Nant de Drance & BG: Ein Projekt voller Superlativen (Teil 3/3)

Der Bau von Wasserkraftanlagen im Hochgebirge stellt eine besonders anspruchsvolle Herausforderung für Ingenieure, Bauunternehmer und Arbeitskräfte dar. Das Pumpspeicherkraft­werk Nant de Drance in den Walliser Alpen ist ein eindrückliches Beispiel dafür.

Wenige Tage bevor die Öffentlichkeit die Anlage bei den Tagen der offenen Tür am 10. und 11. September 2022 erkunden wird, stellt BG dieses aussergewöhnliche Bauwerk, das zur Zukunft des Energiesystems beitragen wird, in einer dreiteiligen Artikelserie vor. Die BG Gruppe wurde mit Mandaten in den Bereichen Bauingenieurwesen (Teil 1), Belüftung in den Kavernen und Galerien (Teil 2) und Gebäudetechnik (Teil 3) betraut und hat die jeweiligen Projektingenieure gebeten, die Arbeiten ihrer Teams zu schildern.

3 /3 GEBÄUDETECHNIK - Ein Gespräch mit Loann Barillec, Master Engineer in Electrical Engineering

Das Pumpspeicherkraftwerk besteht aus einer ganzen Reihe von Gebäuden?
Loann Barillec: Ja, wie bei allem anderen auch, sind die Gebäude ein Spiegelbild der Grösse des Projekts!!! (lächelt). Konkret gibt es auf dem Gelände zahlreiche Höhlen und Galerien, in denen mehr als 10 technische Gebäude untergebracht sind. Diese bestehen aus Räumen, in denen Kontrollräume, Transformatoren, Lüftungszentralen und vieles mehr untergebracht sind. Das von seiner Grösse her imposanteste Gebäude wurde in der Maschinenhalle errichtet: Es ist fast 200 m lang, hat 8 Stockwerke und beherbergt fast 400 technische Räume!!!

Was waren angesichts solcher Zahlen die grössten Herausforderungen für die Gebäudetechnik?
Loann Barillec: Da es sich um eine vollständig unterirdische Infrastruktur in grosser Tiefe handelt, ist es unerlässlich, jederzeit lebenswerte und sichere Bedingungen für Menschen und Produktionsanlagen zu gewährleisten. Dazu gehören Licht, Lufterneuerung, Branderkennung und Überlebensräume für die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, die auf der Baustelle arbeiten.

Zu diesem Zweck haben wir neben den nicht normgerechten Belüftungssystemen (siehe Artikel #2) auch die Konzepte für die Anlagen zur Regulierung und zentralen Gebäudeverwaltung, die Niederspannungs-Stromverteilung, die Beleuchtung und die Hydraulikkreisläufe entwickelt, die die Klimatisierung der Gebäude ermöglichen.

Wie sieht es mit der Sicherheit der Personen aus?
Loann Barillec: Unsere Teams haben auch die Konzepte für die automatische Brandmeldung und -löschung, die Evakuierungssignalisierung und die Geolokalisierung von Personen in der Zentrale entwickelt. Wie im Abschnitt über die Belüftung erwähnt, wurden im Falle eines Zwischenfalls spezielle Räume geschaffen, die das Überleben der auf dem Gelände eingeschlossenen Personen ermöglichen. Diese Räume enthalten alle Luftaufbereitungsanlagen, um eine vollständige Eindämmung der anwesenden Personen zu ermöglichen.

Für all diese Systeme haben wir nicht nur die Konzepte in der Ausschreibungsphase entwickelt, sondern auch die vollständige Kontrolle der Ausführungspläne und -dokumente sowie der mit der Ausführung konformen Pläne und Dokumente sichergestellt und die Nant de Drance SA bei der Bauleitung und dem Abnahmeprozess unterstützt.

