspiegel beim Kraftwerk ab und dadurch wird eine Fallhöhensteigerung von 7-20 cm (abhängig von der Wasserführung) erreicht. Dies entspricht einer Mehrproduktion von 10,5 - 12 Millionen Kilowattstunden, was den Strombedarf von 3’500 Haushalten abdeckt.

Zur Bestimmung der Effekte der vorgesehenen Maßnahmen und Optimierung des Vorhabens wurden für beide Maßnahmenbereiche umfangreiche hydraulische Modellierungen durchgeführt. Die Universität Kassel entwickelte komplexe digitale Modelle, mit den verschiedene Szenarien getestet werden können. Die Modelle wurden umfangreich verifiziert und bilden das gesamte (zukünftige) Abflussspektrum ab. Hierdurch ist es möglich, auch die Auswirkungen der Maßnahmen auf Extremereignisse (die z.B. durch den Klimawandel zukünftig häufiger auftreten könnten) abzuschätzen.

Dem Kraftwerk fehlen unterhalb bis zu 20 cm Fallhöhe gegenüber der Planung. Somit wird das Potenzial des Kraftwerks nicht voll ausgeschöpft.

Dies liegt im Wesentlichen daran, dass sich im Fluss einige Felsen befinden, die mit damaligen Modellierung- und Vermessungsmethoden nicht genau erfasst werden konnten. Diese stehen einem ungehinderten Abfluss des Wassers entgegen, was zu einem Rückstau in Richtung Kraftwerk führt.

Dank moderner Messmethoden und einer Modellierung des Abflusses an der Universität Kassel war es möglich, diesen Zusammenhang zu erkennen.

Durch die Entfernung der Felsnasen unter der Wasseroberfläche soll nun der ursprünglich geplante Zustand am Kraftwerk hergestellt und somit mehr regenerativer Strom für die Region erzeugt werden.

Da der Rhein in diesem Bereich die Staatsgrenze zwischen der Schweiz und Deutschland bildet, werden für das Projekt in beiden Ländern gleichlautende Genehmigungsanträge gestellt. Im Projekt müssen daher alle geltenden Vorschriften aus beiden Ländern berücksichtigt werden. Die umfangreichen Verfahren, zu denen auch eine Umweltverträglichkeitsprüfung gehört, laufen in beiden Ländern parallel ab, dabei gibt es zwischen den Genehmigungsbehörden aber eine enge Abstimmung und schließlich auch eine gemeinsame Entscheidung.

In Laufenburg und Rheinfelden betreiben wir die beiden größten unserer eigenen Kraftwerke.

Die Rheinkraftwerke produzieren den Großteil des Ökostroms der Unternehmensgruppe. Allein das Kraftwerk in Rheinfelden erzeugt derzeit Strom für etwa 170’000 Haushalte durchschnittlichen Verbrauchs. Dementsprechend groß ist auch die Bedeutung für das wirtschaftliche Ergebnis der naturenergie holding AG.

Die Axpo (die größte Schweizer Produzentin von erneuerbarer Energie) ist Partnerin beim Projekt in Rheinfelden und trägt es mit. Von der Stromproduktion wird die Hälfte in die Schweiz geliefert und via Axpo verkauft.

Energieeinsparungen, die Steigerung der Energieeffizienz und die Erschließung ungenutzter Potenziale bei den erneuerbaren Energien sind Teil eines ganzheitlichen Ansatzes der Schweizer Energiepolitik sowie der Energiestrategie 2050. Weiterhin müssen die Netzstabilität, die Versorgungssicherheit und die damit zusammenhängenden Speichermöglichkeiten berücksichtigt werden. Bei der Energieproduktion aus erneuerbaren Energien, wozu auch der nachhaltige Ausbau der Wasserkraft gehört, müssen auch die politischen Vorgaben und Zielsetzungen der Energiebewirtschaftung auf nationaler und internationaler Ebene berücksichtigt werden.

Durch die Maßnahme wird die Stromproduktion mit einem geringen Eingriff in das Gewässer deutlich erhöht. Die Mehrproduktion entspricht zehn Kleinwasserkraftwerken im Südschwarzwald.  Das Ganze gelingt uns mit der Nutzung einer bestehenden Anlage ohne weitere Eingriffe in Natur und Landschaft.

