Die dritte Energieübertragungs-Technologie

Prinzip der gasisolierten Leitung

 Der Netzausbau und die vorhandenen Technologien sind laut Schueller jedoch kein technisches, sondern - wie eingangs bereits angedeutet - ein gesellschaftliches Problem. Neue (Frei-)Leitungen stossen meist auf grossen Widerstand, sei es aus ästhetischen Gründen oder weil sie im Verruf stehen, gesundheitliche Probleme auslösen zu können. Wobei hier keine Grundsatzdiskussion ausgelöst werden soll, gibt es doch ebenso wissenschaftlich fundierte Studien, die das Gegenteil belegen. Wie dem auch sei, den gesamten nötigen Ausbau «unsichtbar» unter Grund mit Kabeln zu realisieren, war bislang technisch keine gute Lösung, da die Übertragungskapazität von Kabelsystemen im Vergleich zu Freileitungen deutlich geringer ist. 

Das erfolgreiche Projekt setzt auf das Prinzip einer gasisolierten Leitung (GIL). Diese Technologie verbindet die Vorteile von Kabel- und Freileitungen, kann also wie erwähnt unterirdisch verlegt werden und hat eine ausreichend grosse Übertragungskapazität. GIL kamen aufgrund des bis jetzt verwendeten Isoliergases SF6 kaum zum Einsatz, da SF6 ein etwa 23 000-mal stärkeres Treibhausgas ist als CO2. «Es gibt rein von der Isolationsfestigkeit her zwar nichts Besseres als SF6, denn Fluor bindet Elektronen, was für die Isolation ideal ist. Allerdings ist SF6 definitiv ein Klimakiller und aus ökologischer Sicht schlichtweg nicht mehr vertretbar, selbst bei sehr geringen Leckraten in der Praxis», so Schueller. Hinzu kommt, dass Fluor ab 2026 komplett verboten werden wird und es somit keinen Sinn machen würde, hier weiter zu investieren.

Alternative für Alternativloses

Das Team des IET hat es nun geschafft, eine umweltverträgliche GIL zu entwickeln. Luft statt SF6 als Isolator - wegen der viel schlechteren elektrischen Eigenschaften von Luft war dies eine grosse Herausforderung, denn Luft isoliert etwa dreimal weniger gut als SF6. Als umso genialer muss die Errungenschaft eingestuft werden, wenn man bedenkt, dass viele Experten die Möglichkeit einer Realisierung mit Luft für schlichtweg nicht umsetzbar hielten bzw. ihr die Effizienz absprachen. Entsprechend stolz darf das Team darauf sein, ein elektrisch funktionierendes Hochspannungsdesign mit Luft als Isolator entwickelt zu haben.

Schueller betrachtet es nüchtern und fast mit einem Augenzwinkern, dass er und sein Team «nur» eine bestmögliche Alternative gefunden haben: «Man muss sich einfach eingestehen, dass eine Freileitung eine um den Faktor 8 bessere Übertragungskapazität aufweist als das grösste Kabelsystem. Und die unterirdische Verlegung bringt hohe Kosten mit sich. Von daher ist es wirtschaftlich wie technisch gesehen eigentlich kein Gewinn, was wir umgesetzt haben.» Dennoch ist es eine wichtige und bedeutende sowie vor allem alltagstaugliche Alternative und es muss niemand sein Licht unter den Scheffel stellen – im Gegenteil.

Mechanische Errungenschaft

Die Hivoduct AG aus Kemptthal war der Projektpartner des IET-Teams während der vergangenen zwei Jahre, in denen an der Entwicklung und Umsetzung geforscht wurde. Das revolutionäre mechanische Design, welches der ganzen Technologie zu Grunde liegt, wurde von Hivoduct entwickelt. «Die mechanische Errungenschaft neuer Rohre mit deutlich verbesserten Flanschverbindungen war zudem ein Schlüssel, warum das System eine so gute Leistung erzielt», führt Schueller aus. Warum den Flanschen eine besondere Bedeutung zukommt, lässt sich an einem einfachen Beispiel aufzeigen: Ein einziges Haar auf der Schnittstelle zwischen zwei Rohren würde bereits eine Undichtigkeit bedeuten. Und dass bei unterirdisch verlegten Leitungen eine Reparatur immensen Aufwand und ebensolche Kosten mit sich bringen würde, liegt auf der Hand. Das patentierte Slim-Flansch-Design verfügt über eine revolutionäre Doppeldichtung, welche alle mechanischen Nachteile der Technologie löst und im Vergleich zum traditionellen Design mit sechs statt 65 Einzelteilen auskommt.

Die Chancen stehen gut, dass diese Art von Stromleitungen eine wichtige Rolle im Netzausbau der Zukunft einnehmen wird. Realisiert werden können so Übertragungssysteme mit einer um den Faktor 4 erhöhten Kapazität im Vergleich zu herkömmlichen Kabellösungen. Und Interessenten gibt es zuhauf und auch im Alltag beweisen die Systeme bereits ihre Tauglichkeit: Neben einer Pilotanlage im Zürcher Seefeld wird die neue Leitungstechnologie bereits in einer Hochstromanlage in Deutschland eingesetzt, zudem plant die SBB den Einsatz in einem Umspannwerk.

Mehr Infos

IET Institut für Energietechnik