Veranlassung Gewässerökologie im Fokus der Öffentlichkeit Die durch den Klimawandel mit zunehmender Häufigkeit auftretenden extremen Bedingungen in und an Flüssen und Bundeswasserstraßen führten in der jüngeren Vergangenheit zum Teil zu verheerenden ökologischen Folgen. Mikroorganismen nahmen dabei oft eine zentrale Rolle ein und rückten das Thema Wasserqualität verstärkt in den Fokus der Öffentlichkeit. Ein Beispiel dafür ist das Fischsterben in der Oder im August 2022, welches im Rahmen der Ursachenforschung die Sensibilität, aber auch die Komplexität der Ökosysteme in Politik und Öffentlichkeit allgegenwärtig machte. Aber auch die seit 2017 in der Mosel auftretenden Cyanobakterienblüten erregen zumindest regional öffentliches Interesse, da sie oftmals eine eingeschränkte Nutzung des Gewässers nach sich ziehen. Interdisziplinäre wissenschaftliche Herausforderung: Komplexe Zusammenhänge zwischen chemischer Belastung und Biodiversität Die Entschlüsselung komplexer Wirkbeziehungen stellt eine große wissenschaftliche Herausforderung dar - einerseits aufgrund multipler Stressoren, die auf Flussysteme einwirken, wie die Auswirkungen des Klimawandels oder die Ausbreitung von Neobiota; andererseits aufgrund zahlreicher Umweltfaktoren wie Wassertemperatur, Nährstoffkonzentrationen und Abflussbedingungen. Ein größtenteils unbekanntes Ausmaß an chemischen Stressoren, insbesondere organische Spurenstoffe, belasten das aquatische Ökosystem zusätzlich. Obwohl internationale Gremien und Verbände (IPBES, EU) sowie die wissenschaftliche Gemeinschaft chemische Belastungen als einen der Haupttreiber für Biodiversitätsverlust anerkannt haben, ist der Einfluss von Chemikalien auf die Biodiversität und damit auf Ökosysteme bisher unzureichend verstanden. Erste Studien geben Hinweise auf die potentiellen Auswirkungen chemischer Belastungen auf die mikrobielle Gemeinschaft: Beispielsweise belegen sie einen statistischen Zusammenhang zwischen der Spurenstoffbelastung und dem ökologischen Zustand von Fließgewässern. Es ist daher notwendig, die komplexen Zusammenhänge zwischen solchen chemischen Stressoren und der mikrobiellen Artengemeinschaften integrativ und systematisch zu bearbeiten, um die ökologischen Entwicklungen in Bundeswasserstraßen besser zu verstehen und zu prognostizieren sowie um nachteiligen Veränderungen proaktiv entgegensteuern zu können. Die Mosel als Untersuchungsgebiet Über Einträge kommunaler Kläranlagen sowie aus industriellen und intensiven landwirtschaftlichen Aktivitäten im Einzugsgebiet gelangen komplexe Mischungen organischer Spurenstoffe in die Mosel. Darüber hinaus zeigt das Gewässer als Ausdruck eines "nicht gesunden" Ökosystems seit einigen Jahren ausgeprägte, Toxin-bildende Cyanobakterienblüten, die in der breiten Öffentlichkeit sowie bei den verantwortlichen Behörden große Aufmerksamkeit und Besorgnis erregen. Ziele - Umfassende Charakterisierung der mikrobiellen Artengemeinschaft und chemischen Belastung im Untersuchungsgebiet (Mosel) - Etablierung von experimentellen Ansätzen zur systematischen Untersuchung der Zusammenhänge zwischen chemischen Belastungen und dem Wachstum mikrobieller Populationen - (Weiter-)Entwicklung von mechanistischen Effekt-Modellen, welche den Einfluss der chemischen Belastung im Kontext multipler Stressoren auf ausgewählte Phytoplankton-Arten beschreiben.
Jugendlichen fehlt häufig das Wissen und das Verständnis für die Gewässerökologie und ihre Schutzbedürftigkeit. Neueste Umwelt DNA basierte Untersuchungsmethoden ermöglichen mit molekularen Methoden neue Einblicke in die biologische Vielfalt der Gewässer. Sie sind als einfache, kostengünstige Test Kits verfügbar und ermöglichen eine leichte Probenahme. Mit 1 000 Test Kits sollen Jugendliche in Schulen für ein Engagement für die Gewässer motiviert werden. Die Untersuchungen werden als Thema der Molekularbiologie sowie der Ökologie in den Unterricht integriert. Die Jugendlichen erledigen die Probenahme, Auswertung der Ergebnisse und bewerten den Gewässerzustand.
