Pumpspeicherkraftwerk Nant de Drance
Stabilisierung des europäischen Netzes und Sicherung der Stromversorgung der Schweiz
Das Pumpspeicherkraftwerk Nant de Drance wurde konzipiert, um einen Teil des enormen Wasserkraftpotenzials der Schweizer Alpen zur Sicherung der Schweizer Stromversorgung und der Stabilisierung des europäischen Netzes zu nutzen. Es ist eines der leistungsstärksten Pumpspeicherkraftwerke in Europa und hat eine Speicherkapazität von 25 Mio. Kubikmeter.
AFRY wurde 2002 vom Auftraggeber beauftragt dieses Projekt zu entwickeln und es über die Machbarkeitsstudie, das Vor-, Bau- und Auflageprojekt sowie über die Ausschreibungen zur Ausführungsreife zu bringen. Im Herbst 2008 begannen die Bauarbeiten, mit AFRY als Gesamtplaner bis Herbst 2012. Ab Herbst 2012 übernahm AFRY diverse Schlüsselrollen im Projekt. Unter anderem war AFRY mit der technischen Fachkoordination des Gesamtprojekts, der Ausführungsplanung, dem Projektcontrolling, dem Aufbau eines Datenmanagementsystems, der Bauplanung und -leitung, dem Stahlwasserbau, der Elektromechanik und der Elektrotechnik, sowie der verstärkten Überwachung Talsperren und Talverformungen beauftragt. Die Anlage wurde im Herbst 2022 in Betrieb genommen.
Eigenschaften des Kraftwerks
Das 900-MW Nant de Drance Pumpspeicherkraftwerk wurde unter Nutzung der beiden bestehenden Reservoirs Vieux Emosson (oberer Stausee) und Emosson (unterer Stausee) in den Schweizer Alpen entwickelt. Die verfügbare Fallhöhe zwischen diesen beiden Reservoirs beträgt bis zu 395 m. Das Fassungsvermögen des oberen Stausees wurde durch eine 20 m hohe Erhöhung der bestehenden Staumauer Vieux Emosson fast verdoppelt.
Das Triebwassersystem besteht aus zwei unabhängigen Triebwasserwegen von je ca. 2350 m, in denen jeweils die 425 m tiefen Vertikalschächte enthalten sind. 13 km Tunnel ermöglichen den ganzjährigen schneefreien Zugang zu den Anlagen.
Der unterirdische Kraftwerkskomplex besteht hauptsächlich aus der Hauptkaverne (194x52x32 m), der Transformatorkaverne (132x18x18 m) und drei Zugangstunneln. Der längste Tunnel ist der Hauptzugangstunnel zur Maschinenkaverne.
Er ist 5,6 km lang, aufgefahren mit einer Hartgesteins-TBM mit 9,45 m Durchmesser und einer maximalen Steigung von 12% (winterfester Zugang).
Die sechs vertikalen, reversiblen Francis-Pumpturbineneinheiten von je Maximum 157 MW und die vertikalen Asynchronmotor-Generator-Einheiten mit 170 MVA sowie weitere zentrale Anlagenelemente stellen die Kernausrüstung des Pumpspeicherkraftwerks Nant de Drance dar.
Nant de Drance als Jahrhundertprojekt
Mit Kosten von etwas über 2 Milliarden Franken ist das Projekt ein wichtiger Bestandteil der schweizerischen und europäischen Energiestrategie. Dank der installierten Leistung von 900 MW kann das Kraftwerk innert kürzester Zeit grosse Mengen Strom produzieren oder Energie speichern. Die hohe Flexibilität ist eine der Hauptstärken dieser Anlage, da die aus den erneuerbaren Energiequellen erzeugte volatile Strommenge auf diesem Weg optimal gespeichert wird.
AFRY erbrachte von der Vorstudie bis hin zur Inbetriebnahme Dienstleistungen in vielen Fachbereichen:
- Gesamtleitung
- Technische Fachkoordination
- Projektmanagement
- Datenmanagement
- Tunnelbau
- Stahlwasserbau
- Bauleitung
- Elektromechanik
- Elektrotechnik
- Haustechnik
- Sicherheit
- Hydrogeologie
Gesamtplaner (alle Fachbereiche) für die Phasen Vorstudie, Vorprojekt, Bauprojekt, Bau- und Konzessionsgesuch, Ausschreibung und Realisierung (bis 10/2012)
Die technische Koordination über alle Fachbereiche wurde mit Hilfe von BIM (Building Information Modeling) und der BIM-Methode durchgeführt. Die 3D-Modelle der Bauwerke und die 3D-Modelle der verschiedenen Ausrüstungen wie Kugelschieber, Turbinen, Generatoren, Kabelkanäle, Rohrsysteme usw. wurden zwischen AFRY und den Lieferanten ausgetauscht. Mit Hilfe der Modelle wurden das Layout und die Anordnung des Kraftwerks und der Schnittstellen koordiniert und optimiert. Die Modelle wurden auch auf Kollisionen hin überprüft. Änderungswünsche, erkannte Kollisionen oder andere Probleme wurden als «Issues» in Listen abgelegt (Issue Management). Die Modelle wurden außerdem für Visualisierungszwecke und zur Simulation von Montageprozessen verwendet.
