Strom gibt’s bald aus dem Mittelrhein. Fließgewässern wohnt naturgemäß eine enorme Menge kinetischer Energie inne. Diese in elektrische Energie zu wandeln, hat sich die österreichische Firma „Aqua Libre Finanzierungs-GmbH“ zur Aufgabe gemacht. Realisiert werden soll dies mit sogenannten Strombojen. Gleich 16 solche kleinen Kraftwerke sollen schwebend in einer abseitigen Fahrrinne nordwestlich von Bingen installiert werden. Jede Einzelne kann fast 100 Haushalte versorgen. Die Turbinen laufen ununterbrochen und gleichmäßig das ganze Jahr über. Wind- oder Sonnenabhängigkeit kennen diese Maschinen nicht. Lediglich bei eher seltenem Niedrigwasser ist mit Einbußen zu rechnen. Im Juni 2019 nimmt die erste Turbine ihren Betrieb auf.
Ketten, die im Untergrund befestigt sind, halten die gesamte Anlage am Ort fest. Eine Wassertiefe von mindestens drei Metern ist dazu erforderlich. Die mittlere Fließgeschwindigkeit beträgt an dieser Stelle des Prinzensteiner Fahrwassers 3,3 Metern pro Sekunde, was auf diese Weise in eine Leistung von 65 Kilowatt gewandelt werden kann. So können theoretisch bis zu 400 Megawattstunden elektrische Energie pro Jahr erzeugt werden, was in etwa dem Jahresverbrauch von 100 Haushalten entspricht.
An der schönen blauen Donau
Preise haben die Österreicher schon mit ihrem Konzept eingefahren. Dazu gehören der österreichische Energy Globe Award und der österreichische Klimaschutzpreis. Seit dem Jahre 2011 wurden in der Donau unterschiedliche Varianten von Prototypen getestet. Östlich von Wien wird in der schönen Wachau inzwischen Strom aus der Stromboje geerntet. Auf den ersten Blick erinnert diese den Betrachter eher an ein U-Boot, was insofern eine richtige Impression ist, weil das Gewicht, die Kettenlängen, der Aufhängepunkt am Flussgrund, der Auftrieb und der Strömungsdruck genau aufeinander abgestimmt sein müssen, damit sich die Stromboje stets im Niveau der stärksten Strömung relativ dicht unter der Wasseroberfläche einregelt.
Diese Donau-Boje verfügt über einen Rotor mit einem Durchmesser von 2,5 Metern und liefert damit eine Nennleistung von 70 Kilowatt unter der Voraussetzung, dass die Wasserströmung 3,3 Meter pro Sekunde beträgt. Je nach Standort kann sie also bis zu 300 Megawattstunden pro Jahr produzieren, genug Strom für ungefähr 75 Haushalte. Für die Versorgung ganzer Gemeinden wäre ein ausreichend dimensionierter Bojen-Park im Fluss erforderlich, was aber machbar wäre.
Vater Rhein bekommt jetzt Bojen
In der Nähe von Bingen soll im Bereich des Mittelrheins ein Strom-Bojen-Park entstehen, der circa ein Drittel des Strombedarfs der über 180.000 Einwohner im Rheingau-Taunus-Kreis abdecken soll. Ungefähr 20 Kilometer weiter im Nordwesten soll diese Art der elektrischen Energie-Erzeugung ebenfalls in der Nähe von St. Goar realisiert werden. Dort gibt es das Prinzensteiner Fahrwasser, welches schon seit den 1970er Jahren für die Berufsschifffahrt gesperrt ist. Es handelt sich um eine alte, unbenutzte Fahrrinne, die vom eigentlichen Rhein durch das Ehrenthaler Werth, einer länglichen Rheininsel, abgetrennt wird. An dieser Stelle will das Binger Unternehmen MittelrheinStrom 16 Unterwasserturbinen des österreichischen Herstellers installieren. Jede einzelne davon wiegt in etwa sieben Tonnen und ist elf Meter lang. Geeignet dimensionierte Schwimmkörper halten die Turbinen im optimalen Strömungsbereich.
Die Österreicher arbeiten von einem circa 25 Tonnen schweren Ponton aus. Die Plattform ist knapp 25 Meter lang und über 8 Meter breit. Von dort aus werden fast sieben Meter tiefe Löcher in die weichen Rheinsedimente gebohrt, die sogleich mit Beton, der unter Wasser aushärten kann, gefüllt werden. An diesen unterirdischen Betonzylindern werden jene Ketten befestigt, die schließlich die Turbinen festhalten werden. Die Rotoren bewegen sich dann mit Frequenzen von 50 bis 120 Umdrehungen pro Minute.
Das Unternehmen beteuert, dass die Strombojen für Fische, die hindurch schwimmen, ungefährlich sei. Entsprechende Prototypen, die in der Donau eingesetzt worden sind, haben dies so bestätigt. Aus Gründen der Sicherheit werden die Turbinen sogar videoüberwacht. Zum Schutz vor Treibgut oder Booten wird der innere Bereich der Bojen durch Rechen aus Stahlseilen geschützt. Daher ist es auch nicht möglich, dass ein Schwimmer oder Taucher eingesaugt wird.
Die Turbine treibt ein Permanentmagnet-Synchron-Generator an. Seine Drehzahl wird von der Steuerungselektronik ständig mit der aktuellen Fließgeschwindigkeit des Rheinwassers synchronisiert, damit zu jedem Zeitpunkt eine optimale Stromerzeugung gewährleistet ist. Für die Wartung der Strombojen baute die Firma Aqua Libre Finanzierungs-GmbH extra einen Katamaran um. Aus diesem ehemaligen Transportschiff Edith wurde so ein vielseitig einsetzbares, innovatives Forschungsschiff, das immerhin eine Geschwindigkeit von 10 Knoten erreicht. Pro Jahr kann der Katamaran bis zu 100 Strombojen warten.
Fazit:
Strom-Bojen sind moderne Strömungskraftwerke, die in naher Zukunft ein normales Bild in Donau und Rhein sein werden. Bis zum Jahr 2020 plant der niederösterreichische Energieversorger EVN ungefähr 500 Strom-Bojen allein in der Wachau. Am Mittelrhein sollen zwischen Assmannshausen und Lorch circa 340 solcher umweltfreundlichen und klimaneutralen Bojen zum Einsatz kommen.