Neue Perspektiven für Traditionskraftwerk in Baden-Württemberg KW ELPERSHOFEN

NEUE TECHNIK SCHAFFT NEUE PERSPEKTIVEN FÜR TRADITIONSKRAFTWERK IN BADEN-WÜRTTEMBERG

Dass Wasserkraft seine große Passion ist, bewies Fritz Eberlein, umtriebiger Wasserkraftbetreiber aus Bayern, mit seinem jüngsten Projekt an der Jagst: Mit viel Know-how und großem Engagement gelang es dem Diplom-Ingenieur, einen Altbestand mit langer Historie auf den Letztstand heutiger Wasserkrafttechnik zu bringen. Nicht nur, dass die Leistung des KW Elpershofen seit dem Erwerb im Jahr 2000 mittlerweile verdreifacht wurde. Zudem wurde die Anlage in ein echtes „Schmuckkästchen“ verwandelt, in dem neue und alte Technik harmonisch nebeneinander integriert sind. Aktuell laufen die Abstimmungen mit den Behörden, um die Anlage in absehbarer Zeit zum geplanten Vollausbau zu führen. Dann könnte das Kraftwerk in einem guten Jahr fast 1 Gigawattstunde Strom erzeugen.

Der Wasserkraft-Standort an der Jagst in Elpershofen im Nordosten von Baden- Württemberg blickt auf eine jahrhundertelange Geschichte zurück. Bereits im 14. Jahrhundert wurde eine Mühlenanlage, damals eine „Korn- und Sägemühle“, mit ihren ursprünglich vier Wasserrädern urkundlich erwähnt. Zu Anfang des 20. Jahrhunderts wurde die Anlage elektrifiziert, zu diesem Zweck wurden 1907 zwei Voith Francis Turbinen mit Kammrad und Synchrongenerator installiert. Diese sollten über die folgenden Jahrzehnte zuverlässig Strom erzeugen, wie etwa in den 1930er Jahren für die „Nudelfabrik Schüle Hohenlohe“ oder später für das Elektrizitätswerk Braunsbach eG. Zu größeren Modifizierungen und Umbauten sollte es erst nach der Jahrtausendwende kommen, nachdem der erfahrene Wasserkraftbetreiber Fritz Eberlein das Kraftwerk erworben hatte. „Der erste Schritt betraf den Umbau von den bestehenden Kammrädern auf Stirnradgetriebe und Asynchrongeneratoren 2001, in diesem Zuge wurde die Rechenreinigung automatisiert und eine neue Steuerung integriert“, erklärt der Bauherr.

SUCHE NACH IDEALER MASCHINE Um das Potenzial am Standort bestmöglich zu nutzen, stellte er zuerst eine umfassende Wirtschaftlichkeitsprüfung an. „Meine ursprüngliche Idee für eine erweiterte Nutzung der Anlage sah den Einbau einer neuen, vier Jahre alten, jedoch nie eingebauten Turbine mit den idealen Daten für Gefälle und Schluckvermögen vor. Doch davon sind wir aus mehreren Gründen wieder abgekommen: Zum einen war der Einsatz eines Riemenantriebs unmöglich, da die entstehende Geräuschentwicklung die direkt angrenzende Wohnbebauung nebenan vermutlich gestört hätte. Außerdem stieß ich mich an der fehlenden Garantie, den Kosten für die Lagererneuerung und weiteren Punkten, in welchen wir mit dieser Maschine nicht die Ideallösung erreicht hätten. Eine Kostenkalkulation unter Einbeziehung der gesamten Kosten und der Kapitalisierung von Garantie und geänderter Technik ergab, dass eine neue Maschine im Vergleich preislich nicht viel schlechter abschneidet.“ Für die ideale Maschine musste er in der Folge nicht lange suchen. Er wurde bei der Firma WATEC Hydro fündig, die bekannt ist für leistungsstarke, solide Kaplan-Maschinen. Eberlein entschied sich für die bewährte Kombination mit einem Permanentmagnetgenerator – ein Maschinengespann, ausgelegt auf ein maximales Schluckvermögen von 7,50 m3/s. Um die Maschine im Rahmen der bisherigen Konzession von 4,80 m3/s zu betreiben, wurde die Maschine entsprechend konzipiert und mechanisch und steuerungstechnisch gedrosselt. „In diesem ersten Ausbauschritt ist die technische Deckelung vorgesehen, um gemäß bestehendem Altrecht mit dem Umbau im Rahmen einer wasserrechtlichen Anzeige fortfahren zu können. Ebenso ist der bestehende Vertikalrechen für Mengen größer 4,80 m3/s nicht geeignet.“ Nach Vorliegen der behördlichen Genehmigungen und der offiziellen Förderzusage durch das Landratsamt Baden-Württemberg konnte Fritz Eberlein mit seinem Team zur praktischen Umsetzung schreiten.

Seit 1907 wird im Kraftwerk Elpershofen Strom erzeugt. Nun wurde die Anlage umgebaut und modernisiert. Mit dem neuen Maschinensatz können im Regeljahr rund 750.000 Kilowattstunden sauberer Strom produziert werden.

