Anhand des Gries-Staudamms im Wallis als Fallbeispiel zeigt ein Forscher der EPFL die Komplexität der Zukunft der Wasserkraft im Kontext des Klimawandels.
Schmelzen und bevorstehendes Verschwinden der Gletscher, immer weniger Schnee, mehr Regenfälle im Winter und Trockenheit im Sommer... Der Klimawandel hat und wird tiefgreifende Auswirkungen auf die Wasserreservoirs der Schweizer Staudämme und die Art und Weise, wie dieses Wasser genutzt wird, haben. "Bis auf wenige Ausnahmen hat das Wasser, das oberhalb der Staudämme gestaut wird, derzeit nur einen Wert im Bereich der Wasserkraft. Wir müssen aber jetzt darüber nachdenken, diesem Wasser einen wirtschaftlichen Wert für all die Dienstleistungen zu geben, die es uns erbringen wird. In Zukunft werden Staudämme multifunktional sein", sagt Giovanni De Cesare, Bauingenieur und operativer Leiter der Plattform für Wasserbau (PL-LCH) an der EPFL.
Dies ist das Fazit seiner in AGU Books veröffentlichten Studie. Diese bietet eine Zusammenfassung der in den letzten Jahren produzierten Literatur und Datensätze über die Zukunft von Staudämmen. Diese Informationen geben Aufschluss über die potenziellen Herausforderungen und Szenarien, mit denen diese Infrastrukturen in Zukunft konfrontiert sein werden. Die Gletscher in der Schweiz haben in einem Jahrhundert die Hälfte ihres Volumens verloren. Die Mehrheit von ihnen wird bis zum Jahr 2100 verschwunden sein.
Die Studie nimmt als spezifischen Fall den Gries-Staudamm im Wallis, dessen Reservoir sich auf 2387 Metern befindet. Das System leitet derzeit Wasser bis zum Lago Maggiore und erzeugt 3% der gesamten Schweizer Wasserkraft. Zur Erinnerung: Im Jahr 2023 machte die Wasserkraft 57,6% der Stromerzeugung in der Schweiz aus. Die Studie mit dem provokanten Titel "Wer wird zuerst verschwinden, der Gletscher oder der Stausee?" zeigt, dass dringender technischer und politischer Handlungsbedarf besteht, um das Wasser des Stausees zu erhalten und Konflikte über seine zukünftige Nutzung zu vermeiden.
Den Gletscher ersetzen
Die Antwort auf die gestellte Frage ist klar: Der Stausee wird über den Griesgletscher hinaus bestehen bleiben, dessen Verschwinden für 2070 vorhergesagt wird. Ab diesem Jahrzehnt wird sich die Wasserzufuhr also auf Regen- und Schneeregen sowie die Schneeschmelze beschränken. Diese Zufuhr wird bis 2100 um 30 % geringer sein als heute, heisst es in der Studie. Der Stausee wird also die Aufgabe haben, die Rolle, die der Gletscher bis dahin erfüllt hat, teilweise zu ersetzen. Die Verteilung der Wasserressourcen bleibt jedoch eine offene Frage.
Die Schweiz mit ihren rund 220 Staudämmen befindet sich an einem Wendepunkt. Viele Stauseen sind zum Teil mit Sedimenten gefüllt, die die Speicherkapazität der Stauseen verringern und die Stromerzeugung beeinträchtigen. Das vorgesehene Sedimentspeichervolumen nähert sich somit dem Ende seiner auf 50 Jahre geschätzten Lebensdauer. Dies ist der Fall beim Gries-Staudamm, der 1966 eingeweiht wurde.
Laut Gesetz müssen die Betreiber das Bauwerk funktionstüchtig und sicher machen, um ihre Konzession abzutreten oder zu erneuern. Die Staudämme müssen also renoviert, manchmal erhöht und die Sedimente am Grund des Stausees, in der als "Totvolumen" bezeichneten Zone, teilweise entfernt werden, um die Funktionalität und die Sicherheit der Grundentleerung zu gewährleisten. Diese Arbeiten werden jedoch mit einem unvorhergesehenen Ereignis konfrontiert: dem Verschwinden des Gletschers, der ursprünglich einer der Gründe für den Bau der Staudämme war. Wie kann dies bei der Renovierung berücksichtigt werden?
