Das umkämpfte Restwasser

Seit Jahrzehnten wird über die Frage nach angemes­senen Rest­was­ser­mengen debattiert. Schlagzeilen wie «Restwasser sorgt für rote Köpfe», «Weniger Strom, dafür mehr Fische» oder «Nationalrat will Rest­wasser­regeln sistieren» geben einen Einblick in die kontro­versen Positionen. Als Rest­wasser bezeichnet das Gewässer­schutz­gesetz (GSchG) die Abfluss­menge, die nach einer Wasser­entnahme im Fluss verbleiben soll. Der Fluss­abschnitt zwischen Wasser­entnahme und -rückgabe stellt die Rest­was­ser­strecke dar; in der Schweiz gelten rund 2300 km aufgrund der Wasser­kraft­nutzung als Rest­was­ser­strecken (Bild 1).

Die Wasserkraft wird in der Schweiz schon lange genutzt: Historische Quellen besagen, dass vor 100 Jahren an rund 7000 Orten Wasserkraft genutzt wurde, vor allem für Sägereien oder Mühlen. Heute sind rund 2400 Wasserkraftanlagen registriert, die etwa 60% der inländischen Elektrizität erzeugen. Dabei kommen die grössten 42 Kraftwerke für 50% der Wasser­kraft­pro­duk­tion auf; die grössten 122 Kraftwerke tragen insgesamt 80% bei. Die intensive Nutzung der Wasserkraft geht nicht spurlos an den Flussökosystemen vorbei. Beispielsweise unterbrechen Stauanlagen den Geschiebetransport und die Wanderkorridore von Fischen [1] und erhöhen damit den Druck auf die auch anderweitig stark genutzten Fluss­ökosysteme. Diese sind aber für den Bio­diversitäts­schutz besonders wichtig: Über 80% der bekannten Tier- und Pflanzenarten der Schweiz kommen in und an Gewässern vor [2]. Gleichzeitig finden sich heute über­durch­schnittlich viele Fliess­gewässer-Bewohner auf der Roten Liste für bedrohte Arten, beispielsweise 65% der Fischarten.

Mit der Klimakrise werden die unter­schied­lichen Ansprüche an die Ressource Wasser weiter zunehmen und auseinandergehen. Dieser Artikel zeigt auf, wie die Restwasser-Thematik mit der Klima-, Biodiversitäts- und Energiekrise verknüpft ist.

Rechtliche Grundlagen

Seit 1975 verlangt die Bundes­verfassung die Sicherung «angemessener Rest­was­ser­mengen», um so eine «haushälterische Nutzung» des Wassers bei gleichzeitigem Schutz der Gewässerökosysteme zu ermöglichen. Seit 1991 gibt das Gewässer­schutz­gesetz dazu ein mehrstufiges Verfahren vor. Dabei wird zuerst eine Mindestrest­was­ser­menge definiert. Diese bezeichnete der Bundesrat in seiner Botschaft zur Revision des GSchG als «Existenz­mini­mum für die Wasserwelt», die dem Kriterium der Angemes­senheit gemäss Bundes­verfassung noch nicht genügt. Entsprechend muss die Mindestrest­was­ser­menge in einem nächsten Schritt aus ökologischen Gründen so weit erhöht werden, bis z. B. eine Wassertiefe erreicht wird, die die Fischwanderung erlaubt. Anschliessend erhöht die Bewil­ligungs­behörde die Rest­was­ser­menge im Zuge einer Interessen­abwägung weiter. In Ausnahme­fällen kann die Mindestrest­was­ser­menge auch reduziert werden, beispielsweise in hoch gelegenen Nicht­fisch­gewässern. Die Kantone sind frei, auch saisonal dynamische Rest­was­ser­mengen zu definieren, um ein von Schnee und Gletschern geprägtes Abfluss­regime nachzubilden.

Zur Herleitung der Mindestrest­was­ser­menge dient in der Schweiz der Niedrig­wasser­indikator Q347. Dieser bezeichnet den Abfluss, den ein Gewässer an 347 Tagen, also 95% des Jahres, erreicht oder überschreitet. Das GSchG definiert den Zusammenhang zwischen dem Q347 und der korres­pondie­renden Rest­was­ser­menge.

