Energiewende: Neue Superkabel leiten verlustfrei Strom

Energiewende: Neue Superkabel leiten verlustfrei Strom

von Wolfgang Kempkens

Bürger und Politik streiten über Stromleitungen für die Energiewende - eine Neuentwicklung könnte zumindest einige neue Trassen überflüssig machen.

Derzeit streiten Politik, Bürger und Netzbetreiber heftig über den Neubau von Stromtrassen aus Nord-, West- und Ostdeutschland in den Süden der Republik. Die Leitungen sollen Elektrizität liefern, wenn die letzten Kernkraftwerke in Bayern und Baden-Württemberg vom Netz gehen. Aber weder Bürger noch der bayerische Ministerpräsident Horst Seehofer wollen die Stromautobahnen vor ihrer Haustür.

Eine Neuentwicklung könnte jetzt zumindest die Erweiterung der gewaltigen Hochspannungsleitungen überflüssig machen, die Windstrom in den Süden Deutschlands transportieren sollen. Der dafür entwickelte Werkstoff nennt sich Magnesiumdiborid, eine Verbindung von Magnesium und Bor. Dabei handelt es sich um einen sogenannten Supraleiter, der bei einer Temperatur von minus 234 Grad Celsius Strom verlustfrei leitet.

Anzeige

Er muss zwar mit hohem energetischem Aufwand mit teurem Helium gekühlt werden, empfiehlt sich aber mit seinen bestechenden Eigenschaften als Übertragungsmedium für große Strommengen über weite Strecken. So etwa auch für das Desertec-Projekt, das Solarstrom, der im Norden Afrikas erzeugt wird, nach Europa transportieren soll.

Das Institute for Advanced Sustainability Studies (IASS) in Potsdam hat gerade gemeinsam mit dem europäischen Kernforschungszentrum Cern in Genf bewiesen, dass Magnesiumdiborid für solche Aufgaben in Frage kommt. Die Forscher platzierten zwei dünne Kabel aus diesem Material in einem Schlauch. Durch den Zwischenraum ließen sie flüssiges Helium zirkulieren, das die 20 Meter langen Leiter auf minus 249 Grad abkühlte.

Das Ganze schirmten sie mit einer hoch effektiven Wärmedämmung ab. Der Durchmesser dieses Kabels beträgt ganze 16 Zentimeter. Es wird, wenn es einmal serienreif ist, unterirdisch verlegt. In regelmäßigen Abständen werden Kühlstationen eingerichtet, die das Helium flüssig halten.

Stromnetze für die Energiewende: Leistung von Kabeln ließe sich verdoppelnDas zweiadrige Kabel, das in einem Labor des Cern installiert ist, überträgt 20.000 Ampere (siehe Aufmacherbild). Der Nobelpreisträger und wissenschaftliche Direktor des IASS, Professor Carlo Rubbia, ist sicher, dass mit derartigen Kabeln problemlos 10 Gigawatt Leistung auf einmal übertragen werden können. Ein solches Kabel hätte einen Durchmesser von 30 Zentimeter. Zum Vergleich: Die geplante Suedlink-Verbindung nach Bayern wird in der ersten Ausbaustufe gerade einmal vier Gigawatt schaffen.

Supraleitende Kabel können überall verlegt werden, im Gegensatz zu Hochspannungsleitungen. Selbst in dicht besiedeltem Gebiet lassen sie sich verbuddeln. Während konventionelle Erdleitungen Wärme ins Erdreich abgeben, beeinflussen die optimal wärmegedämmten Supraleiter die Umwelt nicht.

Konkurrenz ist schon verlegtZwar gibt es noch keine exakten Berechnungen zu den Investitions- und Betriebskosten. Doch Rubbias Mitarbeiter sind sicher, dass Supraleiter auf Magnesiumdiborid-Basis deutlich billiger sind als Hochspannungsleitungen mit der gleichen Übetragungskapazität.

Das neue Supraleitermaterial konkurriert dabei aber mit Hochtemperatur-Supraleitern, deren Herstellungskosten deutlich höher sind. Sie haben allerdings einen entscheidenden Vorteil: Sie müssen auf lediglich 196 Grad Celsius abgekühlt werden. Das geht mit billigem Stickstoff. Außerdem wird fürs Kühlen weniger Strom verbraucht.

Das mit einem Kilometer längste Kabel dieser Art löst bis Mitte diesen Jahres ein konventionelles unterirdisch verlegtes 110.000-Volt-Kabel in der Essener Innenstadt ab. Es ist bereits verlegt und erfolgreich getestet worden. Bis Mitte des Jahres soll es den Normalbetrieb aufnehmen. Weil es verlustfrei arbeitet, genügt eine Spannung von 10.000 Volt, um die gleiche Strommenge zu übertragen. Sie liegt bei 40 Megawatt.

Mit dem Essener Projekt, an dem der Essener Stromversorger RWE, das Karlsruher Institut für Technologie, das große Erfahrung mit Supraleitung hat, und der Kabelhersteller Nexans Deutschland beteiligt sind, soll demonstriert werden, dass die Technik funktioniert. Und vor allem wollen die Projektpartner zeigen, dass sie auf Dauer kostengünstiger werden kann als konventionelle Kabel.

Anzeige
Zur Startseite
-0%1%2%3%4%5%6%7%8%9%10%11%12%13%14%15%16%17%18%19%20%21%22%23%24%25%26%27%28%29%30%31%32%33%34%35%36%37%38%39%40%41%42%43%44%45%46%47%48%49%50%51%52%53%54%55%56%57%58%59%60%61%62%63%64%65%66%67%68%69%70%71%72%73%74%75%76%77%78%79%80%81%82%83%84%85%86%87%88%89%90%91%92%93%94%95%96%97%98%99%100%