Prof. Dr. Aletta Bonn Als Landesbeauftragte für Naturschutz und Landschaftspflege führt sie den Vorsitz des Sachverständigenbeirats. Seit 2012 war sie an der FU Berlin tätig. 2014 übernahm Aletta Bonn die Professur für Ökosystemleistungen an der Friedrich-Schiller-Universität Jena und Leitung des Departments Ökosystemleistungen am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ im Rahmen des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig. Mit 10 Jahren Erfahrung im Naturschutz im Nationalpark Peak District, UK, und bei der Weltnaturschutzorganisation IUCN (2002-2012), arbeitet sie nun an der Schnittstelle von Forschung – Politik – Gesellschaft. Ihre Arbeitsschwerpunkte liegen auf der Verbindung von Mensch und Natur mit Fokus auf Biodiversitätswandel, Stadtökologie, partizipativem Naturschutz und Citizen Science, sowie Biodiversität und Gesundheit. E-Mail: LandesbeauftragterfuerNaturschutz@senmvku.berlin.de Dr. Carlo W. Becker Als freischaffender Landschaftsarchitekt ist er bundesweit und international tätig und setzt sich mit aktuellen Fragen der städtischen und ländlichen Entwicklung auseinander. Aufgrund seines Erfahrungshintergrundes werden vor allem konzeptionelle Beiträge zur Zukunft und zur Wechselbeziehung von Stadt, Natur und Landschaft im fachinterdisziplinären Zusammenhang geleistet. E-Mail: becker@bgmr.de www.bgmr.de Dipl. Ing. Christa Böhme Landschaftsplanerin; Studium der Landschaftsplanung an der Technischen Universität Berlin; freiberufliche Tätigkeit in Planungsbüro; von 1991 bis 2025 wissenschaftliche Mitarbeiterin und Projektleiterin im Difu (Bereich Stadtentwicklung, Recht und Soziales) mit folgenden Arbeitsschwerpunkten: urbanes Grün, Umweltgerechtigkeit, gesundheitsfördernde Stadtentwicklung. E-Mail: buchboehme@web.de Andrea Gerbode Seit 2005 ehrenamtlich im Berliner Naturschutz aktiv / 2005 bis 2013 Bürgerinitiative Stadtring Süd / 2011-2016 Kommunalpolitikerin / seit 2016 im Vorstand (Vorsitzende) der Berliner Landesarbeitsgemeinschaft BLN e.V. / seit 2017 im Vorstand (stellvertretende Vorsitzende) des BUND Berlin e.V. / seit 2017 Vorsitzende Naturschutzbeirat Treptow-Köpenick / Vertretung der Naturschutzverbände in verschiedenen Gremien. E-Mail: gerbode@bund-berlin.de Prof. Dr. Dagmar Haase Seit 2009 Leiterin des Lab für Stadtökologie an der HU Berlin und Gastwissenschaftlerin am Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung UFZ. Arbeitsschwerpunkte: Urbanisierung, komplexe Systeme, sozial-ökologische Forschung, Ökosystemleistungen, Grüne Infrastruktur, urbane Biodiversität, Resilienz, Citizen Science. E-Mail: dagmar.haase@geo.hu-berlin.de www.hu-berlin.de Christian Hiller (*1975) ist Medienwissenschaftler und Kurator. Er realisierte internationale Ausstellungs-, Veranstaltungs- und Forschungsprojekte und veröffentlichte zahlreiche Publikationen, die die Schnittstellen von Architektur, Urbanismus, Kunst und Medien zu sozialen und politischen Fragestellungen beleuchten. Ausstellungen wie Updating Germany, Klimakapseln und Cohabitation stellten u.a. Bezüge zwischen räumlicher Gestaltungspraxis und Klimawandel, Umweltschutz sowie Artenvielfalt in den Fokus. Bei ARCH+ arbeitet er seit 2016 als Redakteur und Leiter der Forschungs- und Ausstellungsprojekte. Aktuell ist er Teil der kuratorischen Teams von Open for Maintenance / Wegen Umbau geöffnet (Deutscher Beitrag zur 13. Architekturbiennale, Venedig 2023) und The Great Repair (Akademie der Künste, ab Oktober 2023). E-Mail: hiller@archplus.net Prof. Dr. Jonathan Jeschke Forscht und lehrt seit 2014 als Professor für Ecological Novelty am Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) und an der Freien Universität Berlin. Seine fachlichen Schwerpunkte sind invasive Arten, Biodiversität und Stadtökologie sowie interdisziplinäre Integration und Forschungssynthese. E-Mail: jonathan.jeschke@fu-berlin.de www.igb-berlin.de Prof. Dr. Susanne Kleemann Seit 2007 Lehrstuhlinhaberin und Professorin für Nachhaltigkeitswissenschaft und Angewandte Geographie an der Universität Greifswald, promoviert an der Technischen Universität Berlin und habilitiert an der Humboldt Universität zu Berlin. Mitglied der Beiräte der Biosphärenreservate Spreewald und Südost Rügen. Arbeitsschwerpunkte: sozialwissenschaftliche Aspekte von Naturschutz, Bedingungen einer echten sozial-ökologische Transformation an der Schnittstelle zwischen individuellen Verhalten und politischen Rahmenbedingungen, „Ocean Literacy“, Drittmittelprojekte zu Biodiversität, global und im Ostseeraum. E-Mail: susanne.stoll-kleemann@uni-greifswald.de Florian Kliche Seit 2008 am Unabhängigen Institut für Umweltfragen e.V. im Fachgebiet „Klimaschutz & Umweltbildung“ als Projektleiter tätig; seit 2016 Fachgebietsleiter „Energieeffizienz & Energiewende“ und seit 2020 