Die Energiewende verändert das Schweizer Stromsystem. Immer mehr Strom stammt aus erneuerbaren Quellen, die über das ganze Land verteilt sind. Zudem nimmt der Stromverbrauch zu, beide Entwicklungen führen dazu, dass das Übertragungsnetz immer mehr Strom über grosse Distanzen transportieren muss. Gleichzeitig soll das Übertragungsnetz möglichst effizient weiterentwickelt werden.

Deshalb prüft Swissgrid laufend neue Technologien. Eine davon kommt nun erstmals im Schweizer Übertragungsnetz zum Einsatz: Hochtemperatur-Leiterseile mit geringem Durchhang, sogenannte HTLS-Leiterseile. Die neuste Generation dieser Leiterseile verfügt über einen besonders leichten Karbonkern aus mehreren einzelnen Adern. Mit dem Pilotprojekt auf der 220-Kilovolt-Leitung zwischen Mühleberg und St. Triphon testet Swissgrid die technologische Weiterentwicklung von stromführenden Leiterseilen, die mehr Transportkapazität auf bestehenden Trassees ermöglichen, ohne neue Strommasten bauen zu müssen.

Mehr Leistung auf bestehender Netzinfrastruktur

Der Ausbau des Stromnetzes folgt dem NOVA-Prinzip: Netz-Optimieren vor Verstärken vor Ausbauen. Bevor neue Infrastruktur erstellt wird, sollen bestehende Anlagen möglichst effizient genutzt werden.

Genau hier setzen HTLS-Leiterseile an. Im Vergleich zu konventionellen Aluminium-Leiterseilen können sie deutlich höhere Temperaturen verkraften und damit mehr Strom transportieren. Gleichzeitig sorgt ihr spezieller Karbonkern dafür, dass sie leichter sind als die bestehenden Leiterseile und sich bei Erwärmung deutlich weniger ausdehnen.

Das Resultat: Die Leiterseile hängen trotz höherer Belastung weniger durch und halten die erforderlichen Sicherheitsabstände von den stromführenden Leiterseilen zum Boden besser ein. Für Swissgrid eröffnet das neue Möglichkeiten, um bestehende Leitungen leistungsfähiger zu machen und gleichzeitig die bestehende Netzinfrastruktur weiterzuverwenden.

Pilotprojekt mit europäischer Dimension

Auf dem rund 35 Kilometer langen Leitungsabschnitt Mühleberg – St. Triphon zwischen Villars-sous-Mont (FR) und St. Triphon (VD) werden die konventionellen Leiterseile durch HTLS-Leiterseile ersetzt.

Das Projekt umfasst:

• rund 35 Kilometer Trasseelänge
• 110 Masten
• rund 210 Kilometer Leiterseile der 220-kV-Leitung von Swissgrid
• zusätzliche Umrüstung der Verteilnetzleitung von Romande Energie auf denselben Masten

Nach der Inbetriebnahme wird dies der längste zusammenhängende Leitungsabschnitt mit HTLS-Leiterseilen der neusten Generation im europäischen Übertragungsnetz sein. Das Eidgenössische Starkstrominspektorat (ESTI) hat das Projekt bereits bewilligt. Die Bauarbeiten sind voraussichtlich für 2027 und 2028 vorgesehen.

Mehr Kapazität für den sicheren Netzbetrieb

Die neue Technologie erhöht die technische Stromleitfähigkeit der Leitung deutlich. Im Normalbetrieb fliesst gleich viel Strom über die Leitung. Die zusätzlichen Reserven können jedoch in Ausnahmesituationen genutzt werden, etwa wenn eine andere Leitung ungeplant ausfällt, kann die Leitung mit HTLS-Leiterseilen eine bis zu doppelt so hohe Last übernehmen und so den sicheren Netzbetrieb gewährleisten. Ein weiterer Vorteil: Dank ihres Karbonkerns dehnen sich HTLS-Leiterseile bei Erwärmung deutlich weniger aus als konventionelle Leiterseile. Dadurch bleibt der Durchhang auch bei hoher Belastung gering, was die Einhaltung der erforderlichen Sicherheitsabstände der stromführenden Leiterseile zum Boden erleichtert.

Die Netzleitstelle erhält damit zusätzlichen Handlungsspielraum, um Stromflüsse flexibel zu steuern und Netzengpässe zu bewältigen. Dadurch können kostenintensive Redispatch-Massnahmen reduziert werden. Redispatch bedeutet, dass Kraftwerke gezielt hoch- oder heruntergefahren werden müssen, damit einzelne Netzelemente nicht überlastet werden. Je nach Netzsituation lassen sich Redispatchkosten von mehreren Millionen Franken pro Jahr einsparen. HTLS-Leiterseile schaffen somit zusätzliche Reserven genau dort, wo sie im Netzbetrieb benötigt werden.

