Auswirkungen von hydrokinetischen Turbinen auf das Verhalten der Regenbogenforelle

Strom aus Flüssen ohne große Staudämme

Die Versorgung entlegener Gemeinden mit sauberer, verlässlicher Elektrizität bedeutet oft, nahegelegene Flüsse zu nutzen. Herkömmliche Wasserkraftwerke können viel Energie erzeugen, blockieren aber auch Fischwanderungen und stören ganze Flussökosysteme. Diese Studie stellt eine einfache, aber entscheidende Frage: Können kleinere, direkt im strömenden Wasser angebrachte Turbinen Energie liefern, ohne Fischen im Weg zu stehen — in diesem Fall jungen Regenbogenforellen?

Kleine Turbinen im fließenden Wasser

Anstatt einen Fluss mit einem Damm abzuriegeln, werden hydrokinetische Turbinen direkt in die Strömung gesetzt, ähnlich kleinen Unterwasserwindmühlen. Die Forschenden konzentrierten sich auf ein gängiges Design, die Vertikalachs­turbine, die sich auch in relativ langsam fließendem Wasser drehen kann. Diese Geräte nehmen nur einen Teil der Flussbreite ein und lassen offene „Korridore“ mit freiem Durchfluss. Um zu verstehen, wie Fische reagieren, bauten die Forschenden einen klarwandigen künstlichen Kanal im Labor und installierten entweder eine Turbine oder ein Paar Turbinen, die in unterschiedliche Richtungen liefen. Dann ließen sie juvenile Regenbogenforellen frei, einzeln oder in Dreiergruppen, und filmten ihre Bewegungen von oben.

Fische verfolgen in einem Testkanal

Hochgeschwindigkeitsvideos und Tracking‑Software ermöglichten es den Wissenschaftlern, die Bahn jedes Fisches zu rekonstruieren, wie viel des Kanals sie erkundeten, wie oft sie an den Turbinen vorbeischwammen und sogar, wie schnell sie mit dem Schwanz schlugen — ein Maß für die Schwimmleistung. Sie verglichen fünf Versuchsbedingungen: keine rotierende Turbine, eine rotierende Turbine mit einem einzelnen Fisch, eine rotierende Turbine mit einem Schwarm, und zwei unterschiedliche Betriebsarten eines Turbinenpaars. In jedem Versuch blieben Strömungsgeschwindigkeit und Turbinendrehzahl gleich, sodass Verhaltensänderungen direkt auf die Turbinenanordnung und die soziale Situation zurückgeführt werden konnten.

Sicheres Passieren und bevorzugte Ruheplätze

Die zentrale Erkenntnis ist beruhigend: Die Turbinen hinderten die Forellen nicht daran, flussaufwärts oder flussabwärts zu schwimmen. Die Passageraten an den Maschinen waren genauso gut wie in der Kontrollbedingung ohne rotierende Schaufeln, und in einer Zwillings‑Turbinen‑Anordnung überquerten die Forellen die Turbinen sogar häufiger. Direkte Treffer durch Turbinenschaufeln waren sehr selten und führten zu keinen sichtbaren Verletzungen. Die Fische änderten jedoch, wo sie ihre Zeit verbrachten. Sie zogen in Bereiche direkt unterhalb und oberhalb laufender Turbinen, in denen die rotierenden Schaufeln Taschen mit langsamerem Wasser erzeugten. Diese „Schwanzwolken“ (Wakes) boten den Forellen die Möglichkeit, mit weniger Aufwand ihre Position zu halten, während die schnellere Hauptströmung anderswo im Kanal vorbeirauschte.

In der Gruppe mutiger

Ob Forellen allein oder in einer kleinen Gruppe schwammen, war von Bedeutung. Einzelne Fische hielten tendenziell Abstand zu einer rotierenden Turbine, verbrachten mehr Zeit ruhend am Kanalboden und hatten weniger nahe Begegnungen mit den Schaufeln. Fische in Schwärmen dagegen waren mutiger. Gruppen näherten sich den Turbinen häufiger, blieben näher an ihnen und nutzten die Zonen mit niedriger Strömung intensiver — besonders wenn zwei Turbinen nebeneinander betrieben wurden und eine größere ruhige Region entstanden. Interessanterweise sparte das bloße Schwärmen nicht automatisch Energie: Insgesamt waren die Schwanzschlagraten hauptsächlich in den ruhigeren Wake‑Bereichen niedriger, nicht allein aufgrund des Zusammenstehens.

Was das für Flüsse und Energie bedeutet

Für Entscheidungsträger, die saubere Energie und den Erhalt von Flüssen in Einklang bringen wollen, sind diese Ergebnisse ermutigend. In einem relativ breiten Kanal erlaubten in‑Stream‑Turbinen, die nur einen Teil der Strömung einnahmen, jungen Forellen, sich frei zu bewegen und unverletzt zu überleben, während sie zugleich ruhige Wasserflächen boten, die die Fische offenbar schätzten. Gleichzeitig könnte die Ansammlung von Fischen in Turbinen‑Wakes in natürlichen Flüssen günstige Jagdorte für Räuber schaffen, und großmaßstäbliche Anlagen werden stärkere Strömungen erzeugen als die Labormodelle. Dennoch scheinen hydrokinetische Turbinen, verglichen mit großen Dämmen, die zu hohen Fischverlusten führen können, eine vielversprechende Möglichkeit zu sein, erneuerbare Energie aus Flüssen zu gewinnen und gleichzeitig das aquatische Leben in Bewegung zu halten.

Zitation: Sonnino Sorisio, G., Müller, S., Wilson, C.A.M.E. et al. Impact of hydrokinetic turbines on rainbow trout behaviour. Sci Rep 16, 13652 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43568-8

Schlüsselwörter: hydrokinetische Turbinen, Regenbogenforelle, Fischverhalten, erneuerbare Energie aus Flüssen, aquatische Ökologie