Geschäftsführer. Zuvor Ingenieur im Qualitätsmanagement bei Siemens Power Generation und der ENSOLUT GmbH. Arbeitsschwerpunkte sind die Themen Klimaneutralität, Energie und Energieeffizienz, erneuerbare Energien und nachhaltige Stadt. E-Mail: florian.kliche@ufu.de Kerstin Meyer Geboren bei 325ppm, Volkswirtin, Arbeitsschwerpunkte: wachstumsbefreit und mit ökologischer Weitsicht Wirtschaften. Erhalt von naturnahen, inklusiven Freiräumen. Regenerierung von Boden in der Stadt; Volksentscheid zum Erhalt des Tempelhofer Feldes; Offener Nachbarschaftsgarten am Moritzplatz. Beruflich: Wirtschaftspolitische Beraterin in der Entwicklungszusammenarbeit; Gemeinwohlökonomie; Politische Referentin beim BUND e.V. in Berlin. E-Mail: office@kersmeyer.de Dipl.-Ing. Gabriele Pütz Studium der Landschaftsplanung an der Technischen Universität Berlin. Mitgründerin des Büros gruppe F, Freiraum für alle GmbH, dass sie mit Partner*innen leitet. Lehrtätigkeit an der TU Berlin, der HTW Dresden, der Universität Potsdam und der Universität Hannover. Sie ist forschend im Auftrag des BBSR und des BfN tätig und Preisrichterin bei freiraumbezogenen Wettbewerbsverfahren. Schwerpunkte ihrer Arbeit sind Grüne Infrastruktur, Landschafts- und Klimaanpassungsplanung, strategische Freiraumentwicklung, Biodiversitätsplanung, Ausgleichskonzeptionen sowie Pflege- und Managementplanungen. Ein weiterer Arbeitsschwerpunkt ist die Moderation und Steuerung von Partizipationsprozessen. E-Mail: puetz@gruppef.com www.gruppef.com Ronja Schoenau Studium der Geoökologie an der Universität Potsdam und Masterstudium Umweltplanung an der Technischen Universität Berlin. Wissenschaftliche Mitarbeiterin für Mobilitätspolitik beim Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland e.V. (Bundesgeschäftsstelle). Aktuell als Public Affairs Managerin bei der IHK Berlin, Geschäftsfeld Wirtschaft & Politik, im Bereich Umwelt, Energie und Klima. Schwerpunkte ihrer Arbeit sind die Themen Umweltschutz, Klimaanpassung, Biodiversität, Immissionsschutz. E-Mail: ronja.schoenau@berlin.ihk.de www.ihk-berlin.de Dipl.-Biol. Manfred Schubert Diplom-Biologe und als Geschäftsführer der Berliner Landesarbeitsgemeinschaft (BLN) tätig. Er koordiniert die Verbandsbeteiligung in Berlin. Seine Schwerpunkte sind die Themen Naturschutz auf Friedhöfen und Gewässerschutz. E-Mail: manfred.schubert@bln-berlin.de www.bln-berlin.de Prof. Dr. Heiko Sieker Geschäftsführer der Ingenieurgesellschaft Prof. Dr. Sieker mbH in Hoppegarten, Honorarprofessor für Urbane Hydrologie an der TU Berlin, seit über 20 Jahre aktiv in Praxis und Lehre/Weiterbildung in den Bereichen Regenwasserbewirtschaftung, Gewässerentwicklung und Hochwasserschutz. E-Mail: h.sieker@sieker.de www.sieker.de Dr. Nike Sommerwerk Gewässerökologin; Wissenschaftlerin am Museum für Naturkunde Berlin. Leitung des MfN-Forschungsclusters NaturBerlin zu urbanem Biodiversitätswandel und des MfN-Biodiversity Policy Lab. Arbeitsschwerpunkte: Biodiversitätsforschung, Biodiversitätsmonitoring, Mensch-Ökosystem-Interaktionen und wissenschaftsbasierte Politikberatung. E-Mail: nike.sommerwerk@mfn.berlin
Im Auftrag des Ministeriums für Land- und Ernährungswirtschaft, Umwelt und Verbraucherschutz des Landes Brandenburg (vormals MLUR) wurden zwischen 1995 - 2007 vom Institut für angewandte Gewässerökologie (IaG) bzw. von 2009 - 2014 vom GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung (vormals GFZ) mehrere Seen bzw. Gewässerabschnitte im Land Brandenburg vermessen. Die Daten wurden dann zu einem Datenbestand zusammengefasst. Der nun vorliegende Datensatz beinhaltet Polygone mit relativen Tiefenangaben bezogen auf den Uferbereich des jeweiligen Sees. Im Auftrag des Ministeriums für Land- und Ernährungswirtschaft, Umwelt und Verbraucherschutz des Landes Brandenburg (vormals MLUR) wurden zwischen 1995 - 2007 vom Institut für angewandte Gewässerökologie (IaG) bzw. von 2009 - 2014 vom GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung (vormals GFZ) mehrere Seen bzw. Gewässerabschnitte im Land Brandenburg vermessen. Die Daten wurden dann zu einem Datenbestand zusammengefasst. Der nun vorliegende Datensatz beinhaltet Polygone mit relativen Tiefenangaben bezogen auf den Uferbereich des jeweiligen Sees. Im Auftrag des Ministeriums für Land- und Ernährungswirtschaft, Umwelt und Verbraucherschutz des Landes Brandenburg (vormals MLUR) wurden zwischen 1995 - 2007 vom Institut für angewandte Gewässerökologie (IaG) bzw. von 2009 - 2014 vom GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung (vormals GFZ) mehrere Seen bzw. Gewässerabschnitte im Land Brandenburg vermessen. Die Daten wurden dann zu einem Datenbestand zusammengefasst. Der nun vorliegende Datensatz beinhaltet Polygone mit relativen Tiefenangaben bezogen auf den Uferbereich des jeweiligen Sees.
