Neue Schlösser im Albert-Kanal in Flandern, Belgien
Der Albert-Kanal im östlichen Teil von Flandern verbindet die Industriegebiete rund um Lüttich mit dem Hafen von Antwerpen. Schiffe können an beiden Enden des Kanals ihren Weg fortsetzen: über die Schelde in die Niederlande und über den Fluss Maas nach Frankreich. In Zukunft wird das Maasbecken, aus dem der Albert-Kanal sein Wasser erhält, als Folge des Klimawandels mehr und längere Perioden niedriger Flussentladung erfahren. Somit wird erwartet, dass weniger Wasser für die Sluicing-Schiffe zur Verfügung steht. Dies würde die Binnenschifffahrt einschränken. Die Lösung, weniger Maaswasser für die Navigation zu verwenden, sind große (fischfreundliche) Archimedes-Schrauben an Schleusen entlang des Albert-Kanals. In den niedrigen Einleitungen auf der Maas können die Schrauben Wasser zurück in den oberen Kanal pumpen, um das Wasser zu erreichen, das durch den Durchgang eines Schiffes durch das Schloss verloren geht. Bei mehr als genug Entladung an der Maas werden die Schrauben als Bypass und zur Erzeugung von Wasserkraft eingesetzt. Die Kombination aus Pumpeninstallation und Wasserkraftwerk ist weltweit einzigartig.
Beschreibung der Fallstudien
Herausforderungen
Aufgrund des Klimawandels erlebt Belgien immer mehr Dürreperioden. In Zukunft soll dies noch verschärft werden. Gemäß den im Rahmen des Cordex.be-Projekts entwickelten Klimaprojektionen (2015-2017) 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 leicht zunehmen wird, wird der Sommerniederschlag deutlich abnehmen. Der erwartete Rückgang der Niederschläge, die von den Modellen für August simuliert wurden, variiert zwischen -10 % für das Emissionsszenario RCP2,6 bis zu etwa -40 % für das Emissionsszenario RCP8.5 bis zum Jahr 2100 im Vergleich zum Jahr 2000.
Im östlichen Teil von Flandern befindet sich einer der größten Kanäle Belgiens: der Albert-Kanal. Dieser Kanal verbindet die Industriegebiete aus dem (französischsprachigen) wallonischen Teil Belgiens mit Antwerpen, dem größten Hafen Belgiens. Schiffe können an beiden Enden des Kanals weitergeführt werden, in die Niederlande (z. B. Rhein, Rotterdam) und nach Frankreich (Meuse). Durch den Bau des Kanals wurden entlang des Kanals auch einige wichtige Industriegebiete erschlossen, was ihn zu einer wirtschaftlich äußerst wichtigen Wasserstraße für Belgien mit einem Gesamtverkehr von 40 Millionen Tonnen pro Jahr machte.
Der Kanal erhält sein Wasser aus dem Fluss Maas (Meuse), einem Fluss, der nur von Regen gespeist wird. Die Maas füttern auch andere Kanäle, wobei der Juliana-Kanal in die Niederlande der wichtigste ist. Daher mussten Vereinbarungen mit den Niederlanden geschlossen werden, um Situationen extremer Wetterereignisse, einschließlich Niedrigwassereinleitungen aufgrund von Dürren, anzugehen. In einigen (seltenen) Fällen reicht die Ableitung des Flusses Maas nicht aus, um alle Kanäle in Flandern und den Niederlanden zu füttern und eine minimale Einleitung in die Maas selbst aufrechtzuerhalten. Während dieser Zeit kann der Wasserstand des Albert-Kanals sinken, so dass der zulässige Entwurf 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 Aufhebung der Berufsschifffahrt mit weniger Wasser und die Begrenzung der Wasserentnahme für landwirtschaftliche und naturwirtschaftliche Zwecke, aber diese Maßnahmen implizierten die Annahme von damit verbundenen wirtschaftlichen und ökologischen Schäden.
