Wenn Windparks keinen Ertrag bringen und Photovoltaik nur wenig liefert, soll ein neues Wasserkraftprinzip aushelfen – verborgen unter der Wasseroberfläche des Rheins.
Ein bayerisches Jungunternehmen plant am Mittelrhein einen Kraftwerkstyp, der mit klassischen Bildern von Wasserkraft bricht: kein Betonstaudamm, keine gefluteten Uferlandschaften, sondern ein ganzer Schwarm kleiner Turbinen direkt im Strom. Das Ziel ist eine gleichmässige, weitgehend wetterunabhängige Stromerzeugung – und damit ein möglicher Baustein, um die gefürchteten Dunkelflauten im deutschen Energiesystem abzufedern.
Wie schwimmende Turbinen die Stromlücke schließen sollen
Wind- und Solarenergie stellen inzwischen den Löwenanteil der erneuerbaren Stromproduktion in Deutschland. Doch an windarmen, trüben Tagen fällt die Ausbeute häufig zu niedrig aus. In solchen Phasen springen bislang oft Gas- und Kohlekraftwerke ein – also genau jene Reserve, die die Energiewende eigentlich zurückdrängen will.
An dieser Stelle sollen Strömungskraftwerke im Rhein ansetzen. Sie verwandeln die natürliche Fliessgeschwindigkeit des Wassers in elektrische Energie – kontinuierlich, Tag und Nacht. Statt auf Sonne oder Wind zu warten, liefern die Turbinen Strom, solange der Fluss in Bewegung bleibt.
"Die Idee: Der Rhein wird nicht aufgestaut, sondern wie ein natürliches Förderband für Energie genutzt."
Hinter dem Ansatz steht Energyminer aus Gröbenzell bei München. Das Start-up beabsichtigt bei Sankt Goar am Mittelrhein einen Schwarm aus 124 kompakten Turbinen zu installieren. Drei Einheiten sind bereits im Rhein in Betrieb; die Genehmigung für das erste vollständige Schwarmkraftwerk wird in der Branche als wichtiger Schritt gewertet.
So funktionieren die „Energie-Fische“ im Detail
Oberhalb wirkt der Rhein bei Sankt Goar wie gewohnt – die Technik selbst soll vollständig unter der Wasseroberfläche bleiben. Jeder einzelne „Energyfish“ ist dabei im Kern ein kleines, schwimmendes Wasserkraftwerk.
Aufbau und Leistung der Mini-Kraftwerke
Pro Modul sind etwa 2,8 mal 2,4 Meter vorgesehen, das Gewicht liegt bei rund 80 Kilogramm. Die Turbine wird an einem Ankerpunkt am Flussgrund befestigt und liegt im Strom, ähnlich einem Drachen an der Leine. Die Strömung setzt die Rotorblätter in Bewegung; ein Generator macht aus der Drehung elektrische Energie.
- vollständige Positionierung unter Wasser, ohne sichtbaren Baukörper am Ufer
- Verankerung am Flussbett über ein Ankersystem
- Antrieb ausschliesslich durch die natürliche Strömung
- Stromabführung über Unterwasserkabel bis ans Ufer
- Einspeisung in das bestehende Stromnetz
Unter günstigen Bedingungen erreicht eine einzelne Turbine rund 6 Kilowatt Leistung. Nach Angaben des Herstellers erzeugt ein Verbund aus 100 Modulen etwa 1,5 Gigawattstunden Strom pro Jahr. Damit liessen sich ungefähr 400 bis 500 Vier-Personen-Haushalte versorgen. Bei 124 geplanten Turbinen in Sankt Goar fällt das rechnerische Potenzial entsprechend grösser aus.
"Die Kosten pro Kilowattstunde sollen in einer ähnlichen Größenordnung liegen wie bei modernen Windrädern und Photovoltaikanlagen."
Warum ausgerechnet der Rhein bei Sankt Goar?
Damit Strömungskraftwerke wirtschaftlich arbeiten, müssen zwei Voraussetzungen erfüllt sein: ausreichend Tiefe und eine hohe Flussgeschwindigkeit. Genau diese Kombination findet sich am Mittelrhein bei Sankt Goar. In den engen Talabschnitten wird der Rhein beschleunigt; Fliesstempo zwischen 1,5 und 2 Metern pro Sekunde tritt dort regelmässig auf.
So entsteht ein natürlicher Energiekorridor – ohne Staustufe und ohne zusätzlich erzeugten Höhenunterschied, allein mit der Kraft der ohnehin vorhandenen Strömung. Vor dem Schritt an den Rhein wurde die Technik bereits im kleineren Rahmen erprobt, unter anderem im Auer Mühlbach in München. Solche Testanlagen sollten zeigen, wie zuverlässig das System arbeitet und welchen Wirkungsgrad es unter realen Bedingungen erreicht.
Fische im Fokus: wie das Schutzsystem arbeiten soll
Wasserkraft sorgt in Deutschland oft für Kontroversen – nicht zuletzt, weil zahlreiche Flüsse historisch stark verbaut wurden. Klassische Stauanlagen mit grossen Speichern zerschneiden Wanderkorridore, verändern Lebensräume und greifen massiv in Ökosysteme ein.
Die geplante Anlage im Rhein soll diese Eingriffe vermeiden. Da kein Aufstau vorgesehen ist, bleibt der Flusslauf grundsätzlich bestehen. Dennoch bleibt eine zentrale Frage heikel: Wie wirkt sich die Technik auf Fische aus, die in den Bereich der Turbinen geraten?