Die Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) fordert den umfassenden Schutz des oberirdischen und unterirdischen Wassers. Die zehn Flussgebietsgemeinschaften Deutschlands stellen dazu alle sechs Jahre Bewirtschaftungspläne und Maßnahmenprogramme auf. Das Umweltbundesamt und das Bundesumweltministerium haben diese Berichte für Deutschland ausgewertet und stellen die Ergebnisse in dieser Anwendung vor.
<p>Die Kraft des Wassers zu nutzen hat eine lange Tradition und ist bis heute als erneuerbare Energiequelle von Bedeutung. Gleichzeitig hat die Energiegewinnung aus Flüssen vielfältige sozioökonomische und ökologische Wirkungen, die es zu beachten gilt.</p><p>Vom Wasser zum Strom</p><p>Das physikalische Grundprinzip der Wasserkraftnutzung ist, die Bewegungsenergie und die potenzielle Energie des Wassers in nutzbare Energie umzuwandeln. Der Energiegewinn aus Wasserkraft ist umso höher, je mehr Wasser aus möglichst großer Fallhöhe auf die Schaufeln einer Turbine oder eines Wasserrads trifft. Bergige Landschaften mit viel Wasser aus Niederschlägen sind daher besonders für die Wasserkraftnutzung geeignet.</p><p>Bei der Erzeugung von Wasserkraft wird zwischen Laufwasserkraftwerken und Speicherkraftwerken unterschieden. Ein Laufwasserkraftwerk nutzt die augenblicklich verfügbare Wassermenge eines Flusses oder Bachs. Speicherkraftwerke halten das Wasser zurück. Es wird dann zu Zeiten höheren Strombedarfes durch die Turbinen geleitet.</p><p>Pumpspeicherkraftwerke sind eine Sonderform der Speicherkraftwerke. Hierbei wird Wasser in ein höher gelegenes Speicherbecken gepumpt, um es bei Strombedarf nutzen zu können.</p><p>Auswirkungen der Wasserkraftnutzung auf die Gewässerökologie</p><p>Die Wasserkraftnutzung greift erheblich in Natur und Landschaft ein. Aus der Berichterstattung zur EU-<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/w?tag=Wasserrahmenrichtlinie#alphabar">Wasserrahmenrichtlinie</a> ist bekannt, dass in 37 Prozent aller berichteten <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/w?tag=Wasserkrper#alphabar">Wasserkörper</a> – das sind über 51.000 Flusskilometer – die Wasserkraftnutzung Gewässer signifikant belastet. Dadurch werden die Gewässerschutzziele – der gute ökologische Zustand – nahezu vollständig verfehlt. Zu den gravierendsten Auswirkungen der Wasserkraft auf die Gewässer und Auen zählen:</p><p>Wasserkraftanlagen neu zu bauen oder zu betreiben, ist deshalb kritisch zu bewerten. Die Mehrzahl der existierenden Anlagen in Deutschland ist aus ökologischer Sicht dringend modernisierungsbedürftig. In den kommenden Jahren müssen Durchgängigkeit, Mindestwasserführung, hydrologische Situation und Fischschutz verbessert werden – auch um die gesetzlichen Ziele der Wasserrahmenrichtlinie zu erreichen.</p><p>Leitplanken für die Stromerzeugung aus Wasserkraft und Erneuerbare Energien Gesetz </p><p>Das Umweltbundesamt empfiehlt folgende Leitplanken für die Stromerzeugung aus Wasserkraft:</p><p>Mit dem „Gesetz zu Sofortmaßnahmen für einen beschleunigten Ausbau der erneuerbaren Energien und weiteren Maßnahmen im Stromsektor“ wurde dem Ausbau der erneuerbaren Energien ein überragendes öffentliches Interesse eingeräumt. Im Rahmen der Abwägung verschiedener Interessen und Schutzgüter erhalten die erneuerbaren Energien damit ein besonders hohes Gewicht. Insgesamt verfolgt das EEG dennoch einen einheitlichen Ansatz, um <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klima#alphabar">Klima</a>-, Umwelt- und Naturschutz miteinander zu verbinden. Wichtige Belange sollen nicht gegeneinander ausgespielt werden. Zur Frage wie weit das überragende Interesse reicht hat das Umweltbundesamt ein <a href="https://www.umweltbundesamt.de/dokument/die-besondere-bedeutung-der-erneuerbaren-energien">Factsheet</a> erstellt.</p><p>Wasserkraftnutzung in Deutschland </p><p>Die Wasserkraft ist mit einem Anteil von etwa 15 Prozent an der weltweiten Stromversorgung eine bedeutende erneuerbare Energiequelle. Im globalen Vergleich zählen China, Kanada, Brasilien, USA, Russland und Indien zu den größten Erzeugern von Strom aus Wasserkraft. In Europa sind Norwegen, Frankreich, Schweden, Türkei und Italien die größten Produzenten.</p><p>In Deutschland wird Wasserkraft vorwiegend in den abfluss- und gefällereichen Regionen der Mittelgebirge, der Voralpen und Alpen sowie an allen größeren Flüssen genutzt. Daher werden über 80 Prozent des Wasserkraftstroms in Bayern und Baden-Württemberg erzeugt. Etwa 86 Prozent des gesamten Leistungsvermögens der großen Wasserkraftanlagen liegt an neun großen Flüssen vor: Inn, Rhein, Donau, Isar, Lech, Mosel, Main, Neckar und Iller.