Wie sind Sie bei den Inbetriebnahmen und Leistungen der Anlagen vorgegangen?
Loann Barillec: Nachdem die Montagearbeiten abgeschlossen waren, wurde unser Büro eingeschaltet, um die Tests für die Inbetriebnahme der Anlagen zu leiten. Diese sollten zum einen sicherstellen, dass alle Betriebsarten der Systeme funktionieren und zum anderen, dass sie leistungsstark genug sind, um den tatsächlichen Bedarf zu decken. Zu diesem Zweck wurden zuvor zahlreiche theoretische Berechnungen durchgeführt. Hier soll sichergestellt werden, dass die Realität mit der Theorie übereinstimmt und dass die Anlagen, die sich direkt auf die Turbinen auswirken, die Stromerzeugung ermöglichen können. Insgesamt fanden unter der Leitung von BG während fast zwei Jahren über 50 Inbetriebnahmen von besonders komplexen Systemen statt!

BG war für die Unterstützung der Bauleitung zuständig: Können Sie uns mehr darüber erzählen?
Loann Barillec: Wir unterstützten die Nant de Drance SA bei der Bauleitung durch die ständige Präsenz von Mitarbeitenden vor Ort, aber auch durch die regelmässige Überwachung der Montagearbeiten durch die Systemingenieure und Brandschutzexperten; so konnte sichergestellt werden, dass die entwickelten Konzepte und die geltenden Normen von den Unternehmen eingehalten wurden.

Wie sieht es mit dem Brandschutz aus?
Loann Barillec: Die Aufgabe unserer Brandschutzexperten bestand darin, die Nant de Drance SA bei der technischen Umsetzung der Brandschutzlösungen zu beraten und zu unterstützen, die in dem mit dem PAP-Dossier gelieferten Brandschutzkonzept vorgesehen waren. Dank unserer Erfahrung im Brandschutz begleiteten wir den Bauherrn auch bei der Aktualisierung des Brandschutzkonzepts im Zusammenhang mit der Entwicklung der VKF-Richtlinien 2015 sowie des Stands der Technik, insbesondere in Bezug auf Brandschutzabschottungen und Brandschutzklappen. Darüber hinaus war unser Büro auch in die Austauschprozesse mit der zuständigen Behörde involviert, um die notwendigen Genehmigungen für die Betriebsgenehmigung des Pumpspeicherkraftwerks zu erhalten.

Welches Fazit ziehen Sie nach Abschluss dieser Baustelle voller Superlative?
Loann Barillec: Durch die Mobilisierung von fast 15 Ingenieuren über ein Jahrzehnt hinweg und die ständige Präsenz auf dem Gelände von Nant de Drance seit mehreren Jahren hat unser Büro sehr aktiv zum Erfolg des Projekts beigetragen. Die für den Betrieb der Pumpspeicherkraftwerke entscheidenden Anlagen wurden geplant, gebaut und in Betrieb genommen, und es wurden wichtige Schritte zur Erlangung der Betriebsbewilligungen für das Kraftwerk unternommen. Dies alles dank der kundennahen Unterstützung und dem hohen Fachwissen der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter von BG.

 

 

Wir danken Nant de Drance AG sehr herzlich und sind stolz, unsere multidisziplinäre Expertise in ein Schlüsselprojekt für die Stabilität des europäischen Stromnetzes und die Energiewende eingebracht zu haben. Wir freuen uns heute schon auf die Fortsetzung unserer Zusammenarbeit in der Betriebsphase.

Die Nant de Drance AG wurde für die Verwaltung des Bauwerks gegründet. Vier Unternehmen sind an dieser neuen Einheit beteiligt: Alpiq mit 39%, SBB mit 36%, IWB mit 15% und FMV mit 10%. Weiterführende Informationen : www.nant-de-drance.ch

Identitätskarte einer aussergewöhnlichen Baustelle

Nach dem Bau von drei aufeinanderfolgenden Staudämmen (Barberine 1925, Vieux-Emosson 1955 und Emosson 1975) über einen Zeitraum von 50 Jahren stellt die Inbetriebnahme des Pumpspeicherkraftwerks Nant de Drance am 1. Juli 2022 die vierte und letzte Etappe eines für die Stabilisierung des schweizerischen und europäischen Stromnetzes wichtigen Glieds dar. Mit 900 MW und einer Produktion von rund 2,5 Milliarden Kilowattstunden Spitzenenergie pro Jahr (oder 2’500 GWh) ist die neue Anlage eine der leistungsstärksten in Europa. Sie wird eine zentrale Rolle bei der Sicherung der Stromversorgung in der Schweiz spielen.