Damit das Projekt genehmigt werden kann, muss sichergestellt sein, dass auch alle gesetzlichen Vorschriften im Umweltschutz eingehalten werden. Für das Projekt wird daher eine umfangreiche Umweltverträglichkeitsprüfung (UVP) durchgeführt.  Die UVP umfasst verschiedenste Aspekte wie beispielsweise Auswirkungen auf das Grundwasser, Oberflächengewässer, Flora und Fauna oder Abfall. Alle Ergebnisse zu Umweltauswirkungen werden transparent beschrieben und wenn möglich vermieden. Nicht vermeidbare Auswirkungen werden ausgeglichen. Sowohl für naturenergie als auch für die genehmigenden Behörden sind die Umweltauswirkungen von herausragender Bedeutung für das Projekt.

Praktische Erfahrungen zu den Abbaumethoden und mit Bezug auf die Auswirkungen für Mensch und Natur werden im Rahmen eines Probeaushubs (Aushubvolumen max. 150 m3 Felsmaterial) gewonnen. naturenergie hat im März 2024 die Bewilligung erhalten, in ein bis zwei Etappen von maximal 10 Arbeitstagen im Herbst 2024 Vorversuche im Bereich des Höllhakens vorzunehmen. Mit dem Probeaushub werden konkrete Erkenntnisse gewonnen, die dann auch kommuniziert werden.

Die Umweltprüfungen und Festlegung möglicher Ausgleichs- und Ersatzmassnahmen erfolgen unter Beteiligung der Öffentlichkeit. Für naturenergie ist es wichtig, die Anliegen der verschiedenen Interessengruppen im Projektverlauf im Blick zu behalten, Zusammenhänge zu erklären und Dialogmöglichkeiten zu schaffen. Daher wird eine Ökologische Begleitkommission (ÖBK) eingesetzt, die aus verschiedenen Anspruchsgruppen besteht. Zudem fanden im November 2023 bereits ein Bevölkerungsdialog und im Juni 2024 eine Veranstaltung für die Anwohnerschaft statt. Dieser Dialogprozess wird weitergeführt.

Die Energieproduktion aus Wasserkraft ist im Vergleich zu anderen möglichen Produktionsformen insgesamt, eine sehr bewährte, effiziente und emissionsfreie Art der Stromgewinnung.

Der Neubau des Kraftwerks Rheinfelden ist ein gutes Beispiel dafür, wie die Bedürfnisse von Mensch und Natur mit der regionalen Stromproduktion aus Wasserkraft in Einklang gebracht werden können. Daran messen wir uns.

Im Rahmen der Umweltverträglichkeitsprüfung wird gemeinsam mit einer ökologischen Begleitkommission ein Maßnahmenpaket erarbeitet. Die einzelnen Maßnahmen ergeben sich aus den in den Fachgutachten festgestellten Umweltauswirkungen des Projekts.

Je nach Art der festgestellten Umweltauswirkungen, können diese baubegleitend oder dauerhaft in Form von Ausgleichsmaßnahmen kompensiert werden.

Es ist der große Charme dieses Projekts, dass nach Abschluss äußerlich nahezu nichts sichtbar ist. Dennoch werden die Auswirkungen auf das Landschaftsbild im Rahmen der Umweltverträglichkeitsprüfung eingehend untersucht.

Die Eintiefung erfolgt in Rheinfelden in der Flussmitte, die Uferbereiche und somit auch der Bahnlinienbetrieb sind hiervon nicht direkt betroffen. Während der Bauzeit kann es sein, dass die Pontons an noch herzustellenden Festpunkten am Ufer verankert werden müssen oder der Antransport von Baugeräten über Uferwege erfolgt. Nach Möglichkeiten wird hier die bestehende Infrastruktur genutzt. Insgesamt wird der Wasserspiegel, je nach Standort, um wenige cm abgesenkt. Dies erfolgt aber in dem Ausmaß, wie es für den Bau des Kraftwerks ohnehin vorgesehen war.

Das St.-Anna-Loch und die Naherholungsgebiete liegen deutlich unterhalb des geplanten Felsaushubs und sind nicht betroffen. Selbstverständlich werden alle Fragen zu Geologie und Landschaftsbild auch in der Umweltverträglichkeitsprüfung (UVP) abgeklärt. Auch für Erholungssuchende im Baustellenbereich wird es nach Abschluss der Arbeiten kaum merkliche Veränderungen im Wasserspiegel geben.

Das Abtragen des Felses durch «Rheinfelden 20plus» wirkt lokal dort, wo ausgehoben wird. Der Wasserpegel sinkt entsprechend nur an diesen Stellen. Dies werden nach Fertigstellung des Projekts direkt unterhalb des Kraftwerks voraussichtlich 10-20 cm sein.