</p><p>Wasserkraftanlagen in Deutschland</p><p>Gegenwärtig werden in Deutschland etwa 8.300 Wasserkraftanlagen betrieben. Vor allem kleine Anlagen mit einer installierten Leistung von höchstens einem Megawatt dominieren den Anlagenbestand mit 95 Prozent; ihr Anteil an der Stromerzeugung ist jedoch gering (s.u.). Den verbleibenden Anteil teilen sich große Wasserkraftanlagen mit einer installierten Leistung über einem Megawatt (436 Anlagen) und Pumpspeicherkraftwerke (31 Anlagen).</p><p>Die Nutzung der Wasserkraft erfolgt in Deutschland vor allem über Laufwasserkraftwerke. Speicherkraftwerke haben demgegenüber einen viel geringeren Anteil von etwa 2,5 Prozent.</p><p>Stromproduktion aus Wasserkraft in Deutschland</p><p>In das öffentliche Stromnetz speisen etwa 7.300 Wasserkraftanlagen ein. Sie decken über die Jahre je nach Wasserführung 2,9 bis 3,8 Prozent des jährlichen Bruttostromverbrauchs bei. Über 90 Prozent des Wasserkraftstromes stammt aus großen Wasserkraftanlagen.</p><p>Der Anteil der Wasserkraft an der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien ist über die Jahre gesunken und liegt gegenwärtig noch bei ca. 8 Prozent. Dieser Anteil wird in Zukunft weiter sinken, da die Potenziale der Wasserkraftnutzung in Deutschland weitgehend erschlossen sind, während andere erneuerbare Energieträger größere Potenziale aufweisen und weiter ausgebaut werden. Darüber hinaus kann sich die durch den <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klimawandel#alphabar">Klimawandel</a> bedingte Zunahme von Trockenperioden negativ auf den Energieertrag von Wasserkraftanlagen auswirken.</p><p><a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/erneuerbare-energien/erneuerbare-energien-in-zahlen">Aktuelle Zahlen</a> zur Wasserkraftnutzung werden regelmäßig von der Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat) veröffentlicht. Über die Umsetzung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) im Bereich Wasserkraft unterrichten die <a href="https://www.bmwk.de/Redaktion/DE/Downloads/S-T/schlussbericht-wasserkraft-231027.pdf?__blob=publicationFile&v=6%20l">EEG-Erfahrungsberichte</a>. Anlagendaten sind über das Marktstammdatenregister der Bundesnetzagentur recherchierbar.</p><p>Wasserkraftpotenzial in Deutschland</p><p>Das technisch-ökologische Potenzial der Wasserkraftnutzung in Deutschland wird auf etwa 25 Terawattstunden (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/t?tag=TWh#alphabar">TWh</a>) Strom pro Jahr beziffert. In den vergangenen zehn Jahren wurden bereits bis zu 23 TWh Strom pro Jahr aus Wasserkraft gewonnen. Damit ist das Wasserkraftpotenzial zu großen Teilen erschlossen. Zwischenzeitlich haben viele Bundesländer die Potenziale der Energiegewinnung aus Wasserkraft weiter konkretisiert. Dafür wurden fast 40.000 Standorte bestehender Querbauwerke und Wasserkraftanlagen sowie auch frei fließende Gewässerstrecken in Hinblick auf noch zu erschließende Wasserkraftpotenziale analysiert. Auf dieser Basis gehen die Länder derzeit von einem grundsätzlich noch erschließbaren Wasserkraftpotenzial von 1,3 bis 1,4 TWh aus. Etwa 70 Prozent dieses Potenzials entfallen auf die Modernisierung bestehender Wasserkraftanlagen.</p><p>Die Rolle der Wasserkraft bei der Energiewende</p><p>In den letzten Jahren wurden die Rahmenbedingungen einer vollständig auf erneuerbaren Energien basierenden Stromversorgung in Deutschland in verschiedenen Studien analysiert, so auch in der Studie "<a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/klimaschutz-energiepolitik-in-deutschland/szenarien-projektionen/rescue-wege-in-eine-ressourcenschonende">RESCUE – Wege in eine ressourcenschonende Treibhausgasneutralität</a>" des Umweltbundesamtes. Sowohl die progressiven als auch die konservativen Szenarien unterscheiden sich hinsichtlich der künftigen Entwicklung der Wasserkraft nur geringfügig. Demnach wird die Wasserkraft keinen großen Beitrag zur deutschen Bruttostromerzeugung leisten. Alle Szenarien zeigen einheitlich, dass die Wasserkraft ihr technisch-ökologisches Potenzial im Großen und Ganzen bereits ausschöpft.</p><p>Wasserkraft und Klimawandel</p><p>Bei der Abschätzung der zukünftigen Stromerzeugung aus Wasserkraft ist der Klimawandel mit zu betrachten, denn die Höhe des Stromertrags hängt u.a. von der Wassermenge ab. Das Umweltbundesamt hat die möglichen Effekte des Klimawandels auf die Ertragssituation der Wasserkraft <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/klimafolgen-fuer-wasserkraftnutzung-in-deutschland">untersuchen lassen</a>. Demnach kann bis zur Hälfte des 21. Jahrhunderts mit einer Mindererzeugung aus Wasserkraft um ein bis vier Prozent und für den Zeitraum danach um bis zu 15 Prozent gerechnet werden.</p><p>So zeigen Berechnungen an ausgewählten Wasserkraftanlagen an Hochrhein, Lech und Main Schwankungen in der Stromerzeugung von plus/minus neun Prozent in Abhängigkeit des Wasserdargebots. Um mögliche Mindererzeugungen der Wasserkraft zu kompensieren, empfiehlt es sich, die Anlagen zu optimieren und die Vorhersagemodelle für den Oberflächenabfluss weiter zu verbessern.