AFRY erhielt den Arc-Award BIM, Schwerpunkt Kollaboration (Veranstalterin: Docu Media Schweiz, Ausloberin: Schweizerische Baudokumentation) für diese Arbeit in Nant de Drance im Jahr 2017.
Projektcontrolling mit Kostenmanagement, Endkostenprognosen, Vertragsmanagement, Nachtragsmanagement, Aufbau- und Ablaufplanung, Informationsmanagement über die gesamte Bauzeit, Risikomanagement, Bauherrenunterstützung inkl. Erstellung Projekthandbuch und Übernahme der Projektkosten in die Betriebsbuchhaltung des Bauherren
Aufbau Datenmanagementsysteme mit abgestimmten Datenmodell inklusive Einrichtung und Überwachung einer Schnittstelle für den gegenseitigen Austausch der Dokumente
Optimierung Vorprojekt; Bauprojekt; Erstellen Ausschreibungsunterlagen und Auswertung der Angebote; Ausführungsplanung für Triebwasserwege, Zugangstunnel/-stollen, Schächte und verschiedene Kavernen; technische Bauleitung; Begleitung Inbetriebnahme; Mitglied Expertengruppe für Talsperrensicherheit
Triebwasserwege bestehend aus Ein-/Auslaufbauwerke, Beton- und stahlgepanzerte Druckstollen, Schieberkammer mit Drosselklappe, Vertikalschächte, Schützenkaverne mit zwei Rollschützen; Studien, Vorentwurf, Ausschreibungsplanung und Bauplanung, Ausschreibungsverfahren, Angebotsauswertung, Ausführungsplanung und Fachbauleitung
Oberbauleitung bis 07/2011, Chefbauleitung, örtliche Bauleitung gemäss SIA Phase Realisierung inkl. Termin-, Vertrags- und Kostenmanagement
Pumpturbinen, ober- und unterwasserseitige Kugelschieber, Motor-Generator mit Frequenzumrichter, Regler (hydraulisch und digital), Kühlsystem, Druckschacht Füllungssystem, Druckluftsystem, Öllagerung und Aufbereitungssysteme, Krananlagen in den Kavernen, Vorstudien, Modellversuch, Projektierung, Bauprojekt, Erstellen von Ausschreibungsunterlagen, Vergleich der Angebote und Vergabe, Projektabwicklung und Ausführungsplanung sowie Unterstützung bei der Montageleitung und Inbetriebnahme
Transformatoren, GIS-Anlage, Eigenbedarf, Prozessleittechnik und Schutz (Beihilfe), Vorstudien, Projektierung, Bauprojekt, Erstellen von Ausschreibungsunterlagen, Vergleich der Angebote und Vergabe, Projektabwicklung und Ausführungsplanung sowie Unterstützung bei der Montageleitung und Inbetriebnahme
Sanitär, HLK, Licht + Kraft, Brandschutz; Vorprojekt, Bauprojekt, Bau- und Konzessionsgesuch; Unterstützung Bauleitung Innenausbau
Erstellung eines Überwachungskonzeptes, Verstärkte Überwachung der Talsperren und der Talverformungen während des Ausbruchs im Spreng- und TBM-Vortrieb (Software DAMOSY), Überwachung der Verschiebung von Kavernen und Stollen (Software 2doc), Erstellen Sicherheitskonzept über die gesamte Anlage, Planung und Begleitung der Erstbefüllung, Mitglied der Expertengruppe des BFE
Erstellung eines hydrogeologischen Modells im Vorprojekt und Planung und Realisierung von verschiedenen geotechnischen Lösungen
Martin Aemmer, Leiter Bereich Wasserkraft:
Nant de Drance ist eines der Leuchtturmprojekte der Schweizer Wasserkraft der Neuzeit. Die Visionäre haben mit diesem Projekt vor vielen Jahren Weitsicht bewiesen. AFRY ist stolz, zu der gesamthaften Entwicklung dieses Projektes mit den breiten Kompetenzen aus den Bereichen Energie und Infrastruktur massgeblich beigetragen zu haben.
Fakten zum Projekt
Kunde: Nant de Drance SA, gegründet am 07.11.2008 mit den Beteiligungen, Alpiq Suisse SA (39%), Schweizer Bundesbahn (36%), Industrielle Werke Basel (15%), Kanton Wallis (10%)
Gesamtprojektkosten: ca. CHF 2.2 Mrd.
Gesamthonorar AFRY: ca. CHF 100 Mio.
Bearbeitungszeitraum: 2002 - 2022
Dienstleistungen: Vorstudie (2002), Vorprojekt (2004 – 2006), Bau- und Konzessionsgesuch (2006 – 2007), Ausschreibung (2006 – 2007), Realisierung (ab 2008), Bau- und Montageleitung (ab 2008), Inbetriebsetzung (Beihilfe) (2017 – 2022)
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