Abschätzung des Wasserkraftpotenzials einer Fernwasserleitung bei limitierter Datenlage in Entwicklungsländern

摘要

Im vorliegenden Artikel wird das Wasserkraftpotenzial einer geplanten Trinkwassertransportleitung in Aserbaidschan unter limitierter Datenlage hergeleitet und abgeschätzt. Hierzu wird aus den Planungsunterlagen einer Fernwasserleitung in Ganja, Aserbaidschan, ein Referenz-Szenario entworfen und durch numerische Simulation stationäre Druckzustände in der Leitung untersucht. Anschließend wird ein geeigneter Turbinentyp gewählt, wobei eine kritische Betrachtung der verfügbaren Daten erfolgt. Da durch Nutzung der Wasserkraft neben dem Beitrag zur Stromerzeugung gleichzeitig die Möglichkeit zur Reduzierung des Treibhausgasausstoßes besteht, werden auf Basis der Methodik des United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) die vermiedenen Emissionen am Kraftwerksstandort Aserbaidschan berechnet. Im Ergebnis wird deutlich, dass die Fernwasserleitung für eine Energiegewinnungsmaßnahme geeignet ist, jedoch für eine fundierte Turbinenauswahl und Turbinenauslegung weitere Daten, wie z.B. Bemessungsdurchfluss, Abflussdauerlinie, Bemessungsfallhöhe vorliegen müssen. Die vermiedenen Emissionen sind stark abhängig von dem zu substituierenden Energieträger. Da in Aserbaidschan hauptsächlich Erdgas zur elektrischen Energieproduktion verwendet wird, welches einen vergleichsweise kleinen CO_2-Emissionsfaktor besitzt, fällt das CO_2-Einsparpotenzial durch Substitution mittels einerTrinkwassertransportleitung vergleichsweise zu Braunkohle relativ gering aus. Eine Abschätzung des Wasserkraftpotenzials bei limitierter Datenlage ist möglich und eine Umsetzung des Einbaus von Turbinen anstelle der geplanten Druckbrecher technisch und ökonomisch sinnvoll. Eine Implementierung des Vorhabens liefert einerseits einen Beitrag zur nachhaltigen Stromversorgung Aserbaidschans, andererseits verdeutlicht es auch die Absichten des Landes, sich den Herausforderungen des Klimawandels stellen zu wollen.%This report presents a proposal for an estimation of the hydropower potential of a planned drinking water pipeline in Azerbaijan at limited data availability. For this purpose only data/information from the design report of a transmission line in Ganja, Azerbaijan, will be taken in order to design a reference-scenario, which is the basis to investigate the steady pressure conditions by numerical simulation in the transmission line. Subsequently, a suitable turbine is chosen and a critical reflection of the available data is conducted. The use of the hydropower gives the opportunity to reduce the greenhouse gas emissions in addition to the generation of electricity. To calculate the avoided emissions at the power plant site Azerbaijan, the methodology of the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) is used. The result shows that the transmission line is suitable for an energy recovering measure, nevertheless for a funded turbine selection and design more information, such as a flow dimensioning hydrograph, flow duration graph, dimensioning head must be available. The amount of avoided emissions is heavily dependent on the energy source to be substituted. Due to the fact that the in Azerbaijan prevailing energy source is gas, which has a low emission factor, the CO_2 savings potential is relatively low there comparatively to brown coal. An estimation of the hydropower potential at limited data situation is possible and the implementation of the installation of turbines instead of the planned pressure breaker devices is technically and economically viable. An implementation of the project provides on the one hand a contribution to sustainable power supply of Azerbaijan, on the other hand, it also illustrates the intentions of the country to face the challenges of climate change.