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Sonntag, 20. Januar 2019

Stromnetz

„Schneller als ein Wimpernschlag“

Von Heike Freimann | 8. Mai 2015 | Ausgabe 19

Im katalanischen Santa Llogaia und dem französischen Baixas ist man der europäischen Energieunion ein Stück nähergerückt: Nach zwölf Jahren Planungs- und Bauzeit geht hier Anfang Juni eine Trasse auf Basis von Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ) als neue Kuppelleitung in den kommerziellen Betrieb.

w - Grenzkuppelstelle BU
Foto: Siemens/Andreas Messner

Konverterhalle der Stromrichterstation Baixas auf der französischen Seite der neuen Gleichstromtrasse zwischen Frankreich und Spanien.

Langsam kämpft sich der Bus bei Santa Llogaia über die eng gewundene Schotterstraße, jede Kurve ist Maßarbeit. Dahinter, auf freiem Feld, die brandneue Stromrichterstation auf spanischem Grund. Sie wandelt 400-kV-Wechselstrom aus dem spanischen Netz in 320-kV-Gleichstrom und schickt ihn über Erdkabel zu ihrem französischen Pendant im rund 65 km entfernten Baixas. Seit ein paar Wochen fließt der Strom schon erfolgreich im Testbetrieb.

Foto: Siemens

Die neue Stromtrasse in Gleichstromtechnik verbindet Frankreich (Baixas) und Spanien (Sta Llogaia).

„Wir sind hier jetzt mit der Welt in Europa verbunden“, sagt Volker Lehmann, der die Kuppelstelle als Projektleiter der Siemens Business Unit Transmission Solutions auf die Beine gestellt hat.

Über vier Wechselstrom-Kuppelstellen sind Frankreich und Spanien bis dato verbunden. Die neue Gleichstromverbindung wird die Austauschkapazität von 1400 MW auf 2800 MW verdoppeln. Dabei soll der Ökostromanteil zunehmen. Schon heute liegt in Katalonien die installierte Kapazität für Strom aus Windkraft und Photovoltaik bei rund 22 GW.

Vor allem für die Spanier, die durch ihre geografische Lage auf den Transit durch das Nachbarland angewiesen sind, ist die neue Verbundleitung ein dringend notwendiger Schritt. Es gehe um die Versorgungssicherheit, erzählt Lluis Pinós Jorba, Projektleiter des Netzbetreibers Red Eléctrica de Espana (REE). Und es geht ums Geld: „Wir können jetzt auf dem europäischen Markt mehr Strom günstiger einkaufen.“

Dann ist da noch das europäische Stromverbundziel, nachdem bis 2020 jedes Land 10 % seiner installierten Kapazitäten an den EU-Markt anbinden muss. Mit der neuen HGÜ-Trasse machen die Spanier einen Sprung von 3 % auf immerhin 6 %. Anstrengungen, die der französische Netzbetreiber-Kollege bereits hinter sich hat: „Wir liegen heute schon bei knapp 18 %“, schätzt Yves Decoeur, Projektleiter der französischen Réseau de Transport d`Électricité (RTE). Deutschland bringt es aktuell auf um die 10 %.

Physikalisch nutzt die neue HGÜ-Verbindung zwei unabhängige 1000-MW-Strecken. Das Herz der Stromrichterstationen dies- und jenseits der Pyrenäen sind die Konverterhallen. Hier sind Konvertermodule in Reihe geschaltet und zugleich auf drei Ebenen übereinandergetürmt.

Selbstgeführte Stromrichter (Voltage Source Converter, VSC) wandeln den Wechselstrom in Gleichstrom – und vice versa. Sie lassen sich über abschaltbare IGBT-Leistungshalbleiter (Insulated Gate Bipolar Transistor) einzeln ansteuern. So ist der Stromfluss flexibel skalierbar. Wirk- und Blindstrom lassen sich unabhängig kontrollieren.

Die Anlage werde vollautomatisch gesteuert, so Tim Dawidowsky, Chef des Bereichs Transmission Solutions in der Energy Management Division von Siemens. „Das Gehirn ist die Software.“ Innerhalb von 150 ms lasse sich die Richtung des Stromflusses zwischen Katalonien und Baixas umswitchen. „Schneller als ein Wimpernschlag“, weiß Dawidowsky.

Sollte eines der Netze plötzlich ausfallen, fungiert ein Gleichstromzwischenspannungskreis nicht nur als Firewall, sondern kann das gestörte Netz auch neu starten. Die VSC-Technologie bei HGÜ-Leitungen einzusetzen, ist an sich nicht neu. „Neu ist aber die Auslegung in dieser Kapazität“, erläutert Dawidowsky.

Erste Pläne für den französisch-spanischen Interconnector gab es bereits im Jahr 2003. Damals wollte man Freileitungen installieren. Doch die betroffenen Gemeinden beiderseits der Grenze gingen auf die Barrikaden. Sie fürchteten zum einen gesundheitliche Beeinