Als Produzenten von „weisser Kohle“ haben Laufwasserkraftwerke die massgebliche Rolle in der industriellen Entwicklung der Schweiz seit dem 19. Jahrhundert gespielt. Auch in der Energieversorgung von morgen wird Wasserkraft sie von zentraler Bedeutung bleiben.

Am 19. Februar diesen Jahres fand im Laufwasserkraftwerk Wettingen der Wiedereinbau des 25 Tonnen schweren Laufrades, des Regulierrings und des Turbinendeckels statt. Die Massnahme war Teil einer Grossrevision des Kraftwerks, die, jeweils in den Winterhalbjahren, zwischen 2017 und 2020, stattfindet. Seit der letzten sind gut 20 Jahre vergangen. Nach rund 110‘000 Stunden im Einsatz haben verschiedene Verschleissteile der Anlage heute ihre Lebensdauer erreicht. Verschiedene Komponenten in den Turbinen, den Generatoren und den Drosselklappen werden im Zuge der Revision ersetzt. Gleichzeitig erhält das Kraftwerk einen neuen Einlaufrechen.

Die installierte Leistung des 1933 erstellten Laufwasserkraftwerks Wettingen beträgt heute 26.1 MW und die durchschnittliche Jahresproduktion 135 GWh. Zusammen mit den Kraftwerken Höngg und Letten wird das Kraftwerk Wettingen von der ewz betrieben.

Während des Übergangs der Schweiz von der Agrar- zur Kleinhandels- und städtisch industrialisierten Gesellschaft im 19. und frühen 20. Jahrhundert haben solche Laufwasserkraftwerke, in Kombination mit technischen Innovationen und unternehmerischem Ehrgeiz, die zentrale Rolle in der wirtschaftlichen Entwicklung unseres Landes gespielt. Stand am Anfang noch die rein mechanische Nutzung der Wasserkraft im Vordergrund, hielt ab dem Ende des 19. Jahrhunderts die Nutzung der Wasserkraft zur Stromproduktion Einzug. Noch heute generieren Laufwasserkraftwerke ca. 30 % dieser, in der Schweiz produzierten, „weissen Kohle“.

Die Flussläufe als Ausgang der industriellen Entwicklung

Über Jahrhunderte hinweg bildete das Wasser der Flüsse, nebst dem Holz, den einzigen, in grösserem Ausmass vorhandenen, Energieträger der Schweiz. Für die Deckung des vorindustriellen Energiebedarfs spielte dessen Nutzung mittels Wasserkraftanlagen seit je her denn auch eine zentrale Rolle. Besonders für die Landwirtschaft, das Handwerk und für das Gewerbe. Viel enger noch als heute waren diese drei Bereiche damals miteinander vernetzt.

Die geografische Lage der Schweiz mit ihren grossen Gefällen in den Alpen und den zahlreichen Wasserläufen im Mittelland prädestinierte diese Tendenz in besonderem Mass. Auch für die Entwicklung nach 1800 sollte die Nutzung der Wasserkraft in der Schweiz von grosser Bedeutung bleiben. In Deutschland und Grossbritannien hat ab der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts die Nutzung von Kohle und Dampfmaschinen die Industrialisierung vorangetrieben. Dadurch schossen Industriegebiete regelrecht aus dem Boden. Im Gegensatz dazu entwickelte die Schweiz sich langsamer und in eine andere Richtung. Der Import von Kohle war, wegen der langen Transportwege, zu kostspielig und eigene stand nur in sehr geringen Mengen zur Verfügung. Auch James Watts bahnbrechende Innovation wollte bei uns nie so richtig Fuss fassen. Wasser aber hatte man genug.

So fand die erste Welle der Industrialisierung in der Schweiz nicht in Zentralen, sondern in der Peripherie, entlang der Flüsse, statt. Die Basis dafür bildeten die dort angesiedelten, kleinen und mittleren Familienbetriebe. Mit dem Übergang der traditionellen Handarbeit zur Subsistenzsicherung zur marktorientierten Tätigkeit entstanden aus diesen heraus in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts schon bald die ersten, weit über das Land verteilten, Fabriken. Angetrieben wurden sie durch eigene, kleinere Laufwasserkraftanlagen. Der Schwerpunkt dieser ersten Phase der Industrialisierung lag hauptsächlich bei der Textil- und der Uhrenindustrie, wo die hydraulische Kraft in mechanische Energie umgewandelt und zu Produktionszwecken genutzt werden konnte. Vielerorts wurden die dafür notwendigen Laufwasserkraftanlagen ab den 1850er Jahren zusehends modernisiert und ausgebaut. Eine solche war auch der Moserdamm in Schaffhausen. Bei seiner Fertigstellung 1866 war er das grösste Wasserkraftwerk der Schweiz.

Industrialisierung am Hochrhein – Das Beispiel Moserdamm

MoserdammEigentlich war der Initiator und Hauptfinancier dieses Laufwasserkraftwerks, der gelernte Uhrmacher Heinrich Moser, vom Gedanken beseelt städtischer Uhrmacher von Schaffhausen zu werden oder in seiner Heimatstadt eine Uhrenmanufaktur zu gründen. Als das Amt nach dem Tod des vorherigen Inhabers, seines Vaters, 1829 vakant geworden war, bewarb er sich auf die Stelle. Die abschlägige Antwort der Schaffhauser Stadtväter kam prompt: Moser sei mit seinen 24 Jahren noch zu jung, um „am Euter der Staatskuh zu saugen“. Was Moser damals fuchsteufelswild machte, erwies sich für Schaffhausen letztlich als Segen.

Moser verliess die Schweiz und baute, dank seines unternehmerischen Geschicks, in den kommenden Jahren im zaristischen Russland ein gewaltiges Uhrenimperium auf. Die enge Verbindung zu Schaffhausen blieb. 1848 übersiedelte der mittlerweile schwerreich gewordene Industrielle wieder in seine Heimatstadt. Das Potential die immense Kraft des Rheins zu wirtschaftlichen Zwecken zu nutzen hatte der Mann vom Schlag eines Alfred Eschers oder Louis Favres schon früh erkannt. Sein ehrgeiziges Ziel war es, das damals industriell noch rückständige Schaffhausen mit einem Flusskraftwerk zu fördern. Zusammen mit 600 Arbeitern begannen das Projekt im Winter 1863/64. Trotz diverser Rückschläge konnte das Bauwerk im Frühjahr 1866 vollendet werden und war ein Meilenstein Schweizerischer Ingenieursleistung. Am linken Rheinufer gelegen, verfügte es über eine Leistung von 600 PS (0.44 MW). Seine Turbinen trieben riesige Dratseiltransmissionen an, die die mechanische Energie über den Rhein transportierten und entlang des rechten Ufers in verschiedene Werkstätten verteilten. 1867 lieferte der Moserdamm 121 PS an 13 verschiedene Abnehmer. 20 Jahre darauf waren es bereits 641 PS an 23 Abnehmer. Im Todesjahr von Moser, 1874, arbeiteten 1262 Personen in am Moserdamm angeschlossenen Betrieben. Der Grundstein für die industrielle Entwicklung in Schaffhausen war mit seiner Fertigstellung gelegt worden.

In Zürich geht das erste elektrische Licht an

LaufkraftwerkDie Triebfeder der ersten Welle der Industrialisierung in der Schweiz, die Wasserkraft, blieb auch für die zweite Welle ab den 1890er Jahren von zentraler Bedeutung. Neue Akteure und Träger kamen dazu. Die dezentrale Struktur der Energiegewinnung aus der Wasserkraft galt in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts immer mehr auch als Risikofaktor für die weitere Entwicklung des Landes. Wirtschaftlicher Erfolg in grösserem Stil war vom unmittelbaren Zugang zu Flüssen und von deren urbar gemachter, mechanischer Kraft abhängig. Vielerorts war das Potential dafür aber bereits ausgeschöpft. Die Erfindung der Übertragung der Elektrizität 1891 und die Entwicklung des Drehstromgenerators zwischen 1890 und 1900 schufen da Abhilfe und wiesen in eine ganz neue Richtung der Nutzung der Wasserkraft. Der Möglichkeit durch sie Strom zu generieren. Das Zeitalter der modernen Laufwasserkraftwerke in der Schweiz war damit angebrochen und ein ungemeiner „Stromhype“ losgetreten.