</p><p>Wasserkraftwerk bei Griesheim im Main von oberstrom fotografiert.</p><p>Wasserkraftwerk bei Griesheim im Main von unterstrom fotografiert.</p><p>Wasserkraftanlage in der Sieg (Unkelmühle).</p><p>Demonstration der Nutzung von Wasserkraft.</p><p>Wasserkraftanlage in der Saale bei Öblitz.</p><p>Wasserkraftanlage in der Saale unterhalb von Jena.</p><p>Wasserkraftnutzung im Bayerischen Wald.</p><p>Ausleitungswehr für die Wasserkraftnutzung bei Tübingen.</p><p>Literatur</p><p>Anderer Pia, Dumont Ulrich, Linnenweber Christof, Schneider Bernd (2009): Das Wasserkraftpotenzial in Rheinland-Pfalz. In: KW Korrespondenz Wasserwirtschaft 2009 (2) Nr. 4. 223-227.</p><p>Anderer, Pia; Heimerl, Stephan; Raffalski, Niklas; Wolf-Schumann, Ulrich (2018): Potenzialstudie Wasserkraft in Nordrhein-Westfalen. WasserWirtschaft 5 – 2018. 33-39.</p><p><a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=BMU#alphabar">BMU</a> (Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit) (2010): Potentialermittlung für den Ausbau der Wasserkraftnutzung in Deutschland als Grundlage für die Entwicklung einer geeigneten Ausbaustrategie. Aachen. 2010.</p><p>Helbig, Ulf; Stiller, Felix (2020): Potentialstudie WKA Brandenburg. Institut für Wasserbau und technische Hydromechanik TU Dresden. Vortrag. (Unveröffentlicht).</p><p>International Hydropower Association (IHA) 2022: Hydropower Status Report. Sector trends and insights.</p><p>Kraus Ulrich, Kind Olaf, Spänhoff Bernd (2011): Wasserkraftnutzung in Sachsen – aktueller Stand und Perspektiven. 34. Dresdner Wasserbaukolloquium 2011: Wasserkraft – mehr Wirkungsgrad + mehr Ökologie = mehr Zukunft. Dresdner Wasserbauliche Mitteilungen. 11-18.</p><p>LANUV (Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen) [Hrsg.] (2017): Potenzialstudie Erneuerbare Energien NRW Teil 5 – Wasserkraft. LANUV-Fachbericht 40. Pia Anderer, Edith Massmann (Ingenieurbüro Floecksmühle GmbH), Dr. Stephan Heimerl, Dr. Beate Kohler (Fichtner Water & Transportation GmbH), Ulrich Wolf-Schumann, Birgit Schumann (Hydrotec Ingenieurgesellschaft für Wasser und Umwelt mbH). Recklinghausen 2017.</p><p>LfU - Bayerisches Landesamt für Umwelt (2020). Energieatlas Bayern. <a href="https://www.energieatlas.bayern.de/thema_wasser/daten.html">https://www.energieatlas.bayern.de/thema_wasser/daten.html</a>. Zugriff am 04.05.2021.</p><p>MWAG - Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus Mecklenburg-Vorpommern [Hrsg.] (2011): Landesatlas Erneuerbare Energien Mecklenburg-Vorpommern 2011. Projektbearbeitung: Energie-Umwelt-Beratung e.V./Institut Rostock. Schwerin – Neubrandenburg.</p><p>Naumann, S. (2022): Aktueller Gewässerzustand und Wasserkraftnutzung. In Korrespondenz Wasserwirtschaft 2022 (15) Nr. 12. 743-748.</p><p>Radinger, J., van Treeck R., Wolter C. (2021). Evident but context-dependent mortality of fish passing hydroelectric turbines. conservation biology. Volume36, Issue3. DOI: 10.1111/cobi.13870.</p><p>Reiss, J.; Becker, A.; Heimerl S. (2017): Ergebnisse der Wasserkraftpotenzialermittlung in Baden-Württemberg. In: WasserWirtschaft 10/2017. 18-23.</p><p>Theobald, Stephan (2011): Analyse der hessischen Wasserkraftnutzung und Entwicklung eines Planungswerkzeuges „WKA-Aspekte“. Universität Kassel. Fachgebiet Wasserbau und Wasserwirtschaft. Erläuterungsbericht i.A. Hessisches Ministerium für Umwelt, Energie, Landwirtschaft und Verbraucherschutz, Wiesbaden. August 2011.</p><p>TMWAT - Thüringer Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Technologie [Hrsg.] (2011): Neue Energie für Thüringen Ergebnisse der Potenzialanalyse. Thüringer Bestands- und Potenzialatlas für erneuerbare Energien. Studie im Auftrag des Thüringer Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Technologie 2010–2011.</p><p><a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a> - Umweltbundesamt [Hrsg.] (1998): Umweltverträglichkeit kleiner Wasserkraftwerke – Zielkonflikte zwischen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klima#alphabar">Klima</a>- und Gewässerschutz. Meyerhoff J., Petschow U.. Institut für ökologische Wirtschaftsforschung GmbH, Berlin, UFOPLAN 202 05 321, UBA-FB 97-093, In: UBA Texte 13/98, 1-150.</p><p>UBA -Umweltbundesamt [Hrsg.] (2001): Wasserkraftanlagen als erneuerbare Energiequelle –rechtliche und ökologische Aspekte. BUNGE T. et. al.. In: UBA Texte 01/01, 1-88.</p>