Energyminer verweist hier auf ein eigens entwickeltes Schutzsystem. Es stützt sich auf die Bauform der Turbine, die Ausrichtung der Rotorblätter sowie zusätzliche technische Komponenten, die Fische von kritischen Zonen fernhalten oder eine ungefährliche Passage ermöglichen sollen. Fachleute der Technischen Universität München haben dieses System untersucht.
"Das Ergebnis der TUM-Studie: Wanderfischarten im Rhein werden durch die Turbinen nicht signifikant gefährdet, es zeigen sich keine auffälligen Verhaltensänderungen."
Für die Genehmigung in Rheinland-Pfalz war dieses Gutachten ausschlaggebend. Ohne belastbare Nachweise zur ökologischen Verträglichkeit wäre eine Zulassung kaum realistisch gewesen.
Signalwirkung für die Energiewende
Für Energyminer ist Sankt Goar nicht nur ein weiterer Standort, sondern ein entscheidender Skalierungstest. Im Unternehmen ist von einem „Proof of Scale“ die Rede – also dem Beleg, dass sich das System nicht nur in Pilotumgebungen, sondern auch in grösserer Stückzahl wirtschaftlich betreiben lässt.
Rheinland-Pfalz’ Klimaschutzministerin Katrin Eder bezeichnet den Ansatz als „effiziente Art der Stromgewinnung“ und verbindet damit die Hoffnung, dass an passenden Orten weitere Anlagen folgen. Dadurch rücken auch andere Gewässerabschnitte in den Fokus, die ähnliche Rahmenbedingungen bieten.
Wo noch Potenzial schlummert
Für den Einsatz der Technik ist nicht jeder Flussabschnitt geeignet. Besonders entscheidend sind:
- ausreichende Wassertiefe
- konstant hohe Fliessgeschwindigkeit
- verträgliche Schifffahrtsdichte
- Naturschutzauflagen und lokale Genehmigungen
Trotz dieser Hürden sehen Fachleute nennenswerte Möglichkeiten. Neben dem Rhein gelten – bei passender Strömung und Tiefe – auch Abschnitte von Mosel, Weser und Elbe als vorstellbar. Die Genehmigung am Mittelrhein könnte damit zum Referenzfall für andere Bundesländer und sogar für Nachbarstaaten werden.
| Fluss | Mögliches Einsatzprofil |
|---|---|
| Rhein | starke Strömung, intensive Schifffahrt, Pilotvorhaben in Engstellen |
| Mosel | einzelne Abschnitte mit guter Fliessgeschwindigkeit, teilweise bereits stark reguliert |
| Weser | Chancen in tieferen, breiteren Bereichen abseits stark frequentierter Häfen |
| Elbe | technisch attraktiv, jedoch unter strengen Naturschutzauflagen |
Wie verlässlich ist Strom aus Strömungskraftwerken?
Der zentrale Pluspunkt von Flusskraftwerken ist ihre Planbarkeit. Während Wind und Sonne stark schwanken, ist die Strömung eines grossen Flusses vergleichsweise gleichmässig. Abweichungen treten vor allem bei Hochwasser oder extremem Niedrigwasser auf – Ereignisse, die sich meist deutlich besser vorhersagen lassen als kurzfristige Wetterwechsel.
Für Netzbetreiber ist das ein klarer Vorteil: Die Einspeisung kann verlässlicher in Tages- und Wochenfahrpläne eingerechnet werden. Gerade dann, wenn Solar- und Windstrom knapp sind, könnten Strömungskraftwerke eine Art Grundrauschen erneuerbarer Energie bereitstellen.
"Je mehr unterschiedliche erneuerbare Quellen im Mix landen, desto stabiler lässt sich die Dunkelflaute abfedern."
Natürlich ersetzt ein einzelnes Rhein-Projekt keine Grosskraftwerke. Ein engmaschiger Ausbau an mehreren Flüssen könnte jedoch spürbare Beiträge leisten – vor allem zusammen mit Speichern wie Batterien, Pumpspeicherkraftwerken oder Wasserstoffanlagen.
Chancen, Risiken und offene Fragen
So überzeugend das Konzept wirkt, bleiben offene Punkte. Jede Installation beeinflusst bestehende Nutzungen des Flusses – von der Schifffahrt über Anglerinteressen bis zum Naturschutz. Zielkonflikte sind wahrscheinlich und müssen jeweils vor Ort gelöst werden.
Dazu kommen technische Anforderungen: Die Module müssen Hochwasser, Treibgut und Eisgang standhalten. Wartungsarbeiten unter Wasser sind komplexer als etwa der Service an einem Windrad an Land. Ausserdem fehlen bislang Langzeiterfahrungen, beispielsweise zum Verschleiss der Rotoren oder zur tatsächlich erreichbaren Leistung nach mehreren Betriebsjahren.
Auf der Habenseite stehen allerdings handfeste Argumente: keine grossflächigen Stauseen, keine gefluteten Täler und kein sichtbarer Betonbau in der Landschaft. In einem dicht besiedelten Land mit ohnehin stark regulierten Flüssen könnte eine nahezu „unsichtbare“ Nutzung der Strömungsenergie politisch leichter durchsetzbar sein als neue Staumauern.
Wer Dunkelflaute bislang nur als abstrakten Schrecken der Energiewende kannte, sieht mit den „Energie-Fischen“ im Rhein ein greifbares Gegenprinzip. Mit einem Schwarm kleiner Turbinen gegen die Stromlücke anzuschwimmen, wirkt zunächst schlicht – der eigentliche Belastungstest beginnt jedoch erst im Betrieb bei Sankt Goar. Gelingt dieser Schritt, könnte aus dem Spezialfall am Mittelrhein ein Baustein für viele Flüsse in Deutschland werden.
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