Freileitungen und Erdkabel

Für eine nachhaltige Schweizer Energiezukunft braucht es die Modernisierung und den Ausbau der Infrastruktur. Dazu gehören insbesondere die Höchstspannungsleitungen, bei denen heute Freileitungen überwiegen. Der Einsatz von Erdkabeln im Übertragungsnetz ist vergleichsweise neu. Bei der Projektierung, dem Bau sowie bei Betrieb und Instandhaltung haben Freileitungen und Erdkabel Vor- und Nachteile. Daher muss Swissgrid bei jedem Netzbauprojekt sowohl Freileitungs- als auch Verkabelungsvarianten prüfen. Die Erkenntnisse dienen den Entscheidungsgremien als Grundlage für die Korridor- sowie Technologieentscheide.
 

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Eine Freileitung besteht aus der Gesamtheit aller Phasen- und Erdleiter auf einem Tragwerk und wird oberirdisch geführt. Zur Energieübertragung auf der Höchstspannungsebene wie z.B. 220 und 380 Kilovolt setzt man weltweit überwiegend Freileitungen ein. Als Isolation dient die den Leiter umgebende Luft. Die Wärme, welche durch den Stromfluss im Leiter entsteht, kann leicht an die Umwelt abgegeben werden. Im Winter kann durch die tiefere Umgebungstemperatur mehr Strom transportiert werden als im Sommer. In der Schweiz werden vorwiegend Aldrey-Seile verwendet – eine Legierung aus Aluminium, Magnesium und Silicium.

Eine wesentliche Rolle bei der technischen Dimensionierung spielen die Rahmenbedingungen (z.B. Übertragungsleistung, Trasseelänge, Leitungsauslastung, Bodenverhältnisse etc.), die wiederum die Anzahl Leiter, deren Querschnitt oder die Wahl des Leitermaterials beeinflussen. Zusätzlich fliessen in die Überlegungen die Ansprüche an Verfügbarkeit und Redundanz ein. Wie müssen Erdkabel dimensioniert werden, um die Versorgungssicherheit zu gewährleisten? Jeder Ausbau des Übertragungsnetzes muss entsprechend individuell abgeklärt und unter Berücksichtigung eines verlässlichen Betriebes beurteilt werden.

Bauweisen

Rohrblock Tunnelbau Gesteuerte Bohrung
Betonrohrblöcke werden in offener Bauweise in ca. 1 - 2 m Tiefe verlegt. Die Breite des Kabelgrabens beträgt ca. 5 m. Für den Bau ist eine minimale Breite von ca. 25 m notwendig. Um Erdkabel grabenlos zu verlegen, werden im Stollenbau oder Pressvortrieb Tunnel von ca. 3 - 4 m Durchmesser gebaut. Die Kabel werden auf speziellen Kabelträgern geführt. Ein richtungsgesteuerter Bohrkopf untergräbt oberflächliche Hindernisse. Damit diese nicht einstürzen, wird stabilisierende Flüssigkeit hinter den Bohrkopf gepumpt und Leerrohre für die Kabel werden eingezogen. Diese Bauweise eignet sich für kurze Distanzen wie die Unterquerung von Gewässern oder Strassen.

Erdkabel sind für die Energieübertragung in regionalen Verteilnetzen weit verbreitet und werden im überregionalen Verteilnetz bis 150 kV immer mehr eingesetzt. In diesen Bereichen sind Erdkabel technisch und betrieblich erprobt. Im Übertragungsnetz mit 380 kV und 220 kV kommen Erdkabelstrecken über 1 km Länge noch wenig zur Anwendung, so dass Erfahrungswerte aus langjährigem Betrieb fehlen.

  Erdkabel Freileitung

Höchstspannung: 380 kV und 220 kV 8 km 6 750 km

Hochspannung: 36 kV bis 150 kV 2 031 km 7 158 km

Mittelspannung: 1 kV bis 36 kV 33 544 km 10 914 km

Niederspannung: 0.4 kV bis 1 kV 76 311 km 9 719 km

Jedes Netzbauprojekt wird in einem mehrstufigen Planungs- und Bewilligungsverfahren erarbeitet, in das Bundesämter, kantonale Behörden, Umweltverbände, Netzbetreiber und Direktbetroffene involviert sind. Während im Sachplanverfahren die Technologie und der Planungskorridor durch die Behörden festgelegt werden, können im Plangenehmigungsverfahren Direktbetroffene ihre Anliegen einbringen. Für die Entscheide wird das «Bewertungsschema für Übertragungsleitungen» angewendet, das von den Bundesämtern für Energie (BFE), Umwelt (BAFU) und Raumentwicklung (ARE) sowie der Elektrizitätskommission (ElCom) erarbeitet wurde. Ziel ist es, Lösungen mit hoher Akzeptanz zu gewährleisten.

Bewertungsschema für Übertragungsleitungen

Alle vier Bewertungskategorien fliessen gleichwertig in den Technologieentscheid mit ein.

* Kostenvergleich

Die Kosten sind Teil der Entscheidungsgrundlagen. Berücksichtigt werden die Lebenszykluskosten. Diese beinhalten Bau, Betrieb, Instandhaltung und elektrische Energieverluste über die gesamte Lebensdauer. In Abhängigkeit von der Technologie und den örtlichen Gegebenheiten sind die Kosten einer Edverkabelung um einen bestimmten Faktor höher als bei einer Freileitung. In Fällen mit günstigen Gegebenheiten für Erdkabel und ungünstigen Gegebenheiten für Freileitungen können Erdkabel ca. doppelt so teuer sein. Bei umgekehrten Gegebenheiten kann der Faktor bis zu 10 und mehr betragen.

Jedes Netzprojekt von Swissgrid, ob Freileitung oder Erdkabel, muss durch den Regulator ElCom aus wirtschaftlicher Perspektive beurteilt werden, da die Kosten auf die Stromrechnung der Konsumenten übertragen werden.

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