Der Europäische Aal ist zum Fisch des Jahres 2025 gekürt worden – und das aus gutem Grund: Der Aal ist nicht nur ein beliebter Speisefisch, sondern auch ein äußerst faszinierendes Tier. Er ist unter anderem für seine spektakuläre Metamorphose und seine bis zu 8000 Kilometer langen Reisen bekannt. Nur diese heimische Fischart wandert zur Fortpflanzung ins Meer. So beginnt das Leben des Aal-Nachwuchses dort, wo das seiner Eltern kurz darauf endet: In der Sargassosee im Atlantik. Die kleinen Aale schwimmen mit der Strömung nach Europa und wachsen in unseren Flüssen auf. Sobald sie die Geschlechtsreife erlangt haben, machen sie sich zurück auf den Weg ins offene Meer. Neben natürlichen Lebensrisiken können den Fischen auf dieser Reise vor allem Turbinen von Wasserkraftanlagen zum Verhängnis werden. Damit nach und nach wieder mehr Aale sicher ans Ziel kommen, ergreift das Land Rheinland-Pfalz gemeinsam mit seinen Kooperationspartnern aus Fischerei und Energiewirtschaft seit drei Jahrzehnten Maßnahmen zum Schutz des bedrohten Wanderfisches. So werden unter anderem abwanderungsbereite Aale aus der Mosel gefischt und auf dem Landweg an den Wasserkraftanlagen vorbei transportiert, sodass sie ihre Reise im Rhein sicher fortsetzen können. Ein solcher Termin hat nun mit zahlreichen Gästen aus Politik, Fischerei, Naturschutz und Energiewirtschaft in Rolandseck stattgefunden. Die Struktur- und Genehmigungsdirektion (SGD) Nord nimmt als Obere Fischereibehörde im nördlichen Rheinland-Pfalz eine Schlüsselrolle beim Schutz des Aals ein: Unter anderem weist sie per Rechtsverordnung Schonbezirke aus, setzt saisonale Fangverbote durch und wirkt bei der Genehmigung fischfreundlicher Wasserkraftanlagen mit. Auch an bestehenden Wasserkraftwerken werden in Zusammenarbeit mit den Betreibern sowie der Generaldirektion Wasserstraßen zahlreiche Maßnahmen umgesetzt, darunter neue Fischschutzsysteme mit horizontal angeordneten Schutzrechen und speziellen Abstiegskorridoren. Darüber hinaus investiert die SGD Nord jährlich rund 85.000 Euro in Besatzmaßnahmen für Rhein, Mosel und Saar. Die Arbeit der Aalschutzinitiative Vor 30 Jahren fanden unter der Federführung der Fischereiverwaltung des Landes Rheinland-Pfalz erste Verhandlungen zwischen den Berufsfischern und der RWE statt. Artenvielfalt, Gewässerökologie, Fischerei – für den Schutz des Europäischen Aals gibt es viele gute Argumente. So wurde die Aalschutzinitiative ins Leben gerufen. „Aale gelten heute als vom Aussterben bedroht. Die starke Gefährdung dieses einzigartigen heimischen Langdistanzwanderfisches wird unter anderem durch bauliche Veränderungen an Fließgewässern begünstigt. Deshalb ist der Aal auf unsere Hilfe angewiesen, um seinen Bestand langfristig wiederaufzubauen und anschließend zu schützen. Die Aalschutzinitiative leistet hierzu einen wichtigen Beitrag“, sagte Andreas Christ, Abteilungsleiter Wasserwirtschaft im Umweltministerium. „Seit drei Jahrzehnten arbeiten wir in Sachen Aalschutz Hand in Hand. Und wenn wir heute auf die bereits geleistete Arbeit zurückblicken, können wir stolz feststellen: Es gelingt uns immer wieder, Artenschutz, Fischerei und Wasserkraft miteinander in Einklang zu bringen“, resümiert SGD-Nord-Präsident Wolfgang Treis. Die RWE Generation Hydro GmbH leistet als Betreiberin der Wasserkraftanlagen einen finanziellen Beitrag: Sie kommt für Schadensminderungsmaßnahmen sowie für unvermeidbare Schäden am Fischbestand auf. Ein weiterer zentraler Bestandteil der Aalschutzinitiative: Das sogenannte „Aaltaxi“. Die Berufsfischer bewahren Jahr für Jahr tausende Tiere vor dem Tod in den Kraftwerksturbinen, indem sie abwanderungsbereite Aale abfischen und auf dem Landweg sicher an den Wasserkraftanlagen vorbeibringen. Jährlich profitieren zwischen 9000 und 12000 Individuen von diesem Transportservice. Zusätzlich wurden in den vergangenen drei Jahrzehnten fortwährend Studien durchgeführt, aus deren Ergebnissen neue Schutzmaßnahmen entwickelt wurden. So konnte 2022 ein innovatives Prognosemodell etabliert werden. Es liefert verlässliche Vorhersagen zu den Hauptwanderzeiten, sodass die Turbinen der Wasserkraftwerke gezielt abgeschaltet werden können. Nachdem der Fokus lange Zeit auf Maßnahmen entlang der Mosel lag, sind nun auch die kleineren Flüsse an der Reihe. Einige Anlagen an der Ruwer, an der Lahn in Bad Ems und an der Nahe in Niederhausen sind bereits entsprechend ausgerüstet. Weitere Projekte sind an der Lahn, der Kyll und der Sieg in Vorbereitung. Gemeinsam mit der Wasserwirtschaftsverwaltung und den Betreibern der Anlagen werden in den kommenden Jahren wesentliche Maßnahmen umgesetzt, um den Weg Richtung Meer freizumachen. Zum Hintergrund: Die Wahl zum Fisch des Jahres Die Auszeichnung „Fisch des Jahres“ wird jährlich vom Deutschen Angelfischerverband e.V. (DAFV), dem Bundesamt für Naturschutz (BfN), dem Verband Deutscher Sporttaucher e.V. (VDST) und der Gesellschaft für Ichthyologie e.V. (GfI) vergeben. Seit 2023 schlägt das Gremium vier Fischarten vor, für die alle Fischinteressierten online abstimmen können. Der Europäische Aal gewann eindeutig mit 56,27 Prozent der Stimmen. Ebenfalls zur Wahl standen der Europäische Schlammpeitzger, die Scholle und der Nagelrochen.
