Energie-Frage der Woche: Wie kommt der Strom übers Meer?

Zwei Trends zeichnen sich für die regenerative Stromversorgung der Zukunft ab. Zum einen werden lokale Solar-, Wind- oder Biomasseanlagen mehr Elektrizität für kleine Siedlungen oder alleinstehende Häuser produzieren. Zum anderen könnten große Strommengen aus Solarkraftwerken in Wüsten oder von ausgedehnten Windparks im Meer über weite Strecken zu eng besiedelten Ballungszentren geleitet werden. Aber wie kann der Strom mit geringen Verlusten über große Distanzen transportiert werden?

Gleichstrom heißt die Lösung des Problems. Denn wenn elektrischer Strom mit Spannungen zwischen 100.000 und 1.000.000 Volt durch so genannte Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsleitungen (HGÜ) geschickt wird, sinken die Leitungsverluste signifikant. So verpuffen in konventionellen Dreh- und Wechselstromleitungen auf 1.000 Kilometern etwa 15 Prozent, in HGÜ dagegen nur drei bis vier Prozent Strom. Gleichstromführende Kabel lassen sich besser isolieren als wechselstromführende Kabel. Aus diesem Grund bieten sich HGÜ für See- und Erdkabel schon bei deutlich kürzeren Distanzen an.

Gute Erfahrungen mit Gleichstrom

Zahlreiche HGÜ-Leitungen sind heute rund um den Globus zu finden. Die leistungsstärkste mit 6.300 Megawatt und 600.000 Volt transportiert den Strom vom Wasserkraftwerk Itaipu an der brasilianisch-paraguayischen Grenze zu den Metropolen Sao Paulo und Rio de Janeiro. In China wird ab Mitte des Jahres eine 800.000 Volt-Leitung die 1418 Kilometer zwischen den Provinzen Guangdong und Yunnan überbrücken. In Europa finden sich kaum überirdische HGÜs, dafür basieren das Seekabel NorNed zwischen Norwegen und den Niederlanden und das Baltic Cable zwischen Norwegen und Deutschland auf Gleichstrom-Technologie.

HGÜ-Leistungstransformator für die Strecke Australien – Tasmanien. Bild: Siemens-Pressebild.
HGÜ-Leistungstransformator für die Strecke Australien – Tasmanien. Bild: Siemens.

Im wesentlichen teilen sich drei Unternehmen – Siemens, ABB und Areva – den wachsenden HGÜ-Markt auf. Und wenn das Wüstenstromprojekt DESERTEC, an dessen Konzeption und Planung DLR-Forscher wesentlich beteiligt sind, tatsächlich gebaut wird, locken weitere Aufträge. So könnte in Zukunft eine über 3.000 Kilometer lange HGÜ von den Solarkraftwerken in der Sahara durch das Mittelmeer bis nach Zentraleuropa führen. Ergänzend könnte Europa über weitere Gleichstromleitungen von Offshore-Windparks vor Skandinavien oder der nordafrikanischen Küste versorgt werden.

Weitsichtige Netzplanung

Allerdings haben HGÜs auch Nachteile. Sie sind teurer als die konventionellen Drehstromnetze und prädestiniert für die Energieübertragung zwischen nur zwei Punkten. Eine weitsichtige Planung der transeuropäischen Übertragungsnetze ist daher notwendig, um den schwierigen, nachträglichen Einbau von Abzweigen zu vermeiden.

Die DLR-Energiefrage der Woche im Wissenschaftsjahr "Die Zukunft der Energie"

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat das Wissenschaftsjahr 2010 unter das Motto "Die Zukunft der Energie" gestellt. Aus diesem Anlass beantwortet der Wissenschaftsjournalist Jan Oliver Löfken in diesem Jahr jede Woche eine Frage zum Thema Energie in diesem Blog. Haben Sie Fragen, wie unsere Energieversorgung in Zukunft aussehen könnte? Oder wollen Sie wissen, wie beispielsweise ein Wellenkraftwerk funktioniert und wie effizient damit Strom erzeugt werden kann? Dann schicken Sie uns Ihre Fragen per E-Mail. Wissenschaftsjournalist Jan Oliver Löfken recherchiert die Antworten und veröffentlicht sie jede Woche in diesem Blog.

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Über den Autor

Der Energiejournalist Jan Oliver Löfken schreibt unter anderem für Technologie Review, Wissenschaft aktuell, Tagesspiegel, Berliner Zeitung und das P.M. Magazin. Derzeit diskutiert er im DLR-Energieblog aktuelle Themen rund um die Energiewende. zur Autorenseite

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Francies van Gijzeghem
06. April 2010 um 13:26 Uhr

Gibt es eine Vergleichsübersicht der verschiedenen Verlustraten abhängig von der Spannung? Oder ein Referenz dazu?

Jan Oliver Löfken
07. April 2010 um 15:51 Uhr

Da viele Faktoren (Alter, Material, Länge, Spannung) die Verluste beeinflussen, ist eine pauschale Angabe recht schwierig. Für Deutschland lässt sich - stark vereinfacht- folgendes zusammenfassen:
Überlandleitungen (220.000 und 380.000 Volt) ~ ein Prozent (bei Längen von deutlich unter 1000 Kilometern!)
regionale Mittelspannungsleitungen (30.000 bis 110.000 Volt) ~ zwei Prozent
örtliche Verteilungsleitungen knapp fünf Prozent

Für Details ein Literatur-Hinweis:
Elektrische Energieverteilung von René Flosdorff und Günther Hilgarth, Vieweg+Teubner; 9. Auflage.
Besten Gruß, Jan Oliver Löfken