Ziele
Hauptziel der in dieser Fallstudie beschriebenen Maßnahmen war es, wirtschaftliche Verluste aufgrund der geringeren Verkehrsmöglichkeiten am Kanal (aufgrund der sehr geringen Wassereinleitung aus der Maas) zu vermeiden, die in Zukunft aufgrund des Klimawandels verschärft werden dürften. Ein weiteres sekundäres Ziel war der Schutz des Maas-Fluss-Ökosystems und der Artenvielfalt.
Lösungen
Große Archimedes-Schrauben wurden an den Schlössern im Kanal in Ham gebaut, dem ersten von sechs Schließsystemen. Im Falle einer Dürre pumpen diese enormen Schraubenpumpen, die größten in Europa, Wasser, das durch den Übergang vom Schiff durch das Schloss verloren geht. Im Falle eines Überschusses an Wasser, hauptsächlich im Winter, werden die Schrauben als Bypass verwendet, um die übermäßige Menge an Wasser loszuwerden. In diesem Fall arbeiten die Pumpen als Stromerzeuger, wobei Wasserkraft als erneuerbare Energie die Treibhausgasemissionen reduziert. Der Nettoeffekt auf die THG-Emissionen im Laufe der Zeit hängt vom Gleichgewicht zwischen niedrigem und hohem Wasserstand ab, aber da bisher nur selten niedrige Wasserstände aufgetreten sind, ist der Nettoeffekt im Allgemeinen positiv. Der Kanal ist auch ein möglicher Wasserweg für wandernde Fische. Daher sind die Schrauben darauf ausgelegt, Fischwanderung zu ermöglichen und die biologische Vielfalt zu schützen.
Die Installation in Ham (2012) besteht aus vier riesigen Schraubenpumpen mit 4,3 m Durchmesser und einem Gewicht von 85 Tonnen. Die Schrauben können bis zu 5 m3 pro Sekunde pumpen. Eine Verriegelung bewegt 48,000 m3 Wasser. Die vier Schrauben benötigen 50 Minuten bei voller Leistung, um das Wasser zurück zu pumpen. 2013 wurden drei ähnliche Schrauben in Olen installiert. Nachdem sie ihre Funktionalität und Wirksamkeit bewiesen haben, wurde 2018 die Installation von Schraubenpumpen an den Schlössern des Albert-Kanals fortgesetzt, als in Hasselt drei Schrauben von Archimedes gebaut wurden. Die kolossalen Schrauben – 22 Meter lang, 4,30 Meter Durchmesser, wiegen 100 Tonnen – können 5 m3 Wasser pro Sekunde auf die Oberseite des Schlosses pumpen, und mit genügend Wasser können sie grünen Strom für 1.500 Haushalte produzieren. Die Pumpanlagen in Kombination mit Wasserkraftwerken werden auch auf den anderen Schleusen des Albert-Kanals von Genk, Diepenbeek und Wijnegem gebaut. Diese sollen voraussichtlich nach 2021 in Betrieb genommen werden.
Relevanz
Der Fall wurde als Maßnahme zur Anpassung an den Klimawandel entwickelt, umgesetzt und teilweise finanziert.
Zusätzliche Details
Stakeholderbeteiligung
Die Organisation „De Vlaamse Waterweg“ ist verantwortlich für die Verwaltung und Entwicklung von Binnenwasserstraßen als Netzwerk, das zur Wirtschaft und zum Wohlstand Flanderns beiträgt. Dieses Unternehmen fungiert als wichtigster koordinierender Akteur für die Entwicklung der Archimedes-Schrauben an den Schlössern des Albert-Kanals.
Zwei große Vorbereitungsprojekte vor dem Einbau von Schrauben an den Schlössern führten zur eventuellen Gestaltung der Maßnahmen, an denen relevante Akteure beteiligt waren. Die erste war die Entwicklung einer Niedrigwasserstrategie für den Kanal. In einer ersten Problemanalysephase wurde eine Bestandsaufnahme verschiedener Wassernutzungen erstellt, die die Nutzer über ihre Ideen zur Reduzierung des Wasserverbrauchs befragte. In einer zweiten Phase wurden mögliche Lösungen vorgeschlagen, die Rückmeldungen aller relevanten Interessenträger einladen. In einer dritten Phase wurden die Auswirkungen 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: Industrie, Reedereien, Trinkwasserversorgungsunternehmen, Energieunternehmen, Naturschutzorganisationen, Kommunen und andere.