Dieser Ansatz basiert auf dem empirisch ermittelten Ansatz von François Matthey, der anhand unterschiedlicher Flüsse im Kanton Waadt entwickelt und für die gesamte Schweiz übernommen wurde. Er orientiert sich daran, dass kleinere Gewässer verhält­nis­mässig mehr Restwasser benötigen für adäquate Lebens­bedin­gungen. Das GSchG spiegelt dies wider, indem der Zusammenhang zwischen Q347 und der Rest­was­ser­menge bei kleinen Gewässern verhält­nis­mässig mehr Wasser vorsieht (Bild 2). Entsprechend sind Kraftwerke an kleinen Gewässern stärker von den Rest­wasser­bestim­mungen betroffen.

Es sind aber nur Wasserkraftwerke von den Rest­wasser­bestim­mungen betroffen, die Wasser aus einem natürlichen Gewässer ausleiten, Wasser in Fliess­gewässern mit ständiger Wasserführung nutzen, d. h. in denen an mindestens 17 Tagen im Jahr Wasser fliesst, und nach 1991 konzes­sioniert wurden; bei den übrigen müssen die vollständigen Rest­wasser­bestim­mungen nach Art. 31 bis 33 GschG erst bei einer Neu­konzes­sionierung angewendet werden. Bei Kraftwerken mit laufenden Konzessionen müssen die Rest­was­ser­mengen so weit angehoben werden (Art. 80 GschG), wie es ohne ent­schä­digungs­begrün­dende Eingriffe in das jeweilige Wasserrecht möglich ist. Eine Ausnahme bilden Fliess­gewässer in Landschaften oder Lebens­räumen, die in nationalen oder kantonalen Inventaren aufgeführt sind. Hier müssen Rest­was­ser­strecken auch weiter­gehend saniert werden. Die maximale, gesetzlich zulässige Konzes­sions­dauer in der Schweiz beträgt 80 Jahre. Unter Berück­sichtigung klimatisch bedingter hydrologischer Verände­rungen drängt sich die Frage auf, wie passend die gesetzlichen Rahmen­bedin­gungen für sich verändernde Umstände und mögliche Wasser­nutzungs­konflikte sind.

Klimakrise

Aufgrund der reduzierten Wasserführung erwärmen sich die Rest­was­ser­strecken im Sommer stärker, was besonders den kälteliebenden Arten, wie z. B. der Äsche, zu schaffen macht. In einer 21 km langen Rest­was­ser­strecke des Brennos ist die Temperatur an warmen Sommertagen durch­schnitt­lich um 3,7 °C erhöht und im Winter um 1,8 °C reduziert [3]. Zukünftig dürfte sich die Frage nach angemessenen Rest­was­ser­mengen auch auf das Kriterium der Wassertemperaturen beziehen.

Durch die Klimakrise verändern sich auch die Abflussregimes. In der Tendenz nehmen die Abflüsse im Winter zu und im Sommer ab. Dies führt u.a. zu einer Veränderung des Niedrig­wasser­indikators Q347: In höhergelegenen Gebieten (über 2000 m ü. M.) wird eine Zunahme des Q347 erwartet, in tiefergelegenen Gebieten eine Abnahme [4]. Im Hinblick auf (Neu-)Konzessionierungen würde dies gemäss GSchG erhöhte Rest­was­ser­mengen in höheren Gebieten und niedrigere in tiefergelegenen Gebieten bedeuten. Da es sich beim Zusammenhang zwischen Q347 und Mindestrest­was­ser­menge jedoch nicht um eine direkte 1:1-Beziehung handelt, können diese Veränderungen nicht als lineare Auswirkungen auf das für die Wasserkraft nutzbare Abfluss­volumen interpretiert werden, und somit auch nicht auf die zukünftige Wasser­kraft­pro­duk­tion.

Eine Studie zu dieser Thematik zeigt, dass sich die erwartete Produktion steigern kann, trotz zuneh­mender Mindestrest­was­ser­menge in den Alpen; im Mittelland wird hingegen ein Produk­tions­rückgang erwartet, trotz abneh­mender Rest­was­ser­menge [4]. Dies liegt daran, dass insgesamt das nutzbare Abfluss­volumen abnehmen wird. Die Studie zeigt auch, dass der Anteil des Abflusses, der für die Rest­was­ser­menge vorgesehen ist, verglichen mit dem nutzbaren Abfluss­volumen und dem Überlauf (jener Teil des Abflusses, der aufgrund der Dimensio­nierung des Kraftwerks nicht für die Produktion genutzt wird), den kleinsten Anteil ausmacht und für die zukünftige Wasser­kraft­pro­duk­tion eine unter­geordnete Rolle spielt.

