Neue Schleusen im Albertkanal in Flandern, Belgien

Aufgrund des Klimawandels erlebt Belgien immer längere Dürreperioden. In Zukunft wird sich dies noch verschärfen. Den im Rahmen des Cordex.be-Projekts (2015–2017) entwickelten Klimaprojektionen zufolge deuten Veränderungen bei Niederschlag und Evapotranspiration im Zeitraum 2000–2100 in den Sommermonaten auf eine Vertiefung des negativen Wasserhaushalts hin, was zu einem zunehmenden Risiko des Auftretens von Dürren und ihrer höheren Schwere führt. Während der Winterniederschlag voraussichtlich leicht zunehmen wird, werden die Sommerniederschläge deutlich abnehmen. Der erwartete Niederschlagsrückgang, der von den Modellen für August simuliert wird, schwankt zwischen -10 % für das Emissionsszenario RCP2.6 und etwa -40 % für das Emissionsszenario RCP8.5 bis zum Jahr 2100 im Vergleich zum Jahr 2000.

Im östlichen Teil Flanderns befindet sich einer der größten Kanäle Belgiens: Der Albert-Kanal. Dieser Kanal verbindet die Industriegebiete vom (französischsprachigen) wallonischen Teil Belgiens mit Antwerpen, dem größten Hafen Belgiens. Die Schiffe können an beiden Enden des Kanals in die Niederlande (z.B. Rhein, Rotterdam) und nach Frankreich (Maas) weiterfahren. Aufgrund des Baus des Kanals wurden auch einige wichtige Industriegebiete entlang des Kanals entwickelt, was ihn zu einer wirtschaftlich äußerst wichtigen Wasserstraße für Belgien mit einem Gesamtverkehr von 40 Millionen Tonnen pro Jahr macht.

Der Kanal erhält sein Wasser aus dem Fluss Maas (Maas), einem Fluss, der nur durch Regen gespeist wird. Die Maas füttert auch andere Kanäle, wobei der Juliana-Kanal in die Niederlande der wichtigste ist. Daher mussten Vereinbarungen mit den Niederlanden getroffen werden, um Situationen extremer Wetterereignisse, einschließlich geringer Wassereinleitungen infolge von Dürren, zu bewältigen. In einigen (seltenen) Fällen reicht der Abfluss der Maas nicht aus, um alle Kanäle in Flandern und den Niederlanden zu füttern und einen Mindestabfluss in der Maas selbst aufrechtzuerhalten. In diesen Zeiträumen kann der Wasserstand des Albertkanals sinken, so dass der zulässige Tiefgang für Schiffe reduziert werden muss, was die Binnenschifffahrt als Verkehrsträger weniger attraktiv macht. Bisher wurden diese Probleme durch eine Reihe von Maßnahmen angegangen, wie z. B. die Hebevorrichtung der Berufsschifffahrt mit weniger Wasser und die Begrenzung der Wasserentnahmen für landwirtschaftliche und naturwirtschaftliche Zwecke, aber diese Maßnahmen implizierten die Akzeptanz der damit verbundenen wirtschaftlichen und ökologischen Schäden.

Das Hauptziel der in dieser Fallstudie beschriebenen Maßnahmen bestand darin, wirtschaftliche Verluste aufgrund eingeschränkter Verkehrsmöglichkeiten auf dem Kanal (aufgrund sehr geringer Wassereinleitungen aus der Maas) zu vermeiden, die sich in Zukunft aufgrund des Klimawandels voraussichtlich verschärfen werden. Der Schutz des Maas-Ökosystems und der biologischen Vielfalt war ein weiteres sekundäres Ziel.

