Auch moderne Wasserkraftwerke schützen Fische nicht immer besser als konventionelle. Neben der Technologie spielen auch der spezifische Standort des Kraftwerks und die dort vorkommenden Fischarten beim Fischschutz eine Rolle. Das zeigt eine Untersuchung der Technischen Universität München (TUM). Jürgen Geist, Professor für Aquatische Systembiologie an der TUM, untersucht mit seinem Team seit 2014 Wasserkraftanlagen hinsichtlich ihrer Wirkung auf abwärts wandernde Fische sowie deren Auswirkungen auf den Gewässerlebensraum.
Über 70.000 Fische gefangen
Sieben Anlagen mit vier unterschiedlichen Kraftwerkstechnologien hat das Forschungsteam bisher in Bayern analysiert. Dies sind sowohl moderne Wasserkraftwerke als auch konventionelle Anlagen. Um herauszufinden, ob Fische durch die Wasserkraftanlagen zu Schaden kommen, hat das Team von Prof. Geist stromabwärts der Turbinen, Überläufe und Fischpässe Netze aufgestellt, in denen mehr als 70.000 Fische gefangen wurden. Die Forschenden haben untersucht, ob und wie Fische verletzt wurden und ob sie dadurch gestorben sind. Rund 8.500 Fische wurden zusätzlich geröntgt, um Hinweise auf innere Verletzungen zu erhalten.
Zudem hat das Team um Prof. Geist auch die Zusammensetzung der aquatischen Lebensgemeinschaft (Fische, Wirbellose, Wasserpflanzen, Algen) und Umweltfaktoren (z.B. Temperatur, gelöster Sauerstoff, pH-Wert) im Ober- und Unterwasser der Wasserkraftanlagen untersucht.
Neue Wasserkraftanlagen sind nicht immer besser
„Die Mortalitätsraten an den technisch neueren Anlagen waren nicht immer geringer als an den konventionellen Anlagen“, berichtet Geist über die Ergebnisse seiner umfangreichen Studie. Bislang war man davon ausgegangen, dass moderne Anlagen, wie etwa Wasserkraftschnecken oder Kraftwerke mit „Very-low-head“ (VLH, deutsch: sehr niedrige Fallhöhe), Fische besser schützen können.VLH-Turbinen sind langsam drehend und gelten daher als „fischverträglich“, da Fische hindurchschwimmen können.
Bei VLH-Turbinen, wie sie am Untersuchungsstandort Au an der Iller verbaut ist, kam es zu „relativ geringen Schäden“, sagt Geist. Zu beachten sei aber hier, dass bei einer Fallhöhe von vier Metern an einem anderen Untersuchungsstandort auch bei diesem Anlagentyp die Überlebenswahrscheinlichkeit für Fische deutlich sinkt.
Auch der Aspekt, ob die Anlage in Voll-Last oder Teil-Last läuft, wirkt sich auf das Wohl der Fische aus. Die Empirie hat gezeigt, dass Äschen und Bachforellen beim Betrieb der VLH-Turbine mit hoher Last mit einer höheren Wahrscheinlichkeit wohlbehalten das Kraftwerk passieren, als wenn die Anlage mit niedriger Last betrieben wird.
Ausweichmöglichkeiten für Fische optimieren
Der Großteil des Fischbestands, insbesondere kleine Fische, folgten der Hauptströmung und wurde auch durch Fischschutzrechen nicht davon abgehalten, die Turbinenräume zu passieren. Die an den Kraftwerken angelegten Bypässe, in denen die Fische die Anlagen bei ihrer Wanderung flussaufwärts umschwimmen können, werden von den meisten Tieren für den Abstieg nicht verwendet.
Ein weiteres Ergebnis: Aalrohre werden praktisch nicht genutzt. Zum Aalschutz im natürlichen Verbreitungsgebiet des Aals in Bayern (komplettes Main-Einzugsgebiet) schlagen die Wissenschaftler vor, während der Hauptwanderzeiten in den Nächten im Herbst die Spülklappen, die an Wehren zum Durchlassen von Ästen oder größeren Anschwemmungen vorhanden sind, 10 bis 20 Zentimeter zu öffnen. Dieses Angebot nehmen Aale den Beobachtungen zufolge deutlich besser an.
Lebensraum Fluss verbessern
Auch die Gewässerökologie rund um die Anlage nahmen die Wissenschaftler in den Blick. „Die negativen Auswirkungen der Unterbrechung des Fließgewässers durch die Querbauwerke sollten bestmöglich kompensiert werden. Wir empfehlen, dass Ersatzlebensräume für Fische und andere Lebewesen im Wasser geschaffen werden und wann immer möglich eine Renaturierung erfolgen sollte“, erklärt Geist.
„Die Ergebnisse der Studie wurden für jeden Untersuchungsstandort mit allen Beteiligten vor Ort diskutiert. Deshalb sind bereits Verbesserungen erarbeitet worden“, sagt Geist. Die differenzierte Untersuchung bietet nun einen breiten Katalog an Einflussfaktoren, die für weitere Planungen von Kraftwerken oder bei Wiederbewilligungen helfen können.
Mitte September 2020 sind an einem weiteren Standort – der weltweit ersten Anlage des an der TUM entwickelten Schachtkraftwerks in Großweil in der Loisach – die Untersuchungen der ökologischen Auswirkungen dieses Kraftwerkstyps auf Fische gestartet. Das Projekt läuft bis zum Sommer 2022.