14 Jahre Bauzeit (2008 – 2022)

Das vollständig unterirdische Pumpspeicherkraftwerk befindet sich an der französisch-schweizerischen Grenze im Massiv der Aiguilles Rouges de Chamonix, auf dem Gebiet der Gemeinde Finhaut (VS) auf halbem Weg zwischen Martigny (CH) und Chamonix (F). Es nutzt den Höhenunterschied zwischen zwei Stauseen, den Lac du Vieux Emosson und den Lac d’Emosson. Das Kraftwerk funktioniert wie folgt: Auf dem Hinweg wird das Wasser aus dem oberen See, das durch einen Staudamm zurückgehalten wird, in das unterirdisches Nant de Drance-Kraftwerk geleitet, bevor es in den unteren See getrieben wird. Auf dem Rückweg pumpt die Anlage das Wasser und befördert es in umgekehrter Richtung zurück in das obere Reservoir.

Der Bau des Pumpspeicherkraftwerks, eine Baustelle der Superlative in alpinem Umfeld, beeindruckt durch seine Kenndaten: 17 km gelegte Stollen, 1,7 Millionen m3 ausgehobener Fels, bis zu 400 Arbeitskräfte und rund 60 Unternehmen vor Ort und eine Investition von über 2 Milliarden Franken.

Die Hauptkaverne von Nant de Drance, die Maschinenkaverne, besitzt ein Aushubvolumen von 270 000 m3, ist 52 m hoch, 32 m breit und 200 m lang, und liegt 600 Meter unter der Erde. Damit ist sie eine der grössten in der Welt.

Die turbinierte Wassermenge beträgt 360 m3 pro Sekunde, also in etwa die Durchflussmenge der Rhône bei Genf im Sommer. Der Damm des oberen Reservoirs musste um 21,5 Meter erhöht werden, um 25 Millionen m3 Wasser zu stauen. Dies entspricht einer Energiespeicherkapazität von 20 Gigawattstunden (GWh) (oder: 20 Millionen kWh), was der Menge entspricht, die 400.000 Elektroautos in ihren Batterien speichern würden. Das Kraftwerk wird 900.000 Haushalte mit Strom versorgen.

Eine gigantische Batterie

Nant de Drance wurde so konzipiert, dass es die mit der unregelmässigen Produktion erneuerbarer Energien wie Windkraft und Photovoltaik verbundenen Schwankungen auszugleichen kann. Eine solche Flexibilität ist notwendig, um jederzeit ein Gleichgewicht zwischen Stromerzeugung und Stromverbrauch aufrechtzuerhalten. Nant de Drance fungiert als gigantische Batterie, die auch kurzfristig überschüssigen Strom aus dem Netz speichert oder notwendige Energie produziert, wenn die Nachfrage höher ist als die Produktion.

Ausgleich der Umweltauswirkungen einer Baustelle in grosser Höhe

Um die Umweltauswirkungen der Bauarbeiten für das Kraftwerk und die Höchstspannungsleitung, die das Kraftwerk mit dem Stromnetz verbindet, zu kompensieren, sollen 14 Projekte mit Gesamtkosten von 22 Millionen Franken durchgeführt werden. Die meisten Massnahmen zielen darauf ab, lokal spezifische Biotope, insbesondere Feuchtgebiete, wiederherzustellen. Dadurch sollen diese Orte von Tier- und Pflanzenarten wiederbesiedelt werden, die in der Schweiz selten vorkommen oder vom Aussterben bedroht sind.

Artikelreihe:

Artikel 1/3 (Bauingenieurwesen)
Artikel 2/3 (Lüftung