Weniger Netzeingriffe, tiefere Kosten

Besonders interessant ist die Technologie dort, wo das bestehende Übertragungsnetz an seine technischen Grenzen stösst. Beim Pilotprojekt 220-kV-Leitung Mühleberg – St. Triphon zeigt sich: Mit konventionellen Leiterseilen hätten zahlreiche Masten verstärkt oder ersetzt werden müssen. Durch den Einsatz der HTLS-Leiterseile können die bestehenden Masten weitgehend weiterverwendet werden.

Die Vorteile:

• keine neuen Masten
• deutlich weniger Eingriffe in die Landschaft
• kürzere Planungs- und Bewilligungsverfahren
• tiefere Baukosten

Für das Pilotprojekt Mühleberg – St. Triphon ergeben sich dadurch Einsparungen von mehr als 40 Millionen Franken gegenüber einer konventionellen Lösung. In diesem Projekt entspricht dies einer Einsparung von rund einer Million Franken pro Leitungskilometer.

Fünf anstatt fünfzehn Jahre Planung

Die Modernisierung des Schweizer Übertragungsnetzes ist oft nicht nur eine technische, sondern auch eine zeitliche Herausforderung. Viele Erneuerungsprojekte benötigen heute aufgrund komplexer Planungs- und Bewilligungsverfahren länger als 15 Jahre von den ersten Projektstudien bis zur Inbetriebnahme. HTLS-Leiterseile eröffnen Swissgrid neue Möglichkeiten: Bestehende Masten können weiter genutzt werden, ohne dass umfangreiche Neubauten erforderlich sind. Dadurch lassen sich Projekte ohne aufwendige Sachplanverfahren umsetzen. Beim Pilotprojekt Mühleberg – St. Triphon verkürzt sich die Projektdauer von der Vorprojektphase bis zur Inbetriebnahme auf unter sechs Jahre. Technologien wie diese neuartigen HTLS-Seile können damit dazu beitragen, die altersbedingte Erneuerung des Übertragungsnetzes effizienter und schneller umzusetzen.

Ein weiterer Baustein für das Stromnetz der Zukunft

Hochtemperatur-Leiterseile sind kein Ersatz für den langfristigen Netzausbau. Auch künftig werden neue Leitungen und Netzverstärkungen im «Strategischen Netz 2040» notwendig sein. Die Technologie erweitert jedoch den Werkzeugkasten von Swissgrid. Sie eignet sich insbesondere dort, wo bestehende Leitungen effizient ertüchtigt werden können.

Das Pilotprojekt Mühleberg – St. Triphon wird zeigen, welches Potenzial die neue Technologie im Schweizer Übertragungsnetz langfristig entfalten kann. Klar ist, Hochtemperatur-Leiterseile bringen mehr Flexibilität in den Netzbetrieb. Und Flexibilität ist der Schlüssel zur erfolgreichen Energiewende.

Eines steht bereits heute fest: Innovative Lösungen werden eine wichtige Rolle spielen, um das Stromnetz sicher, effizient und nachhaltig für die Anforderungen der Energiezukunft zu machen.

Wie funktionieren Hochtemperatur-Leiterseile?

HTLS steht für High Temperature Low Sag, also «hohe Temperatur, geringer Durchhang». Konventionelle Leiterseile bestehen aus einer Aluminiumlegierung mit einem Stahlkern. Steigt die Strombelastung, erwärmt sich das stromführende Leiterseil. Es dehnt sich aus und hängt stärker durch. Diese im Pilotprojekt geprüfte, neuste Generation von HTLS-Leiterseilen verwendet dagegen einen sehr leichten Multicore-Carbonkern mit sieben einzelnen Adern und Keilabspannklemmen. Dieses Leiterseil ist deutlich temperaturbeständiger und dehnt sich nicht aus. Während konventionelle Leiterseile für Betriebstemperaturen von max. 80°C ausgelegt sind, können HTLS-Leiterseile Temperaturen von bis zu 180°C und mehr standhalten.

Dadurch können die Leiterseile:

• höhere Temperaturen verkraften
• mehr Strom transportieren (HTLS)
• bestehende Mindestabstände zum Boden besser einhalten (HTLS)
• auf bestehenden Masten eingesetzt werden
• Auswirkungen auf Menschen, Umwelt und Natur möglichst gering halten

Beim Pilotprojekt von Swissgrid können so die technischen Reserven von rund 820 Ampere auf bis zu 1200 Ampere gesteigert werden, ohne die Strommasten zu verstärken. Dies entspricht der zusätzlichen Kapazität eines grossen Laufwasserkraftwerks, beispielsweise eines Rheinkraftwerks.