Entsprechend der gewachsenen Struktur der Schweizerischen Industrie in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts ging die erste Elektrifizierung des Landes von den Flüssen aus. Viele Fabriken wechselten direkt vom hydraulisch-mechanischen Antrieb zum elektrischen für den Betrieb ihrer Maschinen und wurden damit gleichzeitig zu Stromproduzenten. Die 1890er Jahre waren denn auch eine Zeit, die von einer enorm hohen Innovationskraft zahlreicher Schweizer Unternehmen geprägt war. Als eine der Folgen der Stromerzeugung aus der Wasserkraft erlebten Unternehmen in der Elektrotechnik, dem Maschinenbau und der Chemie ihre erste grosse Blüte. Historiker sprechen in diesem Zusammenhang auch von der „zweiten industriellen Revolution“.

Geprägt war diese Phase, zwischen 1880 und 1900, von einer Vielzahl von Elektrizitätsherstellern. Vom Kleinst- bis zum Grossunternehmen. Entweder produzierten sie für ihren eigenen Bedarf oder verkauften den generierten Strom weiter. 1914 existierten in der Schweiz 6‘714 Wasserkraftwerke. Lediglich 14 davon hatten eine Leistung von mehr als 10 MW. Die quantitative Vielfalt der Stromproduzenten war ein Charakteristikum der Schweizer Stromlandschaft dieser Zeit. Erst mit der Gründung neuer, grosser Betreibergesellschaften und den Zusammenschlüssen bestehender in Verbünden nahm diese Zahl kontinuierlich ab.

Ein gutes Beispiel eines Kraftwerks als Produkt einer unternehmerischen Initiative ist das Kraftwerk Höngg an der Limmat. 1893 wurde es von Robert Waser zur Versorgung der Werdmühle errichtet. Nach zahlreichen Erweiterungen ging das Kraftwerk 1973 in den Besitz der Stadt Zürich über und wurde 1987 gesamt erneuert. Heute produziert es jährlich 8 GWh Strom mit einer Leistung von 1.2 MW und ist ein direkter Zeuge aus dieser ersten Phase der Elektrifizierung der Schweiz.

Ein anderes Beispiel ist das ebenfalls an der Limmat gelegene Kraftwerk Letten. Es war das Produkt einer Städtischen Initiative. 1890 hatte das Zürcher Stimmvolk den Bau eines Kraftwerks am Letten beschlossen. Die Gebäude und Strassen von Zürich sollten mit elektrischem Licht beleuchtet werden. 1892 war es dann soweit und das Hotel Victoria konnte, als erstes Gebäude der Stadt, elektrisch illuminiert werden. Mit Strom aus dem Kraftwerk Letten. Bis Ende desselben Jahres glühten bereits mehr als 4000 Lampen im nächtlichen Zürich. Heute produziert das Kraftwerk Letten mit einer nutzbaren Leistung von 4.2 MW 21 GWh Strom pro Jahr.

Da in der Anfangsphase der Elektrifizierung der Schweiz der Transport von Strom wegen der auftretenden Verluste über längere Wege problematisch waren, blieb die weitere Entwicklung zunächst noch an die Flüsse gebunden. Um 1900 war man technisch dann soweit, dass fast alle grösseren Schweizer Städte mit elektrischem Licht versorgt werden konnten und ca. 1910 waren elektrische Beleuchtungen in den meisten Haushalten der Schweiz bereits üblich. Die Grundlage dafür blieben die Flusskraftwerke.

Festlegung auf die Wasserkraft

Der Ausbau der Flusswasserkraftwerke in der Schweiz steht in direktem Zusammenhang mit der ab den 1890er Jahren steigenden Nachfrage nach Strom für die Krafterzeugung in industriellen und gewerblichen Anwendungen. Beide Entwicklungen stimulierten sich gegenseitig und wurden durch historische Ereignisse begünstigt. Wurde Strom zunächst nur zu Beleuchtungszwecken verwendet, stieg der Bedarf für industrielle Anwendungen schon bald. Dafür brauchte es neue und vor allem leistungsfähigere Laufwasserkraftwerke. So entstanden bereits um die Jahrhundertwende die ersten grossen Laufwasserkraftwerke am Rhein (Kraftwerk Rheinfelden / 1898 / 100 MW), der Aare (Kraftwerk Aarau / 1893 / 17 MW) und der Rhone (Kraftwerk Montbovon /1896 / 31 MW). 1907 wies die Schweiz mit 107.65 KWh bereits die höchste Stromproduktion pro Einwohner weltweit aus.

