Druckleitung aus nachwachsendem Rohstoff verbindet Wasserkraftwerke
Voraussichtlich im Frühjahr werden die Bauarbeiten für zwei neue Wasserkraftwerke bei Grüsch/Seewis im schweizer Kanton Graubünden abgeschlossen sein. Die Repower AG investiert dort rund 58 Mio. CHF (ca. 45 Mio. €) in die Kraftwerke Taschinas 1 und Taschinas 2. Das Besondere bei diesen Anlagen ist eine hölzerne Druckleitung, die beide Turbinenstationen miteinander verbindet.
Zwei Wasserkraftwerke (Taschinas 1 und Taschinas 2) sind in der Schweiz an einem Gebirgsbach bei Grüsch/Sewis geplant. Die installierte Maschinenleistung bei Taschinas 1 beträgt rund 11 MW, was eine jährliche Stromproduktion von rund 41 GWh erwarten lässt. Bei Taschinas 2 wird eine Turbine mit einer Leistung von 1,5 MW jährlich rund 4,5 GWh produzieren. Das ist eigentlich nichts Besonderes, schon gar nicht in den Bergen. Doch es ist die Druckwasserleitung zwischen beiden Kraftwerken, die eine besondere Aufmerksamkeit verdient. Diese wird nämlich aus dem nachwachsenden Rohstoff Holz hergestellt, um das Unterwasser von Taschinas 1 über eine Entfernung von 1550 m zu Taschinas 2 zu transportieren.
Holzdruckleitungen sind heute immer noch äußerst selten. Allerdings hat Repower bereits im Jahr 2003 in Campogologno eine solche Holzdruckleitung erstellt. Eine über 80 Jahre alte Holzleitung existiert darüber hinaus auch in Davos.
Der Bau von Holzleitungen ist eigentlich ein altes, bewährtes Handwerk, das ein besonders langlebiges Produkt hervorbringt. So war z. B. auch die Leitung des Thermalwassers von der Quelle von Bad Pfäfers bis nach Bad Ragaz mit einer Länge von 4,5 km und einem Innendurchmesser von 18 cm vom Jahr 1840 bis in die 1960-er-Jahre in Betrieb.
Es ist also eine erstaunlich hohe Lebensdauer, bei der kaum Unterhaltskosten anfallen. Deshalb hat man sich auch bei der Druckleitung des Wasserkraftwerkes Taschinas 2 auf dieses natürliche Material geeinigt. Projektleiter Marcus Alig: „In der Leitung Taschinas 2 herrscht ein Druck von rund 5 bar, was in etwa dem Druck einer Trinkwasserleitung entspricht. Dies erlaubt, anders als bei Hochdruckanlagen von über 10 bar, den Einsatz von Holz als Werkstoff auch ins Auge zu fassen.“
Nicht nur der Einsatz von Holz ist generell einzigartig, sondern auch der Preis. „In unserem Fall war das Angebot mit der Holzdruckleitung klar das wirtschaftlichste“, so Marcus Alig. Der Einsatz von Holz dürfte also künftig auch zu einer Preisanpassung im Leitungsbau bei den traditionellen Werkstoffen wie Glasfaser, Guss oder Stahl führen. Klar ist, Holz ist ein ökologisches Produkt und in Bezug auf den CO2-Abstoß den anderen üblichen Werkstoffen deutlich überlegen. Auch die hydraulischen Eigenschaften der Holzleitung sind sehr gut. Dank des Biofilms, der in der Holzleitung entsteht, sind die Reibungsbeiwerte ideal. Wichtig ist, dass die Leitung immer gefüllt, also immer feucht bleibt. Auch Reparaturen an der Holzleitung sind relativ einfach möglich, indem man einzelne Bretter einfach auswechselt.
Die Holzdruckleitung von Taschinas hat eine Länge von 1550 m und einen Innendurchmesser von 1,60 m. Anders als bei Druckleitungen aus anderen Technologien wird das Holzrohr nicht als Rohr geliefert, sondern gelangt als Bausatz auf die Baustelle. Konkret werden gehobelte Holzbretter aus feinfasrigem Kiefernholz mit einer Länge von rund 4,30 m, einer Breite von 150 mm und einer Stärke von 64 mm zusammen mit den notwendigen Stahlringen einzeln auf die Baustelle geliefert. Diese werden dann vor Ort direkt im Graben zusammengebaut.
Voraussetzung für einen ordnungsgemäßen Zusammenbau ist eine sehr sorgfältige und exakte Arbeitsweise. Auch das Spannen der Stahlringe braucht Erfahrung. Die Holzbretter werden mit einer speziellen Lehre zusammengesetzt. Die Stahlringe nehmen den Innendruck und die Stärke der Holzbretter nimmt den Erddruck auf. Ende August letzten Jahres wurde mit dem Leitungsbau begonnen. Zunächst arbeitete sich eine sechsköpfige Leitungsbaugruppe mit einer Tagesleistung von rund 15 m voran. Mit der Holzleitung werden Kurven ohne Formstücke mit Radien bis zu 40 m gebaut. Zu Beginn des Winters kam eine zweite Leitungsbaugruppe zum Einsatz. So konnten dann pro Tag bis zu 35 m Leitung gebaut werden. Die Aushubarbeiten für den Graben, der Leitungsbau sowie das Verfüllen des Grabens laufen dabei Hand in Hand.
Weil Holzdruckleitungen trotz der geschilderten Vorteile heute immer noch äußerst selten sind, stellt sich die Frage, ob die handwerklichen Fähigkeiten überhaupt noch vorhanden sind, um solche Leitungen bauen zu können. Auf diese Frage antwortete Roger Vetsch von der ausführenden Bauunternehmung Vetsch aus Klosters in der Schweiz mit einem klaren „Ja“. Geleitet wurden die Bauarbeiten von einem Spezialisten aus Schweden. Er heißt Zerny Karlson und ist Zimmermann, der inzwischen sehr viel Erfahrung im Holzleitungsbau sammeln konnte.
Die Form der einzelnen Rohrteile wurde mittels einer Rohrstatik auf der Basis der Finite-Elemente-Methode erstellt. Auch die Brettstärke und die Dimension der Stahlringe wurde so festgelegt. Auf diese Weise konnten sogar Kurven mit Radien von 40 m hergestellt werden. Das ist bei einem Rohrdurchmesser von 1,60 m Spitzenleistung. Nicht ohne Stolz fasst Zerny Karlson seine Erfahrungen beim Bau der Leitung in Grüsch so zusammen: „Alles habe ich beim Bau dieser Leitung erlebt: viele enge Kurven, zahlreiche Gefällswechsel, Straßenquerungen, Gleisquerungen, tiefe Gräben und beengte Platzverhältnisse. Und alles hat funktioniert trotz der eisigen Temperaturen von minus 20 °C und reichlich Schneefall. Ich bin einfach nur glücklich!“ HANS-ULRICH TSCHÄTSCH
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