Talsperren und Speicher als lebenswichtige Infrastrukturanlagen für den weltweiten Wohlstand

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1 Talsperren und Speicher als lebenswichtige Infrastrukturanlagen für den weltweiten Wohlstand Prof. Dr Anton Schleiss Präsident ICOLD Laboratoire de constructions hydrauliques (LCH) Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) 17. Deutsches Talsperrensymposium 15. Juni 2016 Freiburg im Breisgau

2 Inhalt des Vortrages 1. Einleitung Hydraulische Bauwerke und Wasserinfrastrukturanlagen 2. Wirtschaftliche Entwicklung dank Talsperren und Speicher 3. Weltweite Bedeutung von Talsperren und Speicher sowie Wasserkraft 4. Gesamtheitlicher Ansatz bei der Planung von grossen Wasserinfrastrukturprojekten - Rolle von ICOLD 5. Herausforderungen des Klimawandel

3 Hydraulische Bauwerke und Wasserinfrastrukturanlagen Wasser als Lebensgrundlage Wasser als Gefahr Mensch Nutzwasserbau Schutzwasserbau Wasserversorgung Bewässerung Wasserkraft Schifffahrt Abwasserentsorgung Entwässerung Hochwasserschutz Erosionsschutz

4 Wirtschaftliche Entwicklung dank Talsperren und Speicher Ø Talsperren und die zugehörigen Stauseen haben eine Schlüsselstellung sowohl im Nutz- wie auch Schutzwasserbau. Ø Die Geschichte lehrt uns dass die wirtschaftliche Gesundheit sowie die soziale Wohlfahrt jeder Gesellschaft immer sehr stark mit dem Grad der Entwicklung der hydraulischen Infrastrukturanlagen und insbesondere der Talsperren und Speicher verknüpft war. Emosson, Schweiz

5 Historisches Beispiel: Talsperre Marib im Yemen und Speicher Ø 20 m hoher und 700 m langer Erdschüttdamm Ø Baubeginn im Jahre 519 v. Chr. unter dem Königreich von Saba Ø Speichervolumen 30 Mio. m 3 Rückhalt von 15% des jährlichen Zuflusses in der Regenzeit. Ø Wirtschaftliche Grundlage für den Erfolg des Königreiches mit 110 km 2 Bewässerung Ø Export von Nahrungsmittel, Gewürze und Duftstoffe (u.a. Weihrauch und Myrrhe)

6 Historisches Beispiel: Talsperre Marib im Yemen und Speicher Ø Der Staudamm Marib mit seinen eindrücklichen Bewässerungsanlagen mit Kanälen und Stollen garantierte die Vorherrschaft des Königreiches und die Lebensgrundlage in der Wüste um die Stadt Ma'rib im antiken Südarabien während nahezu 1300 Jahren Ø Der Staudamm galt als das größte technische Bauwerk der Antike.

7 Historisches Beispiel: Talsperre Marib im Yemen und Speicher Ø Dammbruch 570 nach Chr. vermutlich wegen vernachlässigtem Unterhalt und einen Extremhochwasser Ø 50'000 Personen mussten die Region verlassen da das Kulturland schnell versteppte und Ma'rib endgültig aufgegeben wurde. Neuer 35 m hoher Staudamm Marib erstellt 1989 (Photo Pöyry) Die Wohlfahrt einer jeder Gesellschaft war immer stark mit Wasserinfrastrukturanlagen verknüpft.

8 Weltweite Bedeutung von Talsperren und Speicher Die100 grössten Speicher Volumen aller Speicher 6700 km 3 wovon rund 4000 km 3 nutzbar Standort der grossen Talsperren > 15m à 8

9 Talsperren im Bau seit > 60m >150m

10 Talsperren im Bau seit 2000

11 Weltweites Wasserkraftpotenzial (2013) Genutztes wirtschaftliches Potenzial 996 TWh 4819 TWh 89 TWh 845 TWh 1051 TWh 1677 TWh 9477 TWh 38 TWh 10% 32 % 33 % 60% 60 % 88 % 65 % 58 % 12 % Afrika 35% Asien 42 % Australien Technisch nutzbares Potenzial 68 % Europa (ohne Russland und Türkei) 67 % Nord und Zentral Amerika 40 % Süd Amerika 40% Welt 90% Schweiz 1585 TWh 8042 TWh 185 TWh 1203 TWh 1985 TWh 2804 TWh TWh 42 TWh

12 Bedeutung der Wasserkraft und Speicher Ø Die Wasserkraft ist in einen freien Markt immer noch die günstigste und flexibelste erneuerbare Energie mit einem noch beträchtlichen Potenzial weltweit. Ø Erst knapp ein Viertel des technisch nutzbaren Wasserkraftpotentials von etwa 16'000 TWh ist ausgebaut sind. Karun IV im Iran Ø Bereits heute leidet 2/3 der Menschheit an Wassermangel; in vielen Ländern insbesondere in Afrika hemmt die Energieunterversorgung die wirtschaftliche Entwicklung.