Die wachsende Stromproduktion aus der Wasserkraft ermöglichte es der Schweiz ihre wirtschaftlichen „Defizite“, die aus dem Mangel an Kohle im 19. Jahrhundert entstanden waren, zu „kompensieren“ und zu den europäischen Nachbarn aufzuschliessen. Gleichzeitig war die Elektrizität, oder die „weisse Kohle“, wie sie damals auch genannt wurde, eine Innovationsquelle für viele Schweizer Unternehmen und wurde zum Motor des wirtschaftlichen Fortschritts zu Beginn des 20. Jahrhunderts. Mit dem „Bundesgesetz über die Nutzung der Wasserkraft“ von 1916“ wurde diese Entwicklung noch zusätzlich gefördert und die rechtlichen Grundlagen für den Bau weiterer Flusskraftwerke und denjenigen von grossen Staudämmen gelegt. Nicht zuletzt war auch dies, einmal mehr, eine Folge der Verknappung der Kohleimporte während der Zeit des Ersten Weltkriegs gewesen.

Schon früh hatte sich die Schweiz, aus naheliegenden Gründen, auf die Stromgewinnung aus der Wasserkraft festgelegt und diese gefördert. Die dafür notwendigen Infrastrukturen wurden von der Elektrizitätswirtschaft im 20. Jahrhundert kontinuierlich ausgebaut. Zwischen 1953 und 1973 wurden im jährlichen Durchschnitt rund 500 Millionen Franken in den Bau und Ausbau von Wasserkraftwerken investiert. Das waren rund 1.5% des damaligen Bruttoinlandprodukts. Es war die Blütezeit des Kraftwerksbaus, während der viele Laufwasserkraftwerke und Speicheranlagen neu erstellt wurden.

Wasserkraft heute und morgen

In der Schweiz existieren heute 643 grössere Wasserkraftwerke (insgesamt sind es über 1600 Anlagen) mit einer installierten Leistung von mehr als 300 kW. 564 davon befinden sich am Rhein, der Aare, der Reuss und der Limmat, sowie an der Rhone. 187 Wasserkraftwerke haben hierzulande eine installierte Leistung von mehr als 10 MW. Gemäss Angaben des BFE machen diese rund 90% der gesamten Schweizerischen Wasserkraftproduktion (15‘562 MW) aus und liefern jährlich 32‘788 GWh (Gesamte Stromproduktion aus der Wasserkraft in der Schweiz: 36‘264 GWh) Strom.

Noch in den 70er Jahren stammten ca. 90% des in der Schweiz produzierten Stroms aus der heimischen Wasserkraft. Mit der Inbetriebnahme der Kernkraftwerke nahm dieser Anteil bis 1985 auf rund 60% ab und liegt heute noch immer bei ca. 56%. Damit bleibt die Wasserkraft die mit Abstand grösste, erneuerbare und CO2-neutrale Energiequelle der Schweiz. Im europäischen Ranking liegen wir damit hinter Norwegen, Österreich und Island an vierter Stelle.

Im Rahmen der Energiewendstrategie 2050 hat sich der Bund das Ziel gesetzt die Elektrizität aus der Wasserkraft um etwas mehr als 2‘000 GWh auf jährlich 38‘600 GWh zu steigern. Mit unterschiedlichen Massnahmen soll diese Entwicklung gefördert werden. Paradoxerweise hat gerade auch die Energiewende in unseren Nachbarländern dazu geführt, dass die Stromproduktion aus der Wasserkraft in der Vergangenheit immer mehr an Rentabilität verloren hat, die Strompreise gesunken sind und das Investitionsvolumen in diesem Bereich zurück gegangen ist. Das vom Bund angepeilte Ziel für den Ausbau der Wasserkraft wird also schwieriger zu erreichen sein. Einmal mehr tritt die Situation ein, dass sich alternative Energien gegenseitig konkurrieren, anstatt sich zu ergänzen. Förderlich ist das nicht. Das Abschalten der AKWs in der Schweiz könnte die Situation tendenziell wieder zu Gunsten der Wasserkraft ändern. Historisch betrachtet war sie mehr als einmal die Triebfeder in der Entwicklung der Schweiz in den letzten 200 Jahren und hat unsere Wirtschaftskultur massgeblich mitgeprägt. Durch unsere natürlichen Gegebenheiten prädestiniert, bleibt sie auch heute noch unser grösster, natürlicher Posten für die Energieversorgung der Schweiz von morgen.. Vor allem auch die Laufwasserkraftwerke werden dann, in einem austarierten Konzert mit den anderen erneuerbaren Energien, weiterhin ihre zentrale Rolle spielen.