Einsatz von Satellitentechnologie für eine strategischere Wasserkraftplanung

Die Wasserkraft stellt eine starke Alternative im Kampf gegen den Klimawandel dar, da mit ihr Treibhausgasemissionen gesenkt werden und ein Beitrag zur Energieversorgungssicherheit des Planeten geleistet wird. Ein wichtiger Aspekt bei der Planung neuer Reservoirs oder bei Bewertungen der langfristigen Nachhaltigkeit bestehender Reservoirs ist die Sedimentbildung. Faktoren wie die Nutzungsdauer eines Reservoirs oder das Fassungsvermögen im Laufe der Zeit hängen direkt mit der Sedimentmenge zusammen, die in das Reservoir transportiert wird und sich dort absetzt.

Nach Angaben in einer Pressemitteilung auf der Website „International Water Power & Dam Construction“ sorgt „Sedimentbildung in Reservoirs zu jährlichen Verlusten von etwa 0,5-1 % des gesamten Volumens. Dieser Verlust ist höher als der Kapazitätsaufbau durch die Errichtung neuer Reservoirs. Somit sind Maßnahmen zur Verringerung der Sedimentbildung von entscheidender Bedeutung für eine längere Nutzungsdauer und bessere Nachhaltigkeit vorhandener Reservoirs.“

Damit diese Herausforderungen beim Betrieb, der Planung und Entscheidungen über Wasserkraftanlagen leichter bewältigt werden können, hat das EU-finanzierte Projekt HYPOS ein zugängliches Online-Instrument zur Entscheidungsunterstützung entwickelt, das wirksames Sedimentmanagement ermöglicht. Das Instrument – ein Erdbeobachtungsportal namens HYPOS eoPortal – ermöglicht die Umwelt- und Investitionsplanung sowie Überwachung durch modernste Satellitentechnologien. Es ergänzt die hydrologische Modellierung mit den vor Ort verfügbaren Daten.Genauer gesagt bietet das Portal leichten Zugang zu wichtigen hydrologischen Daten (z. B. Zufluss- und Abflussvolumen) und Parametern der Wasserqualität (z. B. Trübung) in auswählbaren Zeiträumen. Es liefert also aktuelle, saisonale und historische Daten auf Abruf. Die satellitengestützte Analytik kombiniert mit In-Situ- und Modelldaten ermöglicht die leichte Einschätzung des Sedimenttransports und der Sedimentbildungsraten über das Portal. „Ergebnisse wie die Gesamtmenge der schwebenden Feststoffe im Wasser können also per Mausklick sofort für die gesamte Staumenge von den Softwarealgorithmen angezeigt werden, sofern Satellitendaten vorliegen“, heißt es in der Pressemitteilung weiter.

Die Portalnutzenden erhalten also zu Kosten, die wesentlich geringer sind als bei Feldkampagnen, Zugang zu ortsgebundenen Daten, regelmäßig erfassten Erdbeobachtungsdaten (je nach Wolkenbedeckung) und täglichen Aktualisierungen der modellierten Fluss- und Sedimentkonzentrationen. Das vereinfacht viele Aktionen, wie die Bestimmung der Ausgangswerte der Sedimente und saisonaler Trends, die Berechnung der Sedimentbildungsraten und Flüsse sowie die Überwachung der Sedimentdynamik und der Entwicklung der Algenblüte in den Reservoirs. Derzeit bietet das HYPOS eoPortal die folgenden satellitenbasierten Parameter: Trübung, Gesamtmenge der schwebenden Feststoffe, Chlorophyll-a und Secchi-Scheiben-Tiefe zur Messung der Wasserklarheit.

Die Lösung von HYPOS (HYdro-POwer-Suite) wird als „bahnbrechende Innovation für die Industrie beschrieben, die die strategische Wasserkraftplanung ermöglicht, die derzeit nur selten bei Einzugsgebieten angewendet werden, obwohl Studien zeigen, dass die strategische Planung und der Betrieb von Dämmen den Austausch zwischen den Auswirkungen des Damms und den Vorteilen für das Einzugsgebiet enorm verbessern kann“. Das Portal wurde bisher in vier Reservoirs und Flüssen in Albanien, Georgien und der Schweiz getestet. Es wird offiziell im April 2022 in Betrieb genommen und soll innerhalb des Jahres weltweit zur Verfügung stehen.

Weitere Informationen:

HYPOS-Projektwebsite