Unterirdischer Strom: Erdkabel sind kein Allheilmittel

Unterirdischer Strom: Erdkabel sind kein Allheilmittel

von Angela Schmid

Stromkabel werden künftig unterirdisch verlegt. Darüber freuen sich nicht nur viele Bürger, sondern auch Forscher - denn es gibt kaum Vorerfahrungen.

Immer mehr Windräder, immer mehr Strommasten. Die Akzeptanz der Bürger zum Ausbau der Erneuerbaren Energien schrumpft in vielen Regionen. Denn die Leitungen sind nur selten schön - aber irgendwie muss der Strom von der windstarken Küste zum energiehungrigen Süden transportiert werden.

Erdkabel sind eine Möglichkeit, um die Bürger zu beschwichtigen. Auch die Bundesregierung hat das erkannt. Um Bürgerproteste gegen die geplanten Stromautobahnen zu verringern, sollen Leitungen vorrangig unterirdisch verlegt und die bestehenden Trassen stärker genutzt werden. Das beschloss jetzt das Bundeskabinett.

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In der Nähe von Ortschaften sind damit künftig Höchstspannungstrassen (380 Kilovolt) verboten. Sie sollen als Erdkabel im Boden verschwinden. Rund 1000 neu geplante Leitungskilometer sollen somit unter die Erde kommen. Das betrifft aber vorwiegend die Stromautobahnen „Südlink“ und „Südost“. Und wo genau die beiden Stromautobahnen durch Deutschland verlaufen werden, steht ohnehin noch nicht fest.

Das hat allerdings seinen Preis: Erdkabel sind je nach geografischen Begebenheiten vier- bis achtmal so teuer wie Freileitungen. Wirtschaftsminister Sigmar Gabriel (SPD) erwartet, dass die Erdverkabelung die Kosten für die beiden Gleichstrom-Trassen zwischen drei und acht Milliarden Euro in die Höhe treibt. Investitionen, die am Ende die Stromkunden und die Industrie über höhere Netzentgelte bezahlen müssen.

Geplant sind vor allem Gleichstromleitungen – beim Wechselstrom wird es in Zukunft weiterhin größtenteils Freileitungen geben. Denn bisher gibt es kaum Erfahrungen mit Erdkabel als Wechselstrom-Trassen. Vorerst sind daher Pilotstrecken geplant.Gleichstrom und Wechselstrom: Beim Wechselstrom wechseln die Elektronen im Kabel regelmäßig ihre Richtung. Im europäischem Stromnetz 100 Mal in der Sekunde. Daraus ergibt sich eine Frequenz von 50 Hertz. Wechselstrom hat eine entscheidende Eigenschaft: Er kann über Transformation seine Spannung verändern. Gleichstrom erzeugt kein wechselndes Feld. Damit sind die Transportverluste weitaus geringer als beim Wechselstrom.In ganz Europa gibt es im Wechselstrom-Höchstspannungsnetz (220 und 380 kV) gerade einmal 110 Leitungskilometer als Erdkabel, während etwa 110.000 Leitungskilometer oberirdisch als Freileitung verlaufen. In den Niederlanden hat Übertragungsnetzbetreiber Tennet gerade auf einer Strecke von zehn Kilometer ein Wechselstrom-Erdkabel verlegt. Wissenschaftlich begleitet wird das Projekt von der Universität Hannover. Ein gewaltiges Unterfangen.

40 Meter breit ist die Baustrecke, 25 Meter wird anschließend die fertige Kabeltrasse sein. Allerdings wird sie kein Passant sehen können - der Boden könnte zudem landwirtschaftlich genutzt werden. Nur Bäume die tiefe Wurzeln haben, dürfen dort nicht stehen.

"Eine komplexe Angelegenheit"

„Es funktioniert – aber es zeigt ganz klar, dass es eine komplexe Angelegenheit bleibt“, so Tennet-Pressesprecherin Ulrike Hörchens. Es ist eine Technik, die noch nicht langfristig ausgetestet sei. „Wir brauchen Pilotprojekte, um den Einsatz von Erdkabel im Wechselstrombereich behutsam zu testen und weiter zu entwickeln“, so Lex Hartman, Mitglied der Geschäftsführung. Damit und mit dem Vorrang für Gleichstrom-Erdkabel sei Deutschland führend bei der Weiterentwicklung der Erdkabel im Höchstspannungsbereich.

