Energie- und Wasserspeicher Harz: Erste Ergebnisse vorgestellt

Aktuelle Zwischenergebnisse aus dem Projekt „Energie- und Wasserspeicher Harz“ (EWAZ) haben die Beteiligten in einem Workshop in Goslar vorgestellt und diskutiert.

Die Veranstaltung fand mit Beteiligung von Staatssekretärin  Dr. Sabine Johannsen aus dem Niedersächsischen Ministerium für Wissenschaft und Kultur statt, dem Förderer des EWAZ-Projektes. Im Kern des Forschungsvorhabens geht es darum, innovative Ansätze zu entwickeln, um nachhaltigen Hoch- und Niedrigwasserschutz, Trinkwasserressourcensicherung und Energiewasserspeicherung zu koppeln und zu verbessern.  

Das Projekt „Energie- und Wasserspeicher Harz“ wird innerhalb der Richtlinie Innovation durch Hochschulen und Forschungseinrichtungen im Bereich Innovationsverbünde mit dem Spezialisierungsfeld Energiewirtschaft durch EFRE-Fördermittel durchgeführt. Ziel der wissenschaftlichen Arbeiten innerhalb des Projektes ist die Erforschung eines Möglichkeitsraumes für Lösungsvarianten, um den Auswirkungen des Klimawandels im Harz und den sich daraus ergebenden unerwünschten Ereignissen, wie sie etwa in den Jahren 2017 und 2018 aufgetreten sind, entgegenwirken zu können. Erst traf die Region ein 1000-jährliches Hochwasser; kurz darauf folgte eine langanhaltende Dürreperiode mit Rekordminuswerten beim Niederschlag und infolge dessen die Knappheit bei der Trinkwasserbereitstellung.

Talsperren und Wasserwirtschaft an den Klimawandel anpassen

Die Untersuchung soll Lösungen aufzeigen, wie sich der Westharz mit seinen multifunktionalen Aufgaben im Bereich der Wasserwirtschaft und des dazugehörigen Talsperrenbetriebs sowie zukünftig auch mit dem Betrieb des regionalen nachhaltigen Energiesystems an den Klimawandel anpassen kann. Durchgeführt wird das Projekt von der TU Clausthal in Zusammenarbeit mit der TU Braunschweig und der Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften.

Die Forschung wird dabei von den Kooperationspartnern Harzwasserwerke GmbH und Harz Energie GmbH sowie einem Praxisbeirat, bestehend aus Vertreter:innen der betroffenen Kommunen und Experten von Landesbehörden, unterstützt. Im Zeitraum von drei Jahren, beginnend im Juli 2019, werden Maßnahmen für den Westharz in aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten im Hinblick auf das angestrebte Ziel erarbeitet. Dabei werden u.a. kalibrierte meteorologische Klimaszenarien der Vergangenheit und Zukunft verwendet, um den Einfluss des Klimawandels auf das Wasserverbundsystems zu untersuchen und Lösungen zu erarbeiten, mit denen den Folgen des Klimawandels entgegengewirkt werden kann. Ziel ist es, mögliche technologische Lösungen zu generieren und mit sozio- und ökonomischen Maßstäben zu bewerten.

Kern des Projektes ist die Entwicklung einer auf andere mögliche Standorte übertragbaren Methodik zur Erbringung der Systemdienstleistungen:

  • Hochwasserschutz
  • Niedrigwasserabgabe
  • Trinkwassergewinnung
  • Bereitstellung von Energiespeicherwasser zur Kurzzeitstabilisierung des elektrischen Netzes als Teil des regionalen nachhaltigen Energiesystems

Sechs Standorte bzw. Regionen werden betrachtet

Bis zum heute erreichten Zwischenstand wurden dazu sechs repräsentative Standorte im Westharz identifiziert, die den erwähnten Möglichkeitsraum für die anstehende Vertiefung der Maßnahmen zulassen. Dabei steht der Systemgedanke im Hinblick auf das Zusammenwirken verschiedener Standorte/Maßnahmen in Bezug auf die verschiedenen Dienstleistungen im Vordergrund. Der Betrachtungsraum des Projektes umfasst ausgehend von diesen Randbedingungen folgende Standorte bzw. Regionen:

  • Okertalsperre – Huneberg (Erbringung aller genannten Systemdienstleistungen möglich)
  • Odertalsperre – Stöberhai (zusätzliche Trinkwasserbereitstellung möglich)
  • Wassernutzung im Siebertal (Überleitungssystem für höhere Trinkwasserbereitstellung)
  • Wassernutzung des Innerstetales (alle Systemdienstleistungen können erbracht werden)
  • Granetalsperre (zusätzliche Trinkwasserbereitstellung)
  • Hochwasserschutz Goslar (Vorsperre im Gosetal oder Aufweitung des Oker-Grane-Stollens)

Für diese Standorte konnten im Workshop die verschiedenen Gestaltungsvarianten der wasserbaulichen Anlagen mit den daraus resultierenden Speichervolumen für Hochwasserschutz, den Pumpspeicherbetrieb und als Reserve für Trockenzeiten sowie für die Trinkwassergewinnung erörtert werden. Neben den Standorten mit großen Speichervolumina zur Bereitstellung der genannten Systemdienstleistungen wurden auch Einzelmaßnahmen beispielsweise für den Hochwasserschutz in Goslar vorgestellt. Außer einer Aufweitung des Oker-Grane-Stollens waren innovative bauliche Varianten wie der Bau eines Staudamms mit Straßendurchlass Thema des Workshops.

Als derzeitiges Ergebnis der Simulation des gesamten hydrologischen Systems unter Berücksichtigung zukünftiger Klimaszenarien (2041 bis 2070) konnte unter anderem gezeigt werden, dass die Maßnahmen am Standort Okertalsperre – Huneberg einen signifikanten positiven Einfluss auf die Minderung von zukünftigen Hochwasserereignissen im Okertal und in nachgelagerten Flussgebieten haben. Damit könnten zukünftige Hochwasserereignisse mit Niederschlagszentrum im Harz nach unterstrom im Volumen und Abflussscheitel um mehr als 60 Prozent reduziert werden. Ähnliches gilt für das Einzugsgebiet des Innerstetals.

Im Folgenden sollen die Maßnahmen an den Standorten bzw. Regionen einer sozio- und ökonomischen Bewertung unterworfen werden. Das Bewertungsverfahren in Form eines analytischen Hierarchieprozesses wurde dazu im Workshop vorgestellt und erläutert. In einem nächsten Schritt wird dieses Verfahren durch die Stakeholder:innen aus verschiedenen Bereichen, die im Beirat des Projektes vertreten sind, genutzt und vor Ende des Projektes am 30. September dieses Jahres veröffentlicht.
(gemeinsame Pressemitteilung der beteiligten Einrichtungen)

Projektpartner

TU Clausthal (Verbundkoordinator)
Prof. Dr.-Ing. Hans-Peter Beck (Projektleitung, Institut für Elektrische Energietechnik und Energiesysteme)
Dr.-Ing. Jens zum Hingst (Clausthaler Umwelttechnik Forschungszentrum)
Prof. Dr. Roland Menges (Institut für Wirtschaftswissenschaft)
Prof. Dr.-Ing. Oliver Langefeld (Institut für Bergbau)

TU Braunschweig
Prof. Dr.-Ing. Günter Meon (Leichtweiß-Institut für Wasserbau (LWI), Abteilung Hydrologie, Wasserwirtschaft und Gewässerschutz)

Ostfalia Hochschule, Campus Suderburg
Prof. Dr.-Ing. Klaus Röttcher (Institut für nachhaltige Bewässerung und Wasserwirtschaft im ländlichen Raum)

Kooperationspartner
Harz Energie GmbH & Co.KG
Harzwasserwerke GmbH

Mit Beteiligung von Dr. Sabine Johannsen, Staatssekretärin im niedersächsischen Wissenschaftsministerium, und Prof. Joachim Schachtner, Präsident der TU Clausthal, fand der Workshop zum EWAZ-Projekt in Goslar auf dem EnergieCampus statt. Fotos: Ernst