Schwing

Größtes Wasserkraftwerk Afrikas

SCHWING liefert Betonpumpen und Verteilermaste für größtes Wasserkraftwerk auf dem afrikanischen Kontinent.

Spannende Spiele, moderne Stadien und eine weltoffene Gastfreundlichkeit prägten die Bilder der Fußball-Weltmeisterschaft in Südafrika im Jahr 2010. Nach der Euphorie dieses Großereignisses beschäftigt sich Südafrika nun wieder mit den Alltagsproblemen eines Staates, der weiterhin von sozialem Ungleichgewicht und hoher Arbeitslosigkeit geprägt ist. Die gedämpfte weltweite Nachfrage nach metallischen Rohstoffen stellt die stark vom Export ihrer Bodenschätze abhängige Regenbogennation auf eine ernste Probe. Ein instabiles Energienetz und der Anstieg der Strompreise allein im Jahr 2012 von über 25 % vermindert die Wettbewerbsfähigkeit der südafrikanischen Minengesellschaften auf dem Weltmarkt zusätzlich.

Einer der zentralen Ansatzpunkte für ein Konjunkturprogramm der Regierungspartei ANC ist deshalb die Optimierung der Energieversorgung mit einem langfristig ausgelegten und gleichzeitig umweltschonenden Konzept. Zurzeit wird mit dem bestehenden Kraftwerkspark eine Gesamtstromleistung von 40.000 MW produziert, doch die Anforderungen an eine Kapazitätserweiterung und eine Stabilisierung des Stromnetzes sind gestiegen. Neben dem Ausbau der konventionellen Kraftwerkstechnik für die energetische Grundauslastung wird ein besonderer Fokus auf ressourcenschonende Pumpspeicherkraftwerke gelegt, die tagsüber flexibel die Spitzen des Energiebedarfs abdecken können.

Einer der Bausteine dieser neuen Energievision wird nun ca. 350 km südlich von der Großstadt Johannesburg mit Leben erfüllt. Hier entsteht das zukünftig größte Wasserkraftwerk auf dem afrikanischen Kontinent, das einen wichtigen Beitrag bei der Umsetzung einer diversifizierten und umweltschonenden Energiepolitik in Südafrika übernehmen wird. Im Drakensberg-Gebirge an der Grenze der Provinzen Free State und KwaZulu-Natal schaffen zwei große durch Flüsse gespeiste natürliche Wasserreservoirs mit einem Gesamthöhenunterschied von ca. 470 m die optimalen geologischen Voraussetzungen zur Errichtung eines modernen Pumpspeicherkraftwerkes. In Zeiten hohen Energiebedarfs sollen zukünftig die Wassermassen des oberen Beckens vier Turbinen mit einer Gesamtleistung von 1.333 MW antreiben. Obwohl man beim Pumpen wieder Strom verbraucht, rechnet sich das Konzept für den Betreiber: Die in Phasen schwacher Nachfrage verbrauchte Elektrizität ist billiger als der Strom, den man für den Bedarf in Spitzenzeiten erzeugt.

Generalunternehmer für dieses wegweisende und auf den Namen „Ingula“ getaufte Projekt ist der südafrikanische Energieversorger Eskom Holding Ltd., der schon heute 95 % des Gesamtenergiebedarfs der Nation am Kap abdeckt und damit einer der größten Stromanbieter weltweit ist. Der Auftrag für die bauliche Ausführung der Untertagearbeiten und der Anlage der Wasserhochdruckstollen, die unterirdisch die beiden Wasserbecken verbinden werden, wurde an das italienisch-südafrikanische Joint Venture „CMI“ vergeben. Dabei müssen alleine für die Aushebung des unterirdischen Tunnelsystems mit einer Gesamtlänge von ca. 15 km ca. 3 Millionen m3 Gestein bewegt werden. Die Führung des Joint Ventures liegt bei den italienischen Bauunternehmen „CMC di Ravenna“ und „Impregilo S.p.A.“.

Schon in der Planungsphase haben die verantwortlichen Ingenieure von CMC SCHWING kontaktiert, um ein technisches Gesamtkonzept für die Betoneinbringung abzustimmen.

Zunächst geht es in einem ersten Bauabschnitt darum die Fundamente der gigantischen unterirdischen Maschinenhalle zur Aufnahme der Turbinengehäuse zu betonieren. Eine gewichtsoptimierte Bauweise sowie schnelle Auf- und Umrüstzeiten waren hier die entscheidenden Argumente, um zwei separate Verteilermaste des Typs SPB 30 von SCHWING einzusetzen. Die beiden 4-teiligen Verteilermaste mit einer horizontalen Gesamtreichweite von 30 m wurden an zentralen Positionen der Maschinenhalle auf 6 m hohe Tragsäulen aufgebaut. Bei den beengten Platzverhältnissen im Untertageeinsatz können die flexiblen Mastsysteme mit ihren guten Schlupf- und Einfädeleigenschaften ihre Stärken optimal ausspielen und so zu einem effektiven und zügigen Baufortschritt beitragen.

In einem zweiten Bauabschnitt sollen insgesamt 20.000 m3 Beton zur Hinterfüllung der Wasserdruckrohrleitungen in den beiden unterirdischen Verbindungsschächten des oberen und unteren Wasserreservoirs eingebracht werden. Auch hier setzt man auf Produkte von SCHWING: Zwei leistungsstarke stationäre Hockdruckbetonpumpen des Typs SP 4800 E, die am unteren Ausgang der Wasserschächte nahe der Turbinenhalle positioniert sind, werden den Beton über eine Strecke von jeweils 932 m auf eine maximale Höhe von 386 m fördern. Auswahl des Maschinentyps und die Dimensionierung der Hochdruckförderleitung erfolgte nach sorgfältiger Analyse der verwendeten Betonzusammensetzung im SCHWING Stammhaus in Herne. Das SCHWING Expertenteam konnte bei der Beratung auf umfassende Erfahrungen mit vergleichbaren Projekten zurückgreifen und so wurde unter Beachtung der lokalen Randbedingungen ein sicheres und wirtschaftliches Gesamtkonzept für das Ingula-Kraftwerk erstellt. Die Rezeptur des eingesetzten selbstverdichtenden Betons der Güteklasse C25 weist ein Größtkorn von 9,5 mm und einen Wasser-Zement-Wert von 0,48 aus. Die Hinterfüllung der unter einem Neigungswinkel von 24° verlaufenden Druckrohrleitungen ist dabei ein bedeutender Meilenstein im Gesamtprojektplan.

Mit einem Gesamtvolumen von ca. 27 Milliarden Rand (790 Mio. US Dollar) gehört das Ingula-Kraftwerk zu den größten aktuellen Investitionsprojekten des Landes. Das Gebiet um die beiden Staubecken ist Heimat für viele wildlebende Tierarten, und Eskom hat ein Programm aufgelegt, um dem Areal auch bei Betrieb des Kraftwerkes den Status eines Naturschutzgebietes zu geben. Am oberen Staudamm ist der Bau eines Besucherzentrums geplant. Die Inbetriebnahme des Kraftwerkes ist für das Jahr 2015 geplant.