Große Archimedes-Schrauben wurden an den Schleusen im Kanal in Ham gebaut, dem ersten von sechs Schleusensystemen. Im Dürrefall pumpen diese riesigen Schraubenpumpen, die größten in Europa, Wasser auf, das durch den Durchgang vom Schiff durch die Schleuse verloren geht. Im Falle eines Wasserüberschusses, hauptsächlich im Winter, werden die Schrauben als Bypass verwendet, um die übermäßige Wassermenge loszuwerden. In diesem Fall arbeiten die Pumpen als Stromerzeuger, wobei Wasserkraft als erneuerbare Energie die Treibhausgasemissionen reduziert. Der Nettoeffekt auf die Treibhausgasemissionen im Laufe der Zeit hängt vom Gleichgewicht zwischen niedrigen und hohen Wasserständen ab, aber da bisher nur selten niedrige Wasserstände auftreten, ist der Nettoeffekt im Allgemeinen positiv. Der Kanal ist auch eine mögliche Wasserstraße für wandernde Fische. Daher sind die Schrauben so konzipiert, dass sie die Migration von Fischen ermöglichen und die biologische Vielfalt schützen.

Die Installation in Ham (2012) besteht aus vier enormen Schraubenpumpen mit 4,3 m Durchmesser und einem Gewicht von 85 Tonnen. Die Schrauben können bis zu 5 m ³ pro Sekunde pumpen. Ein Schleusenbetrieb bewegt 48.000 m ³ Wasser. Die vier Schrauben benötigen 50 Minuten bei voller Leistung, um das Wasser zurück zu pumpen. 2013 wurden in Olen drei ähnliche Schrauben installiert. Nach dem Nachweis ihrer Funktionalität und Wirksamkeit wurde die Installation von Schraubenpumpen an den Schleusen des Albertkanals 2018 fortgesetzt, als drei Archimedes-Schrauben in Hasselt gebaut wurden. Die kolossalen Schrauben mit einer Länge von 22 Metern, einem Durchmesser von 4,30 Metern und einem Gewicht von 100 Tonnen können 5 m ³ Wasser pro Sekunde an die Oberseite der Schleuse pumpen und mit genügend Wasser Ökostrom für 1.500 Haushalte erzeugen. Die Pumpanlagen in Kombination mit Wasserkraftwerken werden auch an den anderen Schleusen des Albertkanals von Genk, Diepenbeek und Wijnegem errichtet. Diese sollen nach 2021 in Betrieb genommen werden.

Die Organisation „De Vlaamse Waterweg“ ist für die Verwaltung und Entwicklung der Binnenwasserstraßen als ein Netz zuständig, das zur Wirtschaft und zum Wohlstand Flanderns beiträgt. Dieses Unternehmen ist der koordinierende Hauptakteur für die Entwicklung der Archimedes-Schrauben an den Schleusen des Albertkanals.

Zwei große vorbereitende Projekte, die der Installation von Schrauben an den Schleusen vorausgingen, führten schließlich zur Gestaltung der Maßnahmen, an denen relevante Interessenträger beteiligt waren. Die erste war die Entwicklung einer Niedrigwasserstrategie für den Kanal. In einer ersten Problemanalysephase wurde eine Bestandsaufnahme verschiedener Wassernutzungen erstellt, in der die Nutzer über ihre Ideen zur Reduzierung des Wasserverbrauchs beraten wurden. In einer zweiten Phase wurden mögliche Lösungen vorgeschlagen, in denen alle relevanten Interessenträger um Feedback gebeten wurden. In einer dritten Phase wurden die Effekte der Lösungen in Bezug auf Effektivität und Kosten mit einer Reihe von Modellen und anderen Analysewerkzeugen quantitativ analysiert. In einer vierten und letzten Phase wurden bevorzugte Strategien mit einem breiten Spektrum von Interessenträgern erörtert, darunter: Industrien, Schifffahrtsvertreter, Trinkwasserversorgungsunternehmen, Energieunternehmen, Naturschutzorganisationen, Gemeinden und andere.

Das zweite Projekt befasste sich mit der Umweltverträglichkeitsprüfung verschiedener Alternativen. Die bevorzugte Option wurde unter Berücksichtigung verschiedener Umwelterwägungen gewählt, insbesondere im Zusammenhang mit der Erhaltung der Fischwanderung und der Lärmminderung.

