ThemenübersichtMenü
Bau Immobilien

Interview mit Wasserbau-Expertin Prof. Dr.-Ing. Nicole Saenger

Gewässerkunde und Wasserbau faszinieren Nicole Saenger. Ihre Begeisterung für Wasser steckt sie schon seit langer Zeit in ihre Forschungsarbeit. An der Hochschule Darmstadt lässt sie ihre Studentinnen und Studenten an den Versuchsaufbauten in der hausinternen Wasserbauhalle experimentieren. Aktuell untersucht Nicole Saenger in ihren Forschungsprojekten Optimierungsmöglichkeiten für kleine Wasserkraftanlagen und deren Auswirkungen auf die Ökologie der Fließgewässer. Die fast in Vergessenheit geratenen Wasserräder bieten gerade in Fließgewässern ein wichtiges, grundlastfähiges Potenzial im Bereich der erneuerbaren Energien. Für ihre Versuche nutzt sie die 1000 m² große Wasserbauhalle der Hochschule Darmstadt. Immer wieder geht sie gemeinsam mit den Studierenden, die an ihren Vorlesungen und Seminaren teilnehmen, auf diese große „Spielwiese“. Dort  veranschaulicht sie ihnen an den Versuchsrinnen den theoretischen erlernten Stoff. Forschung und Lehre fließen bei Nicole Saenger ineinander. Wie sie beides miteinander verbindet und weshalb sie den Wasserbaubereich so spannend findet, beschreibt sie im folgenden Interview.

Redaktion Bautechnik: Wie sind Sie darauf gekommen, Wasserräder zu erforschen? Geht der Trend weg von großen Turbinen?

Prof. Nicole Saenger: Nein, der Trend in der Wasserkraft geht nicht weg von großen Turbinen. Doch auch die Kleinwasserkraft hat ihre Berechtigung. Für große und kleine Energiewandler gilt, dass sie ökologisch verträglich sein müssen. Über die ökologische Verträglichkeit bin ich zu der Kleinwasserkraft gekommen, denn die Integration der Energiewandler in nachhaltige Konzepte ist auch heute noch eine Herausforderung. Die EU Wasserrahmenrichtlinie und die Wasserhaushaltsgesetze schreiben die ökologische Durchgängigkeit von Fließgewässern vor. Hierzu gehört insbesondere die Durchgängigkeit von Sedimenten (stromab) sowie von Fischen und anderen Lebewesen (stromauf und stromab). Wasserkraftanlagen mit ihren Nebenbauwerken sperren in der Regel die Fließgewässer ab und behindern damit die ökologische Durchgängigkeit. 

Wasserräder erscheinen derzeit als Wandler, an denen die Sedimentdurchgängigkeit möglich ist. Ob Fische stromab durch die Räder schwimmen können ist derzeit noch nicht belegt; hier gilt es zu forschen und Wasserräder derart weiterzuentwickeln, dass sie Fische nicht beschädigen. Zudem sind Maßnahmen für den Fischabstieg zu entwickeln. Verhaltensbiologische Untersuchungen werden hierzu durchgeführt und mit der Strömungsdynamik gemeinsam interpretiert. Das ist ein sehr interessantes, interdisziplinäres Thema.

Redaktion Bautechnik: Welche Rolle spielt die Energiegewinnung durch Wasserräder im Bereich der erneuerbaren Energien?

Prof. Nicole Saenger: Da Wasserräder schon die Energie geringer Wassermengen in Strom wandeln können und die Fließgewässer in Deutschland eigentlich immer Wasser führen, können Wasserräder ganzjährig Energie wandeln. Sie sind also grundlastfähig. Zudem weisen sie, in Abhängigkeit von dem jeweiligen Konverter, Wirkungsgrade von bis zu 80 % auf. Außerdem sind Wasserräder sehr langlebig, leicht zu unterhalten und haben auch einen kulturhistorischen Wert. Vor hundert Jahren gab es in Deutschland ca. 60.000 Mühlen, heute werden nur noch etwa 6.000 Standorte betrieben. An den alten Mühlenstandorten existiert i.d.R. noch das den Wasserstand aufstauende Wehr, so dass eine Wasserkraftnutzung gut möglich wäre. 

Heute werden 14 % des Stroms aus erneuerbaren Energien durch Wasserkraft gewandelt, ihr Anteil am Gesamtstromaufkommen liegt bei 3,4 %. Ca. 90 % dieses Stroms werden durch große Wasserkraftanlagen gewandelt, nur ca. 10 % durch Kleinwasserkraftanlagen. Kleinwasserkraftanlagen haben also heute nur einen geringen Anteil an der Energiewandlung; durch die Sanierung bzw. Nutzung von Altstandorten an mittelgroßen und kleinen Fließgewässern kann laut einer Studie im Auftrag des BMU das nutzbare Kleinwasserkraftpotential um bis zu 0,66 TWh gesteigert werden.

