Energyfische im Rhein: Sankt Goar gegen die Dunkelflaute

Ein bayerisches Start-up möchte den Rhein in einen geräuscharmen, unsichtbaren Kraftwerkspark verwandeln. Dutzende schwimmende Mini-Turbinen sollen unabhängig von Wetter und Tageszeit kontinuierlich Strom produzieren. Das Vorhaben bei Sankt Goar am Mittelrhein soll zeigen, wie Strömungsenergie eine Schwachstelle der Energiewende abmildern kann: die berüchtigte Dunkelflaute.

Mit Fischen gegen die Dunkelflaute

Die Idee ist grundsätzlich einfach: Selbst wenn die Sonne nicht scheint und der Wind ausbleibt, fließt ein Fluss weiter und kann dauerhaft Energie liefern. Genau darauf setzt Energyminer aus Gröbenzell bei München. Unter der Wasseroberfläche sollen 124 sogenannte „Energyfische“ arbeiten – kleine Strömungskraftwerke, die gemeinsam wie ein Schwarm agieren.

Die Anlage bei Sankt Goar ist weltweit eines der ersten Schwarmkraftwerke dieser Größenordnung und soll eine Art Musterprojekt für Flusskraftwerke ohne Staudamm werden.

Das rheinland-pfälzische Umweltministerium hat den Aufbau in einem Seitenarm des Rheins genehmigt. Drei Module sind bereits in Betrieb, als nächstes sollen 21 weitere hinzukommen. Mit sämtlichen 124 Einheiten will Energyminer schließlich genug Elektrizität für mehrere Hundert Haushalte erzeugen.

So arbeitet ein „Energyfish“ im Rhein

Ein Energyfish ist ein kleines schwimmendes Wasserkraftwerk. Über ein Seil oder Gestänge wird das Modul an einem Ankerpunkt auf dem Flussgrund fixiert und befindet sich vollständig in der Strömung.

Aufbau und Leistung

Die technischen Kennzahlen verdeutlichen, dass die Module kompakt und dennoch leistungsfähig sind:

• Größe: etwa 2,8 Meter lang und 2,4 Meter breit
• Gewicht: rund 80 Kilogramm
• Nennleistung: bis zu 6 Kilowatt pro Einheit unter idealen Bedingungen
• Anzahl im Schwarm bei Sankt Goar: 124 Stück geplant

Nach Unternehmensberechnungen liefern 100 dieser Turbinen jährlich rund 1,5 Gigawattstunden Strom. Damit könnten – abhängig vom jeweiligen Verbrauchsprofil – etwa 400 bis 500 vierköpfige Haushalte versorgt werden.

Vom Wasserstrom zur Steckdose

Im Kern arbeitet die Technik ähnlich wie ein herkömmliches Wasserkraftwerk, benötigt jedoch weder eine Staumauer noch ein sichtbares Maschinenhaus am Ufer:

• Die Turbinen befinden sich komplett im Fluss und verwenden dessen natürliche Strömung.
• Die Bewegung des Wassers setzt die Rotorblätter in Drehung.
• Ein Generator im Inneren des Moduls macht aus der Rotationsbewegung elektrischen Strom.
• Über Unterwasserkabel gelangt die Energie an Land, wo sie eine Übergabestation in das örtliche Netz einspeist.

Die prognostizierten Stromgestehungskosten sollen in einer vergleichbaren Größenordnung wie bei Windkraft- und Solaranlagen liegen. Der entscheidende Vorteil besteht darin, dass Flüsse rund um die Uhr Energie bereitstellen, nicht von Sonne oder Wind abhängen und deutlich geringere Schwankungen aufweisen.

Weshalb das Projekt bei Sankt Goar beginnt

Der Mittelrhein ist kein beliebiger Flussabschnitt. Das Wasser wird dort zwischen steilen Felswänden regelrecht eingeengt. Dadurch erreicht die Strömung eine besonders hohe Geschwindigkeit von 1,5 bis 2 Metern pro Sekunde. Solche Werte sind in Deutschland selten, für die Turbinentechnik aber genau die erforderliche Voraussetzung.

Bereits zuvor hatte Energyminer seine Anlagen im Auer Mühlbach in München erprobt. Dort diente eine kleinere Testanlage dazu, Zuverlässigkeit und Effizienz im Dauerbetrieb zu überprüfen. Nach dem Startversuch im Jahr 2023 hat das Start-up nach eigenen Angaben Rotoren, Verankerung und Elektronik mehrfach weiterentwickelt.

Mit Sankt Goar will das Unternehmen zeigen, dass Strömungskraftwerke nicht nur im Labor oder im Bachlauf funktionieren, sondern auch im industriellen Maßstab – als „Proof of Scale“.

Flusskraft ohne Staumauer: Chance für Natur und Energiewende?

Wasserkraft zählt zwar zu den klassischen klimafreundlichen Energiequellen, ihr Ausbau kommt in Deutschland jedoch kaum voran. Ausschlaggebend sind die erheblichen Eingriffe in Ökosysteme: Staumauern halten Flüsse zurück, unterbrechen Fischwanderwege und verändern ganze Landschaftsräume.

Die schwimmenden Turbinen sollen einen anderen Ansatz ermöglichen. Da kein Stausee erforderlich ist, greifen sie wesentlich weniger in den Flussverlauf ein. Die Strömung bleibt bestehen und das natürliche Profil des Flusses wird zumindest weitgehend bewahrt.

Wie Fische geschützt werden sollen

Der Schutz der Fische ist ein zentraler Punkt des Projekts. Denn auch kleinere Turbinen können Tiere verletzen oder ihr Verhalten beeinflussen, wenn sie den Rotoren zu nahe kommen. Energyminer verweist deshalb auf ein eigenes Schutzsystem, das mögliche Zusammenstöße verhindern soll.

