• Energy Research

Innerhalb des von der EU geförderten Projekts „Hydro4U – Sustainable small-scale hydropower in Central Asia“ sollen mögliche Standorte für nachhaltige Kleinwasserkraft identifiziert und Machbarkeitsstudien entwickelt werden. In der Region ist eine großausgebaute Bewässerungsinfrastruktur vorhanden, die bisher kaum energetisch genutzt wird. Mit Hilfe der Projektpartner, bestehend aus europäischen und lokalen Experten aus verschiedenen Fachrichtungen, kann durch Analyse der verfügbaren Wasserressourcen und deren aktueller Nutzung, der Entwicklung von innovativen Technologien sowie der Durchführung umfangreicher gewässerökologischer Untersuchungen das Energiepotenzial derartiger bestehender Bewässerungsinfrastruktur effizient und nachhaltig erschlossen werden. Der Standort Badam in Kasachstan wurde innerhalb des Projekts als ein geeigneter Standort identifiziert. Er befindet sich unterhalb eines Bewässerungsreservoirs, durch den eine für die Wasserkrafterzeugung nutzbare vergrößerte Fallhöhe vorhanden ist. Zur Ermittlung des Wasserdargebots wurden hydrologische Modelle erstellt und Simulationen von Klimaszenarien für zwei Einzugsgebiete erstellt, aus denen Wasser für die Bewässerung entnommen wird. Es wurden, wo möglich, vorhandene Abflussdaten zur Kalibrierung und Validierung der Modelle verwendet. Zusätzlich wurden gewässerökologische Studien durchgeführt und unter anderem Habitatmodelle erstellt, mit denen Mindestwasserfragen und Durchgängigkeitsaspekte in den Ausleitungsstrecken analysiert werden. Die Untersuchungen gewährleisten, dass die Wasserkraftnutzung umweltverträglich erfolgt und in den betroffenen Flussabschnitten eine Verbesserung der ökologischen Situation zu erwarten ist. Durch Besichtigungen der Anlagen und Auswertung der Bestandspläne wurden mögliche Standorte für das Krafthaus identifiziert. Im Rahmen einer Variantenstudie wurden ökonomisch sinnvolle Standorte und die zugehörige Technologie untersucht, sowie eine Strategie zur Speicherbewirtschaftung unter Einhaltung europäischer Nachhaltigkeitsstandards entwickelt. Planung und Umsetzung der Wasserkraftanlage sollen als Beispiel dafür dienen, wie eine bestehende Bewässerungsinfrastruktur unter Berücksichtigung von Ökologie sowie lokaler Wasserverfügbarkeit und -nachfrage nachhaltig energetisch genutzt werden kann.

In today’s intrinsically connected world, the Water–Food–Energy–Climate Nexus (WFEC Nexus) concept provides a starting point for informed and transparent decision-making based on the trade-offs and synergies between different sectors, including aquatic ecosystems, food security, energy production, and climate neutrality. The WFEC Nexus approach is particularly applicable in regions requiring transboundary water management, such as Central Asia. Unfortunately, this region with unevenly distributed water resources—consisting of Kazakhstan, Kyrgyzstan, Tajikistan, Turkmenistan, and Uzbekistan—is characterized by data scarcity, which limits informed decision-making. However, open-source geodata is becoming increasingly available. This paper aims to fill Central Asia’s WFEC Nexus data gap by providing an overview of key data. We collected geodata through an integrated survey of stakeholders and researchers, stakeholder consultation, and literature screening. Sixty unique datasets were identified, belonging to one of six thematic categories: (1) climate, (2) hydrology, (3) geography and topography, (4) geomorphology, (5) ecology, and (6) anthropogenic uses. For each dataset, a succinct description, including a link to the online source, is provided. We also provide possible applications of using the presented datasets, demonstrating how they can assist in conducting various studies linked to the WFEC Nexus in Central Asia and worldwide.

Der vorliegende Beitrag befasst sich mit dem ganzheitlichen Planungsprozess für einen der Demostandorte innerhalb des Hydro4U Projekts, dem At-Bashy-Kleinwasserkraftwerk in Kirgisistan. Das Kleinwasserkraftwerk wird an einem bestehenden Wehr geplant, welches derzeit zur Bewässerungsausleitung genutzt wird. Hydrologische Modelle wurden verwendet um den Referenzzustand des Einzugsgebietes darzustellen, sowie um Aussagen über die klimatologische Entwicklung und die verfügbaren Wasserressourcen in der Zukunft treffen zu können. Zusätzlich wurden Befischungen durchgeführt, um Kenntnissen über die vorherrschende Fischfauna zu gewinnen und dies als Grundlage für die Planung der Fischaufstiegsanlage zu verwenden. Structure from Motion (SfM) wurde als Methodik angewandt, um detaillierte Gelände- und Bauwerksinformationen zu erhalten, die die Planung der Kraftwerkskomponenten in Verbindung mit dem bestehenden Bauwerk unterstützt. Basierend auf diesen Informationen wird an diesem Standort ein Kleinwasserkraftwerk bestehend aus zwei Modulen mit einer Nennleistung von 1,2 MW gebaut.