Redaktion Bautechnik: Inwiefern profitieren Ihre Studenten und Studentinnen von Ihren Versuchsaufbauten in der Wasserbauhalle?

Prof. Nicole Saenger: Unsere Studierenden bekommen die Möglichkeit, in Lehrveranstaltungen, Projekten, Bachelor- und Masterarbeiten die Versuchshalle zu nutzen. Zunächst lernen sie die Grundlagen wie z. B. eine Abflussmessung durchzuführen oder Verluste in Rohrleitungen zu messen und rechnerisch nachzuvollziehen. In den höheren Semestern wird das Versuchswesen anspruchsvoller. Mit ihren Bachelor- bzw. Masterarbeiten arbeiten sie oft in den Forschungsprojekten mit. Da es sich bei unseren Projekten um angewandte Forschung handelt, können die werdenden Ingenieure die Ideen in einem sicheren Raum umsetzen, analysieren und modifizieren.

Redaktion Bautechnik: Wie sind Sie selbst zu Ihrem Fachgebiet gekommen? Wollten Sie von Anfang an in dem Bereich Wasserbau Fuß fassen?

Prof. Nicole Saenger: Nein, zu Beginn meines Studiums wollte ich den konstruktiven Bereich vertiefen. Im Laufe des Grundstudiums bin ich zu den Wasserfächern gekommen. Ich denke, mich hat hier die Dynamik des Wassers gereizt: Es findet immer seinen Weg. Es ist eine der wichtigen Lebensgrundlagen und muss daher in ausreichender Qualität und Quantität zur Verfügung stehen. Es kann genutzt werden, wie z. B. als Trinkwasser, zur Energiewandlung, zur Bewässerung. Außerdem birgt es Gefahren, wie z. B. bei Hochwasserereignissen. Es ist also eine sehr dynamische Materie, mit der Ingenieure umgehen können sollten.

Redaktion Bautechnik: Welche Erfahrungen haben Sie in Ihrer Forschungszeit in Amerika an der Stanford University gemacht?

Prof. Nicole Saenger: Die Stanford University bietet den Studierenden und den Wissenschaftlern ein sehr ansprechendes Lehr- und Forschungsumfeld. Interessant war für mich, dass die Professoren eher kleinere Arbeitsgruppen haben (ca. 5 Doktoranden), die sie intensiv betreuen. Die Doktoranden werden frühzeitig in ihrem Promotionsthema gelenkt, unterstützt und zum Schreiben von Publikationen motiviert. Als Postdoc führte ich mit den Professoren sehr anregende Diskussionen; das war für meine Arbeite sehr fruchtbar.

Redaktion Bautechnik: Was möchten Sie als Professorin Ihren Studentinnen und Studenten durch Ihre Lehre vermitteln?

Prof. Nicole Saenger: Ganz wichtig ist für mich die Freude am Fach! Das Bauingenieurwesen bietet so viele verschiedene Facetten, da sollte für jeden Studierenden, der sich für das Bauwesen entschieden hat, etwas dabei sein. Ich möchte den Studierenden vermitteln, dass sie insbesondere dann gut sind, wenn sie sich für das Fach interessieren. Je mehr Begeisterung sie spüren, desto besser. Und so versuche ich Ihnen auch meine Begeisterung für die Wasserfächer zu vermitteln.

Redaktion Bautechnik: Eine Doktorandin von Ihnen möchte in Ihrer Heimat in Nepal eines Ihrer Wasserräder einbauen. Welche Vorbereitungen sind dafür nötig?

Prof. Nicole Saenger: Nepal ist ein wasserreiches Land. Das Wasser wird insbesondere für Bewässerungszwecke genutzt. In den Bewässerungskanälen könnte die Energie des Wassers in elektrische Energie gewandelt werden, wenn man einen robusten, mit einfachen Mitteln zu bauenden und zu wartenden Konverter hätte. Wir haben einen solchen Konverter auf Basis eines Wasserrades entwickelt. Diesen gilt es jetzt feldtauglich zu gestalten und mit einem Generator zu versehen. Dann kann er Energie wandeln, zwar nur geringe Mengen, aber für kleine Siedlungen sollte es für einige elektronische Geräte (Radio, Licht, Kühlschrank) reichen. Bislang sind diese Siedlungen nicht elektrifiziert.

Redaktion Bautechnik: Wo sehen Sie die größten Herausforderungen für Wasserbauexperten in der Zukunft? Kann Wasserkraft noch ökologischer gestaltet werden?

