(openPR) Der Stromnetzausbau in Deutschland schreitet zwar behindert, jedoch unaufhaltsam voran. Die Frage, welche Verlegemethode - Freileitung oder Erkabel – die effizientere und umweltfreundlichere Lösung ist, ist vielschichtig und wird weiterhin kontrovers diskutiert. Bei der offiziellen Beteiligung der Öffentlichkeit kann auch der einzelne Bürger schon während der planerischen Vorphasen ein kräftiges Wort mitreden. Beide Verlegeverfahren haben bekanntlich ihre Vor- und Nachteile, sodass es einer gewissenhaften und sinnvollen Abwägung aller Aspekte und Interessen bedarf. Die Stromindustrie und ihre Stromnetzbetreiber bevorzugen tendenziell wohl eher aus unternehmerischer Sicht den konventionellen Freileitungsbau, während der Bürger den Netzausbau an sich befürwortet, aber gegen eine „Verdrahtung“ über der Erde ist, und demnach möglichst eine Erdkabellösung installiert sehen möchte. Vereinzelte Anschlussverbindungen sind als Freileitungstrassen schon gebaut, Erdkabelstrecken dagegen noch nicht. Letztere sind also noch nicht ausdiskutiert. Aus Sichtweise der Experten der Stromindustrie sollen diese noch auf langer Strecke, insbesondere im Höchstspannungsbereich mit technischen Nachteilen behaftet, bzw. auf dieser Ebene und Qualität noch nicht ausreichend erprobt sein. Die Befürworter der Erdkabelverlegung stufen diese Technik dagegen gleichfalls als grundsätzlich ausgereift ein.

Ein Nachteil ist zum Beispiel die Kabelerwärmung. Da das Kabel vom Erdboden umgeben ist, wird die Wärme, die durch die elektrischen Verluste entsteht, nur eingeschränkt abgeführt. Dies bewirkt eine zunehmende Austrocknung des Bodens und begrenzt entsprechend den möglichen Stromfluss und damit die über das Kabel übertragbare Leistung. Ebenso wird die Umwelt, d.h. der natürliche Wasserhaushalt und die Fauna und Flora im und über dem Boden beeinträchtigt. Jedoch bestimmte Kühlmechanismen, sofern sie technisch sinnvoll und mit nicht unverhältnismäßigem Aufwand installiert werden, können diesem Effekt grundsätzlich entgegenwirken.

Die Bundesregierung drückt auf die Zeit, und hat insbesondere auch um der Erdkabeloption den nötigen Referenzstatus im Wettbewerb zur Freileitungstechnik zu ermöglichen, 2009 ein spezielles Gesetz zum Ausbau von Energieleitungen (EnLAG) verabschiedet. Damit wurde eine Projektsonderform zur beschleunigten Umsetzung erster wichtiger Streckenabschnitte von Nord nach Süd, insgesamt 24 Stück (davon nur 4 Kurzstrecken mit Kabel), auch unter Berücksichtigung und Förderung innovativer Techniken und ihrer Erprobung aufgelegt. Jedoch außer groß angelegter visionärer Zukunftsstudien und dem bis auf Weiteres Festhalten an Althergebrachtem hat sich die Industrie bislang bzgl. der Entwicklung von neuen, wirklich praktikablen, und insbesondere zeitnah umsetzbaren Erdkabelsystemlösungen wenig aus eigenen Stücken angestrengt.

Ein Lichtblick ist jedoch zu verzeichnen: Der Niedersächsische Landtag hat ein "Niedersächsisches Erdkabelgesetz" (Nds. Gesetz über die Planfeststellung für Hochspannungsleitungen in der Erde) beschlossen. Somit ist Niedersachsen das erste Bundesland, das diesbezüglich rechtliche Möglichkeiten zur Regelung und Bedarfsbestimmung geschaffen hat.

Auch hat sich das Ingenieurbüro TEc MANAGEMENT dieser Problematik angenommen, und diesbezüglich ein neues systematisches Konzept zur Kabelkühlung und Wärmenutzung entwickelt. Ziel dieses Konzeptes ist es, über eine innovative Kühlform nicht nur das thermische Problem zu lösen und damit auch die Übertragungsleistung zu steigern, sondern auch die Effizienz und Umweltfreundlichkeit der Erdkabelverlegung gegenüber der Freileitungstechnik weiter zu verbessern. Zudem sollen hiermit dann auch bessere Voraussetzungen für die zusätzliche Wärmenutzung über Wärmepumpensysteme in Verbindung mit entsprechenden Speichern und SmartGrid-Lösungen etc. im Energiemix geschaffen werden können. Alle technischen Komponenten stehen schon zur Verfügung, bedürfen jedoch für die Vermarktung und Anwendung noch der Systemzusammenführung und anschließenden Erprobung. Letzteres möglichst zeitnah durchzuführen, sind z.B. die zuvor schon erwähnten EnLAG-Teilverkabelungsprojekte bestens geeignet.

