In Wasserkraftanlagen wird die Energie des fallenden oder strömenden Wassers in elektrischen Strom umgewandelt, indem der Wasserdruck zum Beispiel Turbinen antreibt. Die große Verfügbarkeit der Ressource, die niedrigen Betriebskosten der Anlagen und die emissionsfreie Energiegewinnung machen Wasserkraftanlagen besonders beliebt. Doch auch wenn die Anlagen zur klimafreundlichen Stromgewinnung beitragen, sind sie nicht unbedingt umweltfreundlich: Sie greifen häufig massiv in die lokalen Ökosysteme ein. Oftmals verschlechtert sich die Wasserqualität, Flüsse stauen sich auf und Wanderrouten von Fischen werden blockiert.
Wie hoch ist das Sterberisiko für Fische?
Ein Forscherteam um Christian Wolter vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) hat die Gefahr für wandernde Fische durch Wasserkraftanlagen nun noch einmal näher untersucht. Schon länger ist bekannt, dass Fische in die Turbinen der Wasserkraftanlagen gelangen und sterben können. Doch bislang fehlten eindeutige Bewertungsansätze der Mortalitätsrisiken für verschiedene Wasserkraftanlagen. Die Wissenschaftler entwickelte nun ein neues Verfahren für die Analyse der Fischsterblichkeit – analog zu dem Index für das Mortalitätsrisiko von Fledermäusen und Vögeln an Windkraftanlagen.
In dem sogenannten Mortalitätsgefährdungsindex (MGI) definierte das Forscherteam zunächst das allgemeine Sterberisiko – ohne Wasserkraft – für alle im Süßwasser vorkommenden, einheimischen Fisch- und Neunaugenarten. Dabei berücksichtigt das Verfahren populationsbiologische Faktoren wie die Reproduktion und die Populationsentwicklung der Tiere und naturschutzfachliche Aspekte, also zum Beispiel die Seltenheit und den Erhaltungszustand der Fischart. Im zweiten Schritt bewerteten die Forscher schließlich das Tötungsrisiko von Fischarten an Wasserkraftanlagen verschiedener Größe und Bauart in einem fünfstufigen System.
Hohe Gefahr bei Francis- und Kaplanturbinen
Die Auswertungen ergaben: Ein hohes Tötungsrisiko durch Wasserkraftanlagen besteht vor allem für Arten, die lange Wanderdistanzen zurücklegen, wie Aal, Lachs oder Störe, sowie die verschiedenen Saiblings- und Maränenarten, die in Flusssystemen wandern. Dabei nimmt die Wahrscheinlichkeit einer tödlichen Verletzung mit der Körpergröße der Fische zu. „Wasserkraftanlagen sind vor allem für die Fischarten eine Gefahr, die auch durch andere biologische und menschengemachte Faktoren ein hohes Sterberisiko haben, wie den Aal oder die Störe“, erklärt Wolters Kollege Johannes Radinger. Zudem sind Wanderfische, die sich mehrmals in ihrem Leben fortpflanzen – wie zum Beispiel die Meerforelle – zusätzlich gefährdet.
Den Daten zufolge sind die Mortalitätsraten der Fische aber auch vom Turbinentyp der Wasserkraftanlagen abhängig. Laut der Studie ist das Tötungsrisiko bei sogenannten Francis- und Kaplanturbinen am höchsten. Sie sind die gängigsten Reaktionsturbinen, die in Wasserkraftwerken eingesetzt werden. Die Drehflügel oder Klingen arbeiten dabei bei einer Drehzahl von mindestens 80 Umdrehungen pro Minute – dabei gilt: Je schneller, desto gefährlicher für die Fische. Im Vergleich dazu sind archimedischen Schnecken und Wasserräder generell weniger gefährlich – sie besitzen zum Beispiel keine Klingen und größere Schaufelabstände. Zudem ist auch der Abstand zwischen den Turbinenschaufeln und dem Gehäuse der Turbine entscheidend: Höhere Spaltmaße verursachen auch höhere Mortalitätsrisiken. Und Anlagen, bei denen das Wasser aus großer Höhe herabfällt, steigern das Fischsterben ebenfalls.