Prof. Nicole Saenger: Die Reinhaltung, Aufbereitung, Verteilung und Nutzung von Wasser stellen international eine große Herausforderung dar. Es muss genügend Wasser in einer guten Qualität zur Verfügung stehen. Wasserkraft ist eine der Nutzungen und sie muss derart geschehen, dass sie rentabel arbeitet und das Fließgewässer seine ökosystemaren Aufgaben erfüllen kann. Durch interdisziplinäre Zusammenarbeit wird die morphologische und biologische Qualität der Fließgewässer erhalten bzw. verbessert. Hierzu ist weitere Forschung notwendig, beispielsweise um strömungstechnisch günstig angeordnete, von Fischen auffindbare Abstiegsmöglichkeiten zu entwickeln. Diese Forschungsaufgabe ist interdisziplinär und wird von Fischbiologen und Wasserbauingenieuren gemeinsam an Laborversuchsrinnen und im Freiland durchgeführt.

Redaktion Bautechnik: Wie bringen Sie Ihre Forschungsergebnisse und Ihre Expertise in den Fachgremien ein?

Prof. Nicole Saenger: Ich arbeite seit mehreren Jahren in verschiedenen Gremien der Deutschen Gesellschaft für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V. (DWA) mit; ich bin Mitglied im Hauptausschuss Wasserbau und Wasserkraft, leite den Fachausschuss Wasserkraft und die Arbeitsgruppe Kleinwasserkraft. Zudem bin ich Mitglied im Fachausschuss Flussbau und in einer Arbeitsgruppe, die biologische Qualitätskomponenten im Flussbau definiert. In den Ausschüssen werden Merkblätter und Themenbände zu bestimmten Themen erarbeitet, die später einen recht verbindlichen Charakter, fast schon Normcharakter, für die wasserwirtschaftlichen Planungen haben.

Redaktion Bautechnik: In den Schneider Bautabellen lassen Sie Ihre Expertise schon seit über 15 Jahren einfließen. Wie kam es zu dieser Zusammenarbeit und was bedeutet Ihnen diese Arbeit?

Prof. Nicole Saenger: Den Teil Wasserbau der Schneider Bautabellen habe ich 1999 von Prof. Dr. Wolfgang Schröder übernommen als dieser in den Ruhestand ging. Seitdem ergänze ich den Teil mit neuen Themenfeldern und aktualisiere den Abschnitt für jede Auflage. Es ist interessant, die wichtigsten Aspekte eines Fachgebietes auf wenig Raum zusammenzufassen – und man wünscht sich mit jeder Ausgabe mehr Seiten, denn die Erkenntnisse wachsen.

Redaktion Bautechnik: Woher kommt Ihre Begeisterung für das Wasser? Was fasziniert sie daran?

Prof. Nicole Saenger: Wasser ist eine lebensnotwendige Materie. Daher müssen wir Menschen mit dem uns zur Verfügung stehenden Wasser verantwortungsbewusst umgehen, damit die Nachhaltigkeit für die kommenden Generationen sichergestellt ist. Gleichzeitig gehen von Wasser aber auch Gefahren aus, sei es bei schlechter Wasserqualität oder bei Hochwassern. Wichtige und für mich faszinierende Eigenschaften von Wasser sind, dass es fließt und instationär ist.

Vielen Dank für das Interview.


 

Kurzprofil der Buchautorin Prof. Dr.-Ing. Nicole Saenger

Nicole Saenger (Dr.-. Ing) 

Seit 2010: Professur für Wasserbau im Fachbereich Bauingenieurwesen der Hochschule Darmstadt

2002-2005: Visiting Scholar am Environmental Fluid Mechanics Laboratory der Stanford University, USA (Stipendiatin der Deutschen Forschungsgemeinschaft DFG)

1997-2010: Forschungs- und Dozententätigkeit an der Technischen Universität Darmstadt im Forschungsschwerpunkt Fließgewässerökologie, hier insbesondere die Analyse hydraulischer Austauschprozesse zwischen Fließgewässern und Sedimentkörpern an der Lahn

2000: Promotion am Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft an der Technischen Universität Darmstadt bei Prof. Dr.-Ing. U. Zanke

1994-1996: Wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Bundesanstalt für Gewässerkunde, Mitarbeit in der BMBF Forschungsförderung für die Stromlandschaft Elbe

1993-1994: Ingenieurbüro für Siedlungswasserwirtschaft in Berlin

1989-1993: Hauptstudium Bauingenieurwesen mit der Vertiefungsrichtung Wasserbau und Wasserwirtschaft an der Universität Karlsruhe

1987-1989: Grundstudium Bauingenieurwesen an der Technischen Universität Berlin

LITERATUR-TIPP!

Ein-/Ausblenden

Energieeinsparverordnung Schritt für Schritt

Wohngebäude, Nichtwohngebäude - Erläuterungen, Beispiele, Excel-Berechnungsblätter

Das kompetente Handwerkzeug für den Energieausweis!

Preis: € 49,00

Zum Produkt