Für Städte: Eisgekühlte Supraleiter sind die Stromkabel der Zukunft

Für Städte: Eisgekühlte Supraleiter sind die Stromkabel der Zukunft

von Angela Schmid

RWE betreibt das längste Supraleiter-Stromkabel der Welt. Über einen Kilometer liefert es fünfmal mehr Strom als üblich.

Supraleiterkabel sind das Non-Plus-Ultra unter den Stromleitungen. Im Vergleich zu herkömmlichen Kabeln können sie das Fünffache an Strom transportieren, und dies nahezu verlustfrei. Sie haben nur einen Nachteil: Supraleiterkabel müssen sich in einem extrem gut isolierten Rohr befinden, in dem Minus 200 Grad herrschen. Bedingungen, die es derzeit nur in Essen gibt.

RWE Deutschland erhielt das für weltweit längste Supraleiterkabel den IKU Innovationspreis für Klima und Umwelt vom Bundesumweltministerium. Hört sich gigantisch an, dabei ist das 10.000-Volt-Kabel nur einen Kilometer lang. Die Begrenzung hat weniger mit der Technologie, sondern mehr mit der Logistik zu tun. "RWE und die Projektpartner wollten demonstrieren, dass die Technologie in der Innenstadt einsetzbar ist und haben daher in Essen eine geeignete Strecke gesucht, die zwischen zwei Umspannanlagen in der Essener Innenstadt liegt", erklärt RWE-Sprecher Sebastian Ackermann.

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Die eisigen Temperaturen sind wichtig, damit diese Kabel ihren Widerstand verlieren. Realisiert wird dies mit flüssigem Stickstoff. Supraleiterkabel müssen daher wärmeisoliert sein und zudem neben dem Kabelmaterial selbst genügend Raum für das Kühlmittel lassen. Eine knifflige Angelegenheit. Denn gleichzeitig darf das gesamte Kabel nicht viel dicker als herkömmliche Leitungen sein, damit es problemlos in denselben Kanälen verlegt werden kann.

In Essen wird das Kabel an einem Ende über einen mehrere Meter hohen Tank mit kühlendem Flüssigstickstoff befüllt. Während er durch das Kabel fließt, nimmt er die Wärme seiner Umgebung auf, erwärmt sich dabei, bleibt jedoch weiterhin flüssig und wird durch eine weitere Kabelschicht abgeleitet.

Das Modellprojekt AmpaCity, das bereits seit 2014 Strom mitten durch Essen transportiert, kostete RWE rund 13,5 Millionen Euro - wovon das BMWi 5,9 Millionen Euro trägt - und damit weitaus mehr als ein konventionelles Stromkabel, das für etwa ein Fünftel zu haben gewesen wäre. Aber das für alle wichtige Fazit: Es funktioniert.

Für Joachim Schneider, Vorstand Technik der RWE Deutschland, zeigt AmpaCity "seit knapp zwei Jahren, wie die Energieversorgung von Großstädten in Zukunft aussehen kann. Das weltweite Interesse ist ungebrochen." Möglicherweise hat der Versorger dem Supraleiter damit den Weg geebnet, Schneider zumindest habe "auch Überlegungen für weitere Anwendungen supraleitender Kabel."

Supraleiter lösen unterirdische PlatzproblemeRund 35 Millionen Kilowattstunden Strom hat das Kabel der neuesten Generation bisher übertragen, was einer Energielieferung an 10.000 Haushalte entspricht. Zu den Projektpartnern gehören der Kabelhersteller Nexans, der neben dem Energiekabel auch einen supraleitenden Kurzschluss-Strombegrenzer für den Testbetrieb lieferte, der Projektträger Jülich und das Karlsruher Institut für Technologie (KIT), das den Feldversuch wissenschaftlich begleitet.

Supraleiter gelten als zukunftweisende Lösung für eine platzsparende und besonders energieeffiziente Übertragung von Strom in Städten, da gerade in Ballungsregionen der Energiehunger steigt. Doch unter der Erde wird es langsam eng. Es verlaufen nicht nur Strom-, sondern auch Datenkabel und in großen Städten auch noch U-Bahnen. Supraleiterkabel könnten daher die optimale Lösung sein. Denn gerade in Großstädten spielen sich ihre hoch effizienten Vorteile aus.

Das Phänomen der Supraleitung wurde bereits 1911 von dem Niederländer Heike Kamerlingh Onnes, einem Pionier der Tieftemperaturphysik, entdeckt. Für einen neuartigen Supraleiter aus Keramik, der widerstandslosen Stromfluss versprach, erhielten Johannes Georg Bednorz und Karl Alexander Müller 1987 den Physiknobelpreis.

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