Auch wenn es in dieser Frage keinen Konsens gibt, wird es bis zum Ende des Jahrhunderts drastische Veränderungen geben
Giovanni De Cesare, operativer Leiter der Hydraulischen Plattform (PL-LCH), EPFL
Drastische Veränderungen und Unbekanntes
Vor allem werden in diesem Zusammenhang grosse Umwälzungen erwartet, so eine weitere Studie*, die Giovanni De Cesare zitiert. "Auch wenn es in dieser Frage keinen Konsens gibt, wird es bis zum Ende des Jahrhunderts zu drastischen Veränderungen kommen", sagt der Bauingenieur. Im Fall des Gries-Staudamms sind diese Veränderungen bereits eingetreten, wie die EPFL-Studie zeigt: "Früher setzte der Gletscher ein feines Sediment frei, die sogenannte ’Gletschermilch’. Jetzt setzt er Moränenmaterial frei, das ein Delta bildet. Diese groben Sedimente bleiben vorerst an den Seiten liegen, aber die erwarteten starken Niederschläge könnten dazu führen, dass sie in den Stausee transportiert werden." Ein solches Ereignis würde die Funktion des Stausees beeinträchtigen. Es gibt noch weitere Unbekannte: Der Anstieg des Waldes in die Höhe könnte entweder zu einer Stabilisierung des Bodens führen oder aufgrund des Verlusts von Permafrost (dauerhaft gefrorener Boden) die Erosion fördern und Sicherheitsprobleme verursachen... Schliesslich werden in einigen Jahren wahrscheinlich neue Seen entstehen, wo einst der Gletscher war.
Umfassende Studien
Giovanni De Cesare beschäftigt sich seit fast 30 Jahren mit Wasserkraft und trifft sich im Rahmen seiner Forschungen regelmässig mit den Betreibern grosser Staudämme. "Ich fordere sie heraus, denn es ist alles da. Die Investitionen zur Sanierung der Staudämme wurden sicherlich vorausschauend getätigt und wir haben die Technologie, um dies zu tun. Jetzt müssen wir nur noch handeln. Einige Hausbesitzer tun es, aber wir sind noch zu langsam!"
Nach Ansicht des Forschers sollte nicht nur der Betreiber darüber entscheiden, wie viel Wasser im Laufe der Jahreszeiten für Dienstleistungen wie Strom, künstliche Beschneiung, Biodiversität, alpine Landwirtschaft, Kühlung von Atomkraftwerken, Industrie, Trinkwasser oder auch die Grundwasseranreicherung zur Verfügung gestellt wird. "Deshalb muss ab sofort eine umfassende Studie über die Ressourcennutzung jedes einzelnen Reservoirs durchgeführt werden. Deutschland hat dies mit seiner Nationalen Wasserstrategie, die 2023 verabschiedet werden soll, getan und verschiedene Szenarien für Extremsituationen formuliert. In der Schweiz sind wir zu spät dran", befürchtet der Forscher**.
* Herman, F., De Doncker, F., Delaney, I., Prasicek, G., and Koppes, M. (2021). The impact of glaciers on mountain erosion. Nat Rev Earth Environ 2, 422-435. doi:10.1038/s43017-021-00165-9
**Im August 2023 erachtete der Bundesrat in Beantwortung eines im Nationalrat eingereichten Postulats die Einführung einer nationalen Strategie zur Behandlung von Interessenkonflikten als unnötig. Die den Kantonen zugewiesenen Mittel und Ressourcen werden als ausreichend erachtet.
De Cesare, G. (2025). Sedimentation of a high Alpine Hydropower Reservoir under Climate Change: What will disappear first, the Glacier or the Reservoir? in Book ’Particulate Gravity Currents: Theory, Experiments, and Environmental Applications’, Kneller, B., Meiburg, E., Vowinckel, B., and Zhiguo He, Z. (eds), published: 26 September 2025, Print ISBN:9781394216697 doi:10.1002/9781394216727 , pp. 49-65, https://doi.org/10.1002/9781394216727.CH4