Biodiversitätskrise

Fliess­gewässer sind Biodiversitäts-Hotspots. Sie sind aber stark durch anthropogene Eingriffe beeinflusst: Über Jahrhunderte wurden Fliess­gewässer begradigt und verbaut, Abwasser wurde eingeleitet, Wasser ausgeleitet oder in Stauseen zurück­gehalten [5]. Gleichzeitig fand eine Umgestaltung des umliegenden Gebiets und des gesamten Einzugs­gebiets statt – viele Böden sind heute versiegelt und es wird kaum mehr Totholz oder Kies in die Flüsse eingetragen. Das Resultat dieser Eingriffe ist, dass eine Vielzahl der Schweizer Fliess­gewässer heute zu wenig Platz hat, die Lebensräume monoton und zerstückelt sind und die natürliche Dynamik fehlt. Entsprechend haben zahlreiche Fliess­gewässer-Bewohner ihre Lebensräume verloren, können sich nicht mehr ausbreiten oder finden nicht ausreichend Nahrung.

In Rest­was­ser­strecken werden die genannten Beein­trächti­gungen und damit der Druck auf die gefährdete Biodiversität verstärkt. Unter Restwasser bilden sich in einstmals schnell durch­flossenen Fluss­abschnitten tümpelartige Lebensräume, in denen das Wasser kaum mehr fliesst. Weil unterhalb von Stau­hal­tungen Hochwasser fehlen, pflästert sich die Flusssohle ab und die Vernetzung mit dem Grundwasser wird reduziert. Anderer­seits verschwinden typische Lebens­räume und Gemeinschaften wie Weich­holz­auen­wälder oder offene Kiesflächen in noch verbliebenen Auengebieten. In so veränderten Lebens­räumen wird eine komplett andere Arten­gemein­schaft heimisch: Die Kiessohle wird dicht von Algen bewachsen, unter den Kleinlebewesen dominieren neu gross­gewachsene Arten, wie sie für wenig variable Strömungs­bedin­gungen typisch sind, und die kieslaichenden Fischarten haben Mühe, ihre Laichgruben anzulegen. Diese Veränderungen sind mitverantwortlich für den überdurch­schnitt­lich hohen Anteil an Fliess­gewässer-Arten auf der Roten Liste – in der Schweiz, aber auch weltweit.

Energiekrise

Die Energie­versorgung erhält im Zusammen­hang mit der ange­strebten Dekarboni­sierung und dem Krieg in der Ukraine besondere Aufmerksamkeit. Als vorsorgliche Massnahme für eine befürchtete Energie­mangel­lage im Winter 2022/2023 verab­schiedete der Bundesrat eine Verordnung zur befristeten Erhöhung der Strom­produktion mittels reduzierter Rest­was­ser­mengen. Umgesetzt wurde die Verordnung bei 44 Kraftwerken, die alle nach 1991 konzessioniert wurden und aus ökologischen Gründen höhere Rest­was­ser­mengen abgeben als in der ersten Stufe gemäss Art. 31 Abs. 1 GschG festgelegt; die Verordnung setzte also dort an, wo die Rest­was­ser­mengen am stärksten reduziert werden konnten. Bild 3 liefert erstmals einen Überblick, welche Bestim­mungen für eine Erhöhung der Mindestrest­was­ser­mengen seit der Revision des GSchG 1991 zur Anwendung kamen.

Von den im Parlament erhofften zusätzlichen 600 GWh, schätzte der Bundesrat, könnten mit der Verordnung 150 GWh zusätzlicher Winterstrom produziert werden. Eine Umfrage bei den Kantonen nach Aufhebung der befristeten Reduktionen ergab, dass durch die Verordnung eine Mehr­produktion von lediglich 26 GWh erzeugt wurde – deutlich weniger als erwartet und im Vergleich zur jährlichen Gesamt­produktion ein Zusatz im Promille­bereich [6].