Durch die Anwendung von Herbiziden in Gewaessern ist eine Beeintraechtigung des Wassers selbst sowie der Wasseroekologie moeglich. Mit Hilfe von Biotesten sollen derartige Veraenderungen nachgewiesen werden. Hierfuer sind geeignete Testorganismen erforderlich, die sowohl Aufschluss darueber geben, um welche Wirkstoffe es sich handelt, als auch eine ausreichende Empfindlichkeit erkennen lassen, damit selbst Spuren von Aktivsubstanzen angezeigt werden. Neben dem Nachweis von Wirkstoffen interessierte bei diesem Forschungsvorhaben vor allem die Beeinflussung der Wasserqualitaet. Hier ist es insbesondere die Sauerstoffkonzenerqualitaet. Hier ist es insbesondere die Sauerstoffkonzentration, deren Veraenderung zu einer erheblichen Beeintraechtigung der Biozoenose des Wassers fuehren kann. Aus diesem Grunde wurde daher vorrangig der Einfluss von verschiedenen Wasserherbiziden auf diese Konstante untersucht.
In der Studie wurde landesweit das noch ungenutzte Wasserkraftpotenzial an bestehenden Querbauwerken unter Berücksichtigung der Belange der Gewässerökologie und des Fischschutzes ermittelt. Dabei wurde in einem 'maximalen Szenario' ein ungenutztes Erzeugungspotenzial von 107,9 GWh/a an 128 Querbauwerken identifiziert (davon 35 Repoweringstandorte). In einem 'minimalen Szenario', in dem weitere, nicht abschließend zu klärende ökologische Aspekte berücksichtigt wurden, verbleibt noch ein ungenutztes Potenzial von 59,8 GWh/a an 54 Standorten. In Nordrhein-Westfalen wird derzeit bereits ein großer Anteil des gesamten Wasserkraftpotenzials genutzt. Dennoch macht es Sinn, den Ausbau der bisher noch ungenutzten Wasserkraftpotenziale zu unterstützen, vor allem an potenziellen Standorten für besonders große Anlagen oder bei dem Repowering bereits bestehender Anlagen. Die Wasserkraftnutzung ist eine ausgereifte Technik mit relativ hohen Wirkungsgraden, die durch eine meist relativ gleichmäßige Stromerzeugung im Gegensatz zur Wind- oder Solarenergie auch den Einsatz als Grundlastkraftwerke ermöglicht. Darüber hinaus wurden in der Studie auch die Auswirkungen des Klimawandels auf die Wasserkraftnutzung in NRW sowie das Potenzial von kinetischen Strömungsmaschinen und der Wasserkraftnutzung an Infrastruktureinrichtungen betrachtet.
Im Rahmen eines Verbundvorhabens mit der BTU Cottbus, Universität Potsdam und dem IGB Berlin soll eine Forschergruppe zur Untersuchung der funktionellen Diversität aquatischer Primärproduzenten initiiert werden. Dieses Vorhaben soll eine detaillierte Analyse sowohl der räumlichen Inhomogenitäten als auch der zeitlichen Variabilität der Primärproduktionsleistung aquatischer Ökosysteme liefern. Die dem Vorhaben zugrunde liegende Hypothese geht davon aus, dass mit steigender Nährstoffbelastung eine Zunahme beider Variabilitätskomponenten erfolgt, welche durch die gegenwärtig praktizierte Probenahmestrategie nur unzureichend erfasst wird. In bisherigen gewässerökologischen Studien wird im Regelfall nicht die Leistung der Primärproduzenten erfasst, sondern nur ihre Biomasse als Proximatfaktor verwendet. In allen Klassifikations- und Bewertungssystemen wird ungeprüft vorausgesetzt, dass die Trophie als Intensität der Primärproduktion im gesamten Gewässer proportional zur Nährstoffbelastung und zur Biomasse des Phytoplanktons im Epilimnion ist. Dieser Sachverhalt trifft jedoch nur auf die Phasen der Dominanz von epilimnischem Phytoplankton zu. Mit der Abnahme der Nährstoffbelastung wächst die Bedeutung benthischer oder metalimnischer Produzenten für die gesamten Stoffumsatzprozesse und für die Ausprägung von Nahrungsnetzbeziehungen. Diese Prozesse und Komponenten sollen in einem Gesamtansatz erfasst werden. Aus diesem Grund steht die Entwicklung von vergleichbaren Methoden zur Erfassung der Primärproduktion aller photoautotrophen Organismen im Mittelpunkt der ersten Phase des Forschungsvorhabens
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