Stromnetztechnik in Bayern

Im Gegensatz zum Wechselspannungsnetz sind HGÜ-Leitungen stets als Punkt-zu-Punkt-Verbindung aufgebaut: Sie weisen keine Abzweigungen auf, sondern verbinden jeweils nur zwei Knotenpunkte. Dort sorgen sogenannte Konverter für die Umwandlung von Gleich- in Wechselstrom und umgekehrt.

HGÜ-Leitungen weisen sehr niedrige Energieverluste auf. Bei größeren Übertragungsstrecken (ab einer Entfernung von mehreren hundert Kilometern) sind sie deshalb wirtschaftlicher als Wechselspannungsleitungen, obwohl durch die Integration in das bestehende Stromnetz zusätzlicher Aufwand entsteht.

Darüber hinaus eignen sich HGÜ-Leitungen auch für kürzere Übertragungsstrecken als Seekabel im Wasser, z. B. zur Anbindung der Offshore-Windparks.

• Anders als bei Freileitungen schirmt bei Erdkabeln die Kabelummantelung das elektrische Feld ab. Die Magnetfelder liegen in unmittelbarer Nähe von HGÜ-Erdkabeln etwa in der Höhe des in Deutschland auftretenden Erdmagnetfelds (ca. 48 µT). Höchstspannungswechselstrom-Erdkabel halten die Grenzwerte für das Magnetfeld selbst bei 380 kV Kabeln ein. Mehr Informationen zu Auswirkungen und Grenzwerten finden Sie auf der Seite Gesundheit.
• Erdkabel stellen keine Gefahr für Vögel dar. Dafür haben sie Auswirkungen auf den Boden.
• Erdkabel sind deutlich robuster gegenüber äußeren Einflüssen wie z. B. Blitzschlag, Wind- und Eislasten.
• Die Fläche oberhalb der Erdkabelleitungen kann nach Abschluss der Baumaßnahme begrünt oder landwirtschaftlich genutzt werden. So wird die Trasse – ähnlich wie bei Gasleitungen – über weite Strecken bald nicht mehr sichtbar sein (siehe Beispielbilder für eine Gasleitung in der Bildergalerie). Tiefwurzelnde Pflanzen oder Bäume dürfen jedoch nicht auf der Trasse gepflanzt werden.
• Die Kosten  für die Verlegung sind gegenüber einer vergleichbaren Freileitungsstrecke im Regelfall höher um etwa Faktor zwei bis zehn. Hier spielen die Gegebenheiten vor Ort eine wesentliche Rolle, u. a. Bodenbeschaffenheit sowie Art und Anzahl zu kreuzender Infrastrukturen wie Straßen oder Schienen.
• Fehlersuche, Reparaturen und Wartungsarbeiten sind wesentlich aufwändiger als bei Freileitungen.
• Am Anfang und am Ende jedes Erdkabelabschnittes sind raumeinnehmende und deutlich sichtbare Übergabeanlagen erforderlich. Diese Anlagen können mit ihrer Größe eines Fußballfeldes die Vorteile einer Erdverkabelung für das Landschaftsbild im Einzelfall relativieren.

Aus physikalischen Gründen ist die Realisierung von Erdverkabelung bei Wechselstromleitungen im Übertragungsnetz deutlich schwieriger als bei HGÜ-Leitungen oder auf der Verteilnetzebene. Deshalb ist im Wechselstrom-Übertragungsnetz generell eine Erdverkabelung nur auf einigen Kilometern denkbar, jedoch nicht über weite Strecken.

Bisher gibt es nur wenige Erfahrungen mit dem Betrieb von Erdkabeln im Wechselstrom-Übertragungsnetz sowie ihrem Systemverhalten. Einige Netzausbaumaßnahmen in Deutschland wurden als Pilotprojekt ausgewählt, um dort – und nur dort – in den kommenden Jahren eine abschnittsweise Erdverkabelung zu erproben. Mit den Pilotprojekten sollen Langzeiterfahrungen gesammelt und Erkenntnisse zu den oben genannten technischen Herausforderungen gewonnen werden.

Erdkabel: Von der Theorie zur Praxis (kurzes Erklärvideo)(Link öffnet in einem neuen Fenster)

Bei der häufigeren offenen Bauweise werden Gräben ausgehoben und die Kabel in eine sog. thermische Bettung, zum Beispiel ein Sandbett, hineingelegt. Oberhalb der Kabel werden Abdeckplatten und ein Warnband verlegt. Beim Aushub und bei der Wiederverfüllung der Gräben wird sichergestellt, dass die ursprünglich vorliegende Schichtung nach Abschluss der Bauarbeiten wiederhergestellt wird.

Die geschlossene Bauweise kommt in Betracht, wenn andere Infrastrukturen untertunnelt oder sensible Bereiche, wie zum Beispiel Gewässer, gequert werden müssen. Zunächst wird für jedes Kabel unterhalb der Infrastruktur oder des sensiblen Bereichs eine Bohrung vorgenommen. Dann wird ein Rohr eingezogen und das Erdkabel in das Rohr eingeführt.

Die Trassenbreite variiert je nach Anzahl der Kabel und Kabelgräben. Mehrere Kabel in einem Kabelgraben zu verlegen hat den Vorteil, dass der notwendige Aushub geringer ist, als wenn jedes Kabel einen eigenen Graben erhält. Allerdings erzeugt jedes Kabel Wärme, die im Boden abgeleitet werden muss. Um eine zu starke Erhitzung des Bodens zu vermeiden, ist daher die Anzahl der Kabel in einem Kabelgraben begrenzt.

Beispiel: 4-Gigawatt-HGÜ-Leitung in offener Bauweise

Es werden zwei Kabelgräben im Abstand von ca. 5 bis 8 Metern nebeneinander angelegt. In jedem Graben liegen zwei Kabel in einem Abstand von ca. 1 bis 2 Metern und in einer Tiefe von etwa 1,5 Metern. In der Bauphase benötigt man einen Streifen zwischen 25 und 40 Metern Breite. Dieser umfasst die beiden Kabelgräben, die Baustraße sowie Fläche zur Lagerung des Bodenaushubs. 

Im Betrieb ist es dann nur noch ein 10 bis 15 Meter breiter Streifen, auf dem die Grundstücksbesitzer besondere Nutzungsvorschriften einhalten müssen.