13 Wasserwirtschaftliche Mehrzweckanlagen Talsperren und Stauseen Wasserwirtschaftliche Mehrzweckanlagen Lebenswichtige Bedürfnisse der Weltgesellschaft Schutz der Umwelt Wasser Energie Nahrung

14 Erntefaktoren oder Energierückzahlrate von elektrischen Erzeugungsanlagen

15 Erntefaktoren oder Energierückzahlrate von elektrischen Erzeugungsanlagen High head Hochdruckspeicherkraftwerk storage hydropower plant High head run-of-river Hochdrucklaufkraftwerk hydropower plant Low head run-of-river Niederdrucklaufkraftwerk hydropower plant Kleinere Small Windkraftwerkanlage wind power plant Small Kleine photovoltaic Photovoltaikanlage installation Photovoltaic Photovoltaikkraftwerk power plant Erntefaktor oder Energierückzahlrate Technische Lebensdauer

16 Äquivalente CO2 Ausstoss für die Treibhausgase bei der Wasserkraft (Beispiele in der Schweiz) ØLaufwasserkraftwerke: 3.6 g/kwh ØSpeicherkraftwerke 5.5 bis 10.7 g/kwh Ø Kernenergie: 5.2 bis 10.5 g/kwh (Druck- bzw. Siedewasserreaktor) Ø Wind: 17.2 g/kwh Ø Sonne: 81.6 g/kwh (Photovoltaik) Ø Biogasanlagen mit Wärmekraftkopplung: 77 g/kwh Ø Gaskraftwerke: 585 g/kwh Ø Kohlekraftwerke: 1093 g/kwh

17 Gesamtheitlicher Ansatz bei der Planung von grossen Wasserinfrastrukturprojekten Rolle von ICOLD Ø Grosse Wasserinfrastrukturprojekte verursachen weltweit kontroverse Diskussionen Ø Breite Akzeptanz nur im Rahmen von Mehrzweckprojekte, welche eine Win-Win-Situation zwischen allen Beteiligten und Betroffenen erzeugen können. Ø Erfüllen von gleichzeitig mehrere Zwecke wie Energieerzeugung, Bewässerung, Wasserversorgung, Hochwasserschutz, Verbesserung des Abflussregimes sowie Schaffung von Naturschutzreservaten und touristischen Zonen. Ø Komplexe Systeme erfordern einen multidisziplinären Ansatz mit einer gesamtheitlichen Optimierung. Neben fundiertem technischen Wissen ist eine gesamtheitliche Ingenieur- und Planerkompetenz gefragt

18 Rolle von ICOLD Ø Gegründet 1928 in Paris Ø 97 Mitgliedsländer mit mehr als aktiven Mitglieder ICOLD leitet die Talsperrenfachleute indem es die nötigen Standards und Richtlinien definiert, welche es erlauben sollen Talsperren sicher zu bauen sowie effizient, ökonomisch, umweltfreundlich, nachhaltig und sozialverträglich zu betreiben.

19 Rolle von ICOLD ICOLD unterstützt die nahezu 100 Mitgliedländer die wichtige Herausforderung des 21. Jahrhundert zu bewältigen, nämlich die Entwicklung der weltweiten Wasser- und Wasserkraftressourcen. Ø Wertvoller Erfahrungsaustausch zwischen Talsperrenfachleuten Ø Kongress alle 3 Jahre: Behandlung von 4 Kongressfragen Ø à Kongress in STAVANGER, NORWEGEN Juni 2015 Ø à Kongress in WIEN, ÖSTERREICH Juni 2018 Ø Jahresversammlung: Symposium, Workshops Ø Meeting in JOHANNESBURG, Südafrika im Mai 2016 Ø Meeting in PRAG, Tschechoslowakei im Mai 2017

20 Rolle von ICOLD Ø Mit seinen 26 technisches Komitees verfolgt ICOLD das globale Ziel bessere Talsperren für eine bessere Welt zu bauen. Ø Bis heute sind rund 160 Bulletins veröffentlicht welchen einen reichen Wissensschatz umfassen und so die beste Praxis im weltweiten Talsperrenbau wiedergeben.

21 Rolle von ICOLD Ø Forum für junge Talsperreningenieure Ø ICOLD unterstützt aktiv den Nachwuchs von Talsperrenfachleuten, welcher die Herausforderungen im weltweiten Aufbau der Wasserinfrastrukturen in Zukunft wahrnehmen kann.

22 Herausforderungen des Klimawandels Ø Zusätzliche Talsperren und Speicher als Anpassungsmassnahme werden aber in vielen Regionen auch überlebenswichtig sein um den durch den Klimawandel gestörte Wasserhaushalt auszugleichen und so den Bedarf und Wasser, Nahrung und Energie sowie den nötigen Schutz vor Hochwasser zu gewährleisten.

23 Herausforderungen des Klimawandels Ø Nachhaltige Nutzung der Speicher durch Verlandung gefährdet nicht zuletzt durch Zunahme der Sedimentzufuhr infolge Klimawandel Ø Die Ersatzinvestition der weltweit jährlich verloren gegangen Speicherkapazität von 0.8% kostet im Mittel etwa 13 bis 19 Billionen $/Jahr. Dies entspricht etwa einem Drittel der Aufwendungen für den Betrieb und Unterhalt der bestehenden Stauanlagen

24 Herausforderungen des Klimawandels Ø Rückzug der Gletscher in der Schweiz: Entstehung von neuen Gletscherseen welche mit Talsperren als neue Speicher genutzt werden können. Fotomontage (KWO) des geplanten Speichers Trift im Grimselgebiet (Schweiz). Bogenstaumauer mit Gletschersee im heutigen Zustand (links) und mit gefülltem Stausee (rechts).

25 Bessere Talsperren für eine bessere Welt Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!