Foto: AUF Eberlein

SOLIDES WIRTSCHAFTLICHES FUNDAMENT Die Umbauarbeiten, die im Wesentlichen von einem hiesigen Bauunternehmen sowie dem eigenen Team der AUF Eberlein und Co. GmbH, im Zeitraum 2017 bis 2018 abgewickelt wurden, verliefen durchwegs weitgehend problemlos. Somit konnte auch der avisierte Kostenrahmen am Ende nahezu eingehalten werden. Mehrarbeiten, welche nicht direkt mit dem Turbinenaustausch zu tun hatten, wie die Vertiefung des Unterwasserkanals wurden mit ausgeführt, da es in diesem baulichen Abwicklungsschritt sinnvoll ist und eine spätere erneute Herangehensweise Mehrkosten verursacht hätte. „In Summe beliefen sich die Gesamtkosten auf rund 700.000 Euro. Darin sind sowohl die Kosten für Turbine, Nebenaggregate und Elektrotechnik als auch die ge-

Das Unterwassergewölbe wird vertieft ... .... und der Unterwasserkanal neu betoniert.

samten Baukosten und die Eigenleistungen enthalten. Für die wirtschaftliche Grundlage des Projekts sorgt nicht nur die für 20 Jahre gesicherte EEG-Vergütung, sondern auch die zusätzlichen Fördermittel vom Land Baden-Württemberg, die bei dieser Maßnahme in Summe den nach EU Richtlinien definierten Höchstsatz mit 200.000 Euro ausmachten. Das Förderprogramm Baden-Württemberg ist in der Tat hier eine große Hilfe“, erklärt Fritz Eberlein und hat einen wichtigen Tipp für andere Betreiber parat: „Ganz wichtig ist: Auf keinen Fall mit dem Bau beginnen oder Bauaufträge vergeben, bevor die Förderzusage offiziell vorliegt, da dies zu einem Versagen der Förderung führt!“

LEISTUNG VERDREIFACHT Bis jetzt konnte die installierte Leistung des KW Elpershofen von 125 kW auf nunmehr gut 150 kW gesteigert werden – und dies unter gleichgebliebenen hydrologischen Rahmenbedingungen. Das Regelarbeitsvermögen wurde in diesem Zuge um 127.000 kWh auf 700.000 kWh im Durchschnittsjahr hinaufgeschraubt. Diese Steigerung ist zum einen einer modernen, leistungsfähigen Turbinentechnik mit hohen Wirkungsgraden der Turbine und des Generators geschuldet, aber auch auf moderne Steuerungsreinrichtungen zurückzuführen, die eine deutlich höhere Verfügbarkeit der Anlage sicherstellen. „Seit der Übernahme im Jahr 2000 haben wir die Leistung in dem kleinen Wasserkraftwerk fast verdreifacht und zugleich ein auch historisches ‚Schmuckkästchen‘ geschaffen, das auf lange Sicht wartungs- und kostenarm betrieben werden kann“, sagt Fritz Eberlein, der sichtlich stolz ist auf die gelungene Verbindung von Alt und Neu am traditionsreichen Kraftwerksstandort. Direkt neben der ultraleise arbeitenden Kaplan-Turbine aus dem Hause WATEC Hydro, Baujahr 2018, kann heute nach wie vor der historische Maschinensatz aus dem Jahr 1907 bestaunt werden. Die Frage der Ästhetik in der Wasserkraft scheint für den 50-Jährigen weit mehr zu sein als das „Tüpfelchen auf dem i“: „Ich kann nur jedem Betreiber raten: Machen Sie Ihre Anlage schön. Denn dann gehen alle Beteiligten in Zukunft stets sorgfältig damit um, und sie bleibt wertstabil.“ Ebenso ist es eine Anerkennung an die lange Lebensdauer der Maschinen und die Historie der Wasserkraft an diesem Standort. Gerade die Integration neuer Technik in alte Gebäude sieht der Betreiber hier auch als eine Würdigung der früheren Leistungen der Planer, Betreiber und Bauherren.

Foto: AUF Eberlein Foto: AUF Eberlein

PROJEKT MIT PERSPEKTIVE Das Projekt Elpershofen ist für den findigen Diplom-Ingenieur aber noch nicht abgeschlossen. Aktuell befindet sich Fritz Eberlein mit den weiterführenden Ausbauplänen in enger Abstimmung der Behörde. Hinsichtlich einer mittleren Wasserführung der Jagst am Standort von 9,07 m3/s soll in einem wasserrechtlichen Genehmigungsverfahren nun die Konzessionswassermenge auf 7,50 m3/s erhöht werden. Zudem ist eine moderate Stauerhöhung mit Anpassung an die aktuellen ökologischen Belange vorgesehen. Obschon es bereits eine funktionsfähige Fischaufstiegshilfe und definierte Restwassermengen gibt, sind in diesem Zuge ein Horizontalrechen mit 15 mm und Korridore für den Fischabstieg vorgesehen. Auf diese Weise wird das Regelarbeitsvermögen nahe an die 1-Gigawattstunden-Grenze herangeführt. „Wir erwarten dann im Regeljahr um die 900.000 kWh“, konkretisiert Eberlein. Mit dieser finalen Integration eines modernen Horizontalrechens inkl. Reinigung sollte das Projekt in absehbarer Zeit seinen Abschluss finden. Spätestens dann ist das Traditionskraftwerk im schönen Jagsttal zur Gänze in der Wasserkraft-Neuzeit angekommen.

Technische Daten

• Typ: Niederdruck-Kraftwerk • Ausbauwassermenge: 4,80 m3/s • Fallhöhe: 3,40 m • Turbine: doppeltregulierte Kaplan-Turbine • Leistung: 200 kW • Fabrikat: WATEC Hydro • Generator: PMG • Q im Endausbau: 7,50 m3/s • Regelarbeitsvermögen RAV: 750.000 kWh • RAV im Endausbau: ca. 900.000 kWh • Erstmalige Stromproduktion: 1907 • Inbetriebnahme: 2018

So sah es im Maschinenraum vor der jüngst erfolgten Modernisierung aus. 2001 hatte Eberlein den Umbau auf ein Stirnradgebriebe und Asynchrongeneratoren vorgenommen.

Foto: AUF Eberlein

Foto: Glanzer