Die praktische Ausführung, wie beispielhaft in der beigefügten Skizze gezeigt, sieht ein sehr einfaches und kostengünstiges Bauverfahren zum Einbau einer Zonenkühlung mit kontrollierbarer Optimal-Befeuchtung vor. Grundsätzlich werden hierzu die Stromleitungen erstmal absolut formschlüssig in einem zeitweise fließfähigen und selbstverdichtenden Verfüllbaustoff oder Flüssigboden (ZFSV) einbettet (in Skizze hellbraun). Das Besondere an diesem Baustoff ist jedoch, dass er neben seinen konventionellen Verfülleigenschaften zusätzlich für eine möglichst gesättigte Aufnahme und Bindung von Wasser modifiziert ist. Und dann wird darüber wird zwischen zwei Geovlieslagen (grau) eine Dränage-Sandschicht (gepunktet) einbracht, die nach unten und zu den Seiten hin wannenförmig mit einer Geofolie (schwarz) eingefasst ist. Die so gebildete Folienwanne kann sowohl passiv von oben in das Erdreich einsickerndes Regenwasser flächig auffangen und saisonal sammeln, als auch aktiv über die mitverlegten Rohrrigolen aus der Oberflächenentwässerung bewässert oder bei Überfüllung entwässert werden.
Zudem ist diese Folie derart verlegt, dass sie mittig längs des Grabens verlaufend eine schmale Öffnung aufweist, die als so genannte „Wasserfalle“ fungiert, indem sie das aufgefangene Regenwasser bei Bedarf gleichzeitig auch nach unten an den ZFSV abgeben kann. Somit steht dem ZFSV immer genügend Wasser von oben zu seiner optimalen Sättigung zur Verfügung.
Gegenüber der bisher üblichen Kabeleinbettung in losem Sand wird auf diese Weise eine Einbettung der Kabel in einem ständig mit Wasser gesättigten gebundenen Sand oder Aushub (ZFSV) vorgenommen, der quasi nicht mehr austrocknen kann, und damit eine Kabelkühlzone mit optimierter und konstanter thermischer Leit- und Speichereigenschaft bis in den angrenzenden Bodenbereich hinein geschaffen.
Der ZFSV ermöglicht zudem eine absolut lagestabile Bettung, die zu jeder Zeit spatenlösbar bleibt. Der zusätzliche Bau- und Materialaufwand einschließlich der Folienwanne ist minimal. Und diese Lösung bietet beste Voraussetzungen für die zusätzliche Ausrüstung mit Erdwärmekollektoren für eine ergänzende Aktivkühlung und ggf. Kopplung mit einer Wärmenutzung über Wärmepumpensysteme. Und der Oberboden bleibt bzgl. seinen natürlichen Eigenschaften und Aufgaben unversehrt und entsprechend nutzbar, bzw. wird sogar zusätzlich von unten kapillar mit Feuchtigkeit versorgt.

Fazit

Über die auf diese Weise erreichbare erhebliche Verbesserung, Absicherung, und Planbarkeit der Kabelkühlung kann zum einen die Kabelleistung bedeutend gesteigert oder bei vorrangig wirtschaftlichen Überlegungen der Kabelquerschnitt entsprechend reduziert werden. Auch sind die Kabel nachhaltiger in einer absolut lagestabilen aber spatenlösbaren Bettung formschlüssig eingebunden. Zum anderen kommt der Umweltaspekt nicht zu kurz, indem über einen immer Regenwasser feuchten und kühlen Boden die Fauna und Flora sogar positiv unterstützt wird. Das wird auch jeden Naturschützer überzeugen. Zudem bietet dieses System dann die beste Voraussetzung für eine zusätzliche Wärmepumpennutzung über eine bedarfsweise mitverlegte Aktivkühlung in Form von konventionellen Erdwärmekollektoren. Letzteres könnte im Verbund mit einer umfassenden Smart-Grid-Lösung interessant werden.