(Mehr Statistiken finden Sie bei Statista)

Die technischen Herausforderungen für den Einsatz von Wechselstrom-Erdkabel sind vielfältig. Wie sich der Einsatz auf das elektrische System auswirken wird, ist bisher nicht bekannt. Auch nicht, wie häufig sie ausfallen, wie lange Reparaturen dauern oder wie sich Erdkabel langfristig im Zusammenspiel mit den oberirdisch verlaufenden Freileitungsabschnitten verhalten.

Um Erfahrungen zu sammeln, hat der Gesetzgeber vier Pilotprojekte im Energieleitungsausbaugesetz (EnLAG) Pilotprojekte vorgesehen:

  1. Ganderkesee - Wehrendorf

    (Nordrhein Westfalen, Niedersachsen)Netzbetreiber: Amprion und TennetDas Projekt befindet sich im Planfeststellungsverfahren

  2. Lauchstädt - Redwitz

    (Sachsen-Anhalt, Thüringen, Bayern)Netzbetreiber: TenneTDas Projekt ist genehmigt sowie teilweise bereits gebaut und in Betrieb.

  3. Diele - Niederrhein

    (Nordrhein Westfalen, Niedersachsen)Netzbetreiber: Amprion und TennetDas Projekt ist teilweise in Bau sowie teilweise noch im Genehmigungsverfahren (Planfeststellung). Im Abschnitt „Punkt Bredenwinkel - Punkt Borken Süd“ wurde bundesweit erstmalig ein Erdkabelabschnitt festgelegt, der sich im Bau befindet und bei Raesfeld in einem Informationszentrum besichtigt werden kann.

  4. Wahle - Mecklar

    (Niedersachsen und Hessen)Netzbetreiber: TenneTDas Projekt befindet sich im Planfeststellungsverfahren.

Das erste Stück eines Pilotprojektes hat Amprion gerade abgeschlossen. Eineinhalb Jahre dauerte es, das 3,4 Kilometern lange Wechselstrom-Erdkabel in der Nähe von Münster zu verlegen. Im Frühjahr 2016 soll die erste 380 Kilovolt-Höchstspannungsleitung ans Netz gehen.

Eine Bundesstraße und ein Bach mussten dazu aufwendig unterquert und das komplette Erdreich des sieben Meter breiten Schachts Schicht für Schicht abgetragen und anschließend wieder sorgfältig zurückgeschoben werden. Eine Sisyphusarbeit für die baubiologische Begleitung. Das war jedoch eine Voraussetzung, auf die die Landwirte bestanden haben.

30 Millionen Euro hat das Kabel gekostet – gut sechsmal so viel wie eine vergleichbare Überlandleitung, erklärt Amprion-Sprecher Andreas Preuß. Für den Netzbetreiber erst der Anfang. Zwei Abschnitte folgen noch. Insgesamt liegen die Kosten für die Strecke dann bei rund 100 Millionen Euro.

Gleichstrom-Autobahn ohne Abfahrt

Neben dem hohen Zeitaufwand und den Kosten ist ein weiteres Problem, dass nach maximal zehn Kilometern eine Kompensationsanlage von der Größe eines Trafohäuschens gebaut werden muss, da die Transportverluste bei Wechselstrom so groß sind, dass sonst am Ende kein Strom mehr ankommen würde. Zudem ist die Verbindung von Erdkabel und Freileitung noch technisches Neuland. Ein Allheilmittel, so Preuß, seien Wechselstrom-Kabel nicht.

Auch bei Gleichstrom ist nicht alles optimal. Zwar hat das Erdkabel auf längeren Strecken weniger Übertragungsverluste als Wechselstrom. Dafür sind keine Abzweigungen zu anderen Netzen möglich. Als fährt man auf einer Autobahn, ohne jemals abfahren zu können. Punkt-zu-Punkt-Verbindung wird das genannt.

Liegen die Kabel in der Erde, müssen große und teure Konverteranlagen den Strom erst in Gleichstrom und am Ende des Weges wieder zurück in den üblichen Wechselstrom umwandeln. Immerhin: Zur Anbindung von Offshore-Windparks ist das sinnvoll und längst erprobt.

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