Fachleute der Technischen Universität München haben dieses System geprüft. Ihren Studien zufolge stellt die verwendete Technik für Wanderfische im Rhein keine Gefahr dar und verursacht bei ihnen keine auffälligen Verhaltensänderungen. Zwar sind die Einzelheiten des Systems nicht vollständig öffentlich bekannt, doch ohne ein positives Gutachten hätte die zuständige Behörde wohl kaum zugestimmt.

Signalwirkung für andere Flüsse

Die Genehmigung in Rheinland-Pfalz reicht in ihrer Bedeutung über Sankt Goar hinaus. Das Vorhaben kann als Referenz für weitere Standorte in Deutschland und Europa dienen, an denen ähnliche Bedingungen vorliegen.

Theoretisch eignen sich mehrere große Flüsse:

• Rhein – insbesondere Engstellen mit starkem Gefälle
• Mosel – Bereiche mit kräftiger Strömung zwischen den Staustufen
• Weser – rasch fließende Teilabschnitte in Mittellagen
• Elbe – Zonen mit ausreichender Tiefe und wenigen Konflikten mit der Schifffahrt

Praktisch wird die verfügbare Fläche durch verschiedene Faktoren eingeschränkt: zu geringe Wassertiefe, schwache Strömung, intensive Schifffahrt, Naturschutzvorgaben oder bereits bestehende Infrastruktur.

Was die Technik leisten kann – und was nicht

Strömungskraftwerke in Flüssen können Kohlekraftwerke nicht eigenständig ersetzen. Dafür ist ihr Potenzial in Deutschland zu begrenzt. Als Bestandteil eines Energiemixes, der überwiegend auf Sonne und Wind basiert, können die Anlagen jedoch sinnvoll sein.

Stärken der Energyfische

• Wetterunabhängigkeit: Flüsse fließen auch dann weiter, wenn weder Wind weht noch die Sonne scheint.
• Dauerbetrieb: Die Stromerzeugung läuft rund um die Uhr und unterliegt vergleichsweise geringen Schwankungen.
• Kaum sichtbar: Da die Module unter der Wasseroberfläche liegen, beeinträchtigen sie das Landschaftsbild nur geringfügig.
• Modularer Aufbau: Der Schwarm kann schrittweise errichtet und erweitert werden.

Grenzen und Risiken

• Standortabhängigkeit: Nur wenige Flussabschnitte verfügen über die notwendige Strömung und Tiefe.
• Wartung: Im Wasser ist die Technik Schmutz, Treibgut und Korrosion ausgesetzt.
• Kollisionen: Schifffahrt, Treibholz und Hochwasser können die Anlagen beschädigen.
• Genehmigungen: Anforderungen aus Umwelt- und Naturschutz sind komplex und nehmen viel Zeit in Anspruch.

Begriffe und Hintergründe: Was hinter Dunkelflaute und Strömungskraft steckt

Im Zusammenhang mit der Energiewende fällt häufig der Begriff „Dunkelflaute“. Gemeint sind Phasen, in denen gleichzeitig kaum Wind weht und wenig Sonne scheint – typischerweise im Winter bei Hochdruckwetter mit Nebel und schwachem Wind. Dann geht die Stromproduktion von Wind- und Solaranlagen deutlich zurück, obwohl der Energieverbrauch hoch bleibt.

Strömungskraftwerke wie die Energyfische setzen genau an dieser Lücke an. Sie benötigen kein Licht und reagieren weniger stark auf Wetterextreme als Windkraftanlagen. Zwar verändert sich die erzeugte Strommenge mit Wasserstand und Fließgeschwindigkeit, die Schwankungen fallen jedoch deutlich moderater aus.

Strömungsenergie ist an sich kein neues Konzept. Vergleichbare Technologien existieren bei Meeresströmungen und in Gezeitenkanälen. Flüsse unterscheiden sich jedoch durch niedrigere Strömungsgeschwindigkeiten und enger begrenzte Querschnitte. Damit die Technik wirtschaftlich arbeitet, muss sie besonders effizient und widerstandsfähig sein.

Wie sich die schwimmenden Kraftwerke im Alltag auswirken könnten

Wenn das Projekt in Sankt Goar erfolgreich betrieben wird, könnten Kommunen und Stadtwerke aufmerksam werden. Denkbar wäre etwa, Flusskraftwerke im Schwarmformat mit regionalen Ökostromtarifen zu verbinden oder vor Ort mit Batteriespeichern zu kombinieren. Auf diese Weise ließen sich Lastspitzen ausgleichen, wenn viele Menschen gleichzeitig kochen, heizen oder Elektroautos laden.

Auf lange Sicht könnten die Anlagen mit weiteren Technologien zusammenspielen, etwa mit Batteriespeichern, Wasserstoff-Elektrolyse oder intelligenten Stromnetzen. Dahinter steht die Idee, dass ein Gesamtsystem stabiler und unabhängiger wird, wenn zahlreiche unterschiedliche Quellen Strom liefern. Ein Schwarm schwimmender Turbinen kann kein Gaskraftwerk auf Knopfdruck ersetzen, aber er kann die Zahl der Stunden reduzieren, in denen teure Reservekraftwerke einspringen müssen.

Ob sich die Energyfische etablieren, wird letztlich von konkreten Faktoren abhängen: den tatsächlichen Erträgen, den Wartungskosten, den Umweltwirkungen und der Akzeptanz vor Ort. Schon jetzt ist erkennbar, dass der Rhein in den kommenden Jahren zum Testlabor für eine Wasserkraft-Generation ohne große Staumauern werden könnte – und damit deutlich besser in die Landschaft passen würde als viele alte Betonriesen.