Die Krisen gemeinsam denken

Besonders bei ausbleibenden Klima­schutz­mass­nahmen werden sich die Abfluss­verhältnisse in Schweizer Fliess­gewässern verändern. Diese Verände­rungen haben auch Aus­wirkungen auf die Bio­diversität und die Energie­produktion. Wie hier anhand des Restwassers gezeigt wurde, können die drei Krisen, aufgrund der gegen­seitigen Beein­flus­sungen, nicht isoliert vonein­ander betrachtet werden. Damit die Wasserkraft in Zukunft nicht nur erneuerbar und klimafreundlich, sondern auch umweltverträglich ist, müssen die negativen Auswirkungen auf die Fluss­ökosysteme und ihre Bewohner reduziert werden. In diesem Zusammen­hang wurde die Sanierung der Wasserkraft eingeleitet, die neben der fast abgeschlossenen Rest­was­ser­sanierung seit 2011 auch die Sanierung der bestehenden Kraftwerks­anlagen hinsichtlich Fischgängigkeit, Geschiebe­transport und Schwall-Sunk vorsieht. Um hingegen die Ausbauziele für die Wasserkraft der Energiestrategie 2050 zu erreichen, eruierte eine breite Allianz am runden Tisch Wasserkraft 16 Projekte, um mit Speicher­wasser­kraft 2 TWh zusätzlichen Winter­strom zu produzieren.

In der Vergangenheit zeigte sich wiederholt, dass der Einfluss der Rest­wasser­bestim­mungen auf die Wasser­kraft­pro­duk­tion überschätzt wird. In der Debatte fehlen bisher öffentlich zugängliche Daten­grundl­agen und unabhängige Abschät­zungen zu Produktions­minde­rungen aufgrund der rechtlichen Bestimmungen. Solche Grundlagen sind gerade für künftige Entschei­dungs­prozesse, wie etwa hinsichtlich der Dauer oder Anpas­sungs­fähigkeit zukünftiger Wasser­kraft­konzes­sionen, wichtig, um der Komplexität gegen­wärtiger Krisen gerecht zu werden und darauf aufbauend nachhaltige Lösungen zu erarbeiten.

Referenzen

[1] C. Weber, K. Lange, N. Bätz, M. Schmid, B. Wehrli, «Kleine Anlage – kleiner Eingriff? Auswirkungen von Klein­wasser­kraft­werken auf Fliess­gewässer», Wasser Energie Luft, 112/1, S. 35–40, 2020.

[2] F. Altermatt, O. Seehausen, B. Wehrli, «Restwasser. Gewässer brauchen klima­resistente Rest­was­ser­mengen», Aqua & Gas, 2022.

[3] W. Meier, C. Bonjour, A. Wüest, P. Reichert, «Modeling the effect of water diversion on the temperature of mountain streams», Journal of Environmental Engineering 129, S. 755–764, 2003.

[4] T. Wechsler, F. Lustenberger, B. Schaefli, R. Muelchi, M. Zappa, «Verringert ein höherer Q347-Wert die Wasser­kraft­pro­duk­tion? Die schweizerischen Rest­wasser­bestim­mungen anhand von vier Laufkraftwerken», Wasser Energie Luft, 115(1), S. 13–18, 2023.

[5] C. Weber, M. Schmid, «Wasserkraftnutzung im Wasser­schloss Schweiz: Heraus­forde­rungen aus ökologi­scher Sicht», WSL-Berichte 21, S. 7–15, 2014.

[6] «Auswirkungen der Verordnung über die befristete Erhöhung der Strom­produktion bei Wasser­kraft­werken», Bundesamt für Umwelt BAFU, 28 S., 2023.

[7] M. Balmer, Nach­haltig­keits­bezogene Typo­logi­sierung der schweize­rischen Wasser­kraft­anlagen, VDF, 2012.

[8] H. Baumann, Die befristete Erhöhung der Strom­produk­tion durch redu­zierte Rest­was­ser­mengen. Eine Analyse der Verordnung über die befristete Erhöhung der Strom­produk­tion bei Wasser­kraft­werken im Winter 2022/2023, Bachelorarbeit, Geographisches Institut der Universität Bern, 2023.