Wichtige Erfolgsfaktoren waren die Anerkennung der zu wahrenden ökologischen Werte und die Aufmerksamkeit für die Entwicklung eines kollaborativen Prozesses, in dem sich alle Beteiligten ernsthaft engagieren.

Bei ersteren spielten zwei ökologische Faktoren eine Schlüsselrolle: die strukturelle Möglichkeit, einige Ökosystemleistungen im Maastal durch Begrenzung der Gewinnung von Maaswasser und Aufrechterhaltung eines ausreichend hohen Abflussniveaus zu schützen, und die Berücksichtigung der Fischbestände im Albertkanal.

In Bezug auf Letzteres wurde in dem Prozess hervorgehoben, wie wichtig es ist, den Interessenträgern ausreichend Zeit und Ressourcen für die Zusammenarbeit, den Wissensaustausch, das gegenseitige Verständnis und das Kennenlernen und Respektieren der Kultur des jeweils anderen zu geben. Lösungen aufzuzwingen oder sich nicht genügend Zeit zu nehmen, hätte nur begrenzten Erfolg. Einer der Hauptfaktoren für den Erfolg der Zusammenarbeit war das Bewusstsein für die Unzulänglichkeit aktueller Lösungen und die projizierte Verschlechterung der Situation in Bezug auf Häufigkeit und Länge niedriger Wasserstände.

Die Kosten für die Installation der Schrauben betragen etwa 7 Mio. € für jedes Schlosssystem. Zu den Vorteilen gehören die Befahrbarkeit des Kanals unter veränderten klimatischen Bedingungen, die Zuverlässigkeit des Kanals für die Schifffahrt und die Stromerzeugung. Grüner Strom (Wasserkraft) für ein Äquivalent von 1.000 Familien kann von jedem Satz von Schraubenpumpen produziert werden. In den vergangenen Jahren wurde beobachtet, dass die Anlage etwa 10 Monate im Jahr als Stromerzeuger funktioniert und etwa einen Monat lang Wasser aufpumpt. Ein weiterer Monat steht in der Regel in einer Situation von gerade ausreichend Abfluss für die Schifffahrt, aber unzureichenden Fluss für die Stromerzeugung. Jährlich wird viel mehr Energie erzeugt als verbraucht. Die genaue jährlich erzeugte Leistung hängt von der Menge und Verteilung der Niederschläge über das Jahr, der Schifffahrtsintensität und den Entnahmen von anderen Wassernutzern ab.

Es gibt auch Vorteile für die biologische Vielfalt. Aufgrund der relativ hohen Wasserqualität kommen im Kanal reiche Fischbestände vor. Fortschrittliche Technologien für Pumpanlagen und Stromerzeugung minimieren die Auswirkungen der Anlagen auf die Fischbestände.

Zwischen Flandern und den Niederlanden wurde eine rechtliche Vereinbarung über die Wasserverfügbarkeit in der Maas getroffen. Diese Vereinbarung betraf insbesondere die Wasserentnahmen aus der Maas durch die Zuid-Willemsvaart in Maastricht Es umfasst auch die Verringerung der Wasserverluste in der Maas bei geringem Abfluss, die Zusammenarbeit bei der Forschung und Entwicklung der gemeinsamen Maas und den Ausgleich der Süßwasserverluste der Kreekraksluizen.

Der erste Schraubensatz wurde 2012 in Ham installiert und ist voll funktionsfähig. Der zweite Schraubensatz wird in Olen implementiert und ist seit 2013 in Betrieb. Die Installation in Hasselt ist seit 2018 in Betrieb, während drei weitere Schraubensätze in verschiedenen Schließsystemen installiert werden.

Bei der Kosten-Nutzen-Analyse wurde eine Lebensdauer von mindestens 40 Jahren berücksichtigt.

Griet Verstraeten
Policy Officer Climate Adaptation
Flemish Government
Department of Environment, Nature and Energy
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E-mail: griet.verstraeten@lne.vlaanderen.be 
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Koen Maeghe
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Flämische Regierung und De Vlaamse Waterweg