Das zweite Projekt befasste sich mit der Umweltverträglichkeitsprüfung verschiedener Alternativen. Die bevorzugte Option wurde unter Berücksichtigung verschiedener Umweltaspekte gewählt, insbesondere im Zusammenhang mit der Erhaltung der Fischwanderung und der Eindämmung des Lärms.
Erfolgsfaktoren und Hemmnisse
Wichtige Erfolgsfaktoren waren die Anerkennung ökologischer Werte und die Aufmerksamkeit auf die Entwicklung eines kooperativen Prozesses, an dem alle Beteiligten ernsthaft beteiligt waren.
Bei ersterem spielten zwei ökologische Faktoren eine Schlüsselrolle: die strukturelle Möglichkeit, einige Ökosystemleistungen im Maas-Tal zu schützen, indem die Gewinnung von Maaswasser begrenzt und ein ausreichend hohes Abflussniveau beibehalten wird, sowie die Berücksichtigung der Fischbestände im Albertkanal.
Was letztere betrifft, so hat der Prozess deutlich gemacht, wie wichtig es ist, den Interessengruppen genügend Zeit und Ressourcen zur Verfügung zu stellen, um zusammenzuarbeiten, Wissen auszutauschen, sich gegenseitig zu verstehen und die Kultur des jeweils anderen kennenzulernen und zu respektieren. Lösungen aufzuzwingen oder zu wenig Zeit zu nehmen, wäre nur begrenzt erfolgreich. Einer der wichtigsten Erfolgsfaktoren für die Zusammenarbeit war das Bewusstsein für die Unzulänglichkeit der derzeitigen Lösungen und die projizierte Verschlechterung der Situation in Bezug auf Häufigkeit und Länge des niedrigen Wasserstands.
Kosten und Nutzen
Die Kosten für die Installation der Schrauben betragen ca. 7 Mio. EUR 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 erzeugt werden. In den letzten Jahren wurde beobachtet, dass die Anlage etwa 10 Monate im Jahr als Stromerzeuger fungiert und etwa einen Monat lang Wasser aufpumpen kann. Ein weiterer Monat steht in der Regel in einer Situation, in der gerade genug Abfluss für die Schifffahrt, aber unzureichender Strom für die Stromerzeugung. Jährlich wird viel mehr Energie erzeugt als verbraucht. Die genaue jährlich erzeugte Leistung hängt von der Menge und Verteilung der Niederschläge im Laufe des Jahres, 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.
Rechtliche Aspekte
Zwischen Flandern und den Niederlanden wurde eine rechtliche Vereinbarung über die Wasserverfügbarkeit in der Maas geschlossen. Diese Vereinbarung befasste sich insbesondere mit den Wassergewinnungen der Zuid-Willemsvaart in Maastricht aus der Maas. Sie umfasst auch die Verringerung der Wasserverluste in der Maas bei geringem Abfluss, die Zusammenarbeit bei der Erforschung und Entwicklung der gemeinsamen Maas und die Entschädigung von Süßwasserverlusten der Kreekraksluizen.
Umsetzungszeitraum
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.
Lebensdauer
In der Kosten-Nutzen-Analyse wurde eine Lebensdauer von mindestens 40 Jahren berücksichtigt.
Referenzinformationen
Kontakt
Griet Verstraeten
Policy Officer Climate Adaptation
Flemish Government
Department of Environment, Nature and Energy
Koning Albert II-laan 20 bus 8, 1000 Brussel
E-mail: griet.verstraeten@lne.vlaanderen.be
Generic e-mail: Beleid@lne.vlaanderen.be
Koen Maeghe
De Vlaamse Waterweg
Tel: +32 11 298400
E-mail: koen.maeghe@vlaamsewaterweg.be
Webseiten
Referenz
Flemish government and De Vlaamse Waterweg
Veröffentlicht in Climate-ADAPT Nov 22 2022 - Zuletzt aktualisiert in Climate-ADAPT Apr 18 2024
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