Diese Frage ist ein wichtiger Bestandteil der Umweltverträglichkeitsprüfung. Diese befasst sich mit der Untersuchung potenzieller Auswirkungen auf Mensch und Natur. Unsere Fachspezialisten analysieren in enger Abstimmung mit den Naturschutzverbänden und zuständigen Behörden die Auswirkungen und legen Maßnahmen entsprechend den geltenden Naturschutzvorschriften fest.

Die Schonzeit wird während des Probeaushubs eingehalten. Im Rahmen der Umweltverträglichkeitsprüfung werden auch die potentiellen Auswirkungen der Bauarbeiten auf Fische geprüft. Soweit notwendig werden dann entsprechende Maßnahmen - wie z.B. die Pausierung von Arbeiten in besonders kritischen Zeitfenstern – festgelegt.  

Das Ponton kann die jeweiligen Arbeitsbereiche entweder schwimmend erreichen oder muss vor Arbeitsbeginn am Ufer aus Einzelteilen zusammengebaut werden. Der Ponton steht während der Arbeiten im Rhein auf Stützen. Zusätzlich erfolgt eine Sicherung durch Stahlseile flussaufwärts in Richtung Ufer. Hierfür werden vor Beginn der Arbeiten an geeigneten Stellen einige Festpunkte hergestellt, die nach Abschluss der Arbeiten wieder zurückgebaut werden. Die Stahlseile liegen auf dem Flussgrund und   stellen keine Behinderung für Bootsfahrer dar.

Bei dem abzubauenden Gestein handelt es sich um einen geschichteten Kalksteinfels, der mit geringmächtigen Trennschichten aus Mergel durchzogen ist. Es werden im Unterwasser vom KW Rheinfelden und im Unterwasser vom KW Ryburg-Schwörstadt jeweils rd. 37.000 m3 Gestein abgebaut. Die Oberkante der abzutragenden Felsen liegt, je nach Rheinwasserführung, nur wenige dm unter der Wasseroberfläche.Bei dem abzubauenden Gestein handelt es sich um einen geschichteten Kalksteinfels, der mit geringmächtigen Trennschichten aus Mergel durchzogen ist. Es werden im Unterwasser vom KW Rheinfelden und im Unterwasser vom KW Ryburg-Schwörstadt jeweils rd. 37.000 m3 Gestein abgebaut. Die Oberkante der abzutragenden Felsen liegt, je nach Rheinwasserführung, nur wenige cm unter der Wasseroberfläche.

Der Felsaushub im Bereich Höllhaken wird mit erschütterungsarmen Bauverfahren (Fräsen, Meisseln, Sägen) durchgeführt. Der Felsaushub direkt unterhalb des Kraftwerks Ryburg-Schwörstadt soll ebenfalls mit erschütterungsarmen Bauverfahren erfolgen.

Während des Probeaushubs bleibt der Großteil des Aushubs im Fluss. Der im Rahmen des definitiven Projekts abgebaute Fels soll größtenteils dem Rhein entnommen werden. Es wird angestrebt, das Material, wie auch bei der Unterwassereintiefung geschehen, einer Wiederverwendung (Brechen, Sieben) zuzuführen.

Der geplante Felsabtrag im Bereich des Höllhakens kann nur unter Berücksichtigung der berechtigten Interessen der Anwohner in Rheinfelden CH und D durchgeführt werden. Aus diesem Grund sollen die abzutragenden Felsnasen mit schonenden Abbauverfahren abgetragen werden. Im Herbst 2024 werden entsprechende Vorversuche durchgeführt, um das geeignetste Verfahren zu ermitteln.

Dabei werden zwei Abbaumethoden getestet, das Fräsen und das Meißeln. Vibrationen und Lärm werden beim Fräsen kaum bis gar nicht gespürt, während das Spitzen im Sinne eines dumpfen Schlages auftritt. Dadurch, dass im Wasser ausgehoben wird, dämpft dieses den Schall. Der Probeaushub findet tagsüber statt und dient explizit auch den Messungen solcher Auswirkungen wie Vibrationen. Alle gesetzlichen Grenzwerte müssen dabei natürlich eingehalten werden. Konkrete Antworten können danach geliefert werden.

Es ist vorgesehen, die Arbeiten von einem Ponton aus durchzuführen. Durch die eingesetzten Baumaschinen und den Abtransport des Materials kann es je nach gewähltem Verfahren zu Lärmemissionen und zusätzlichem LKW-Verkehr kommen. Es werden nur Maschinen und Geräte eingesetzt, die den neuesten Lärmschutzvorschriften entsprechen. Im Gewässer kann es je nach Verfahren auch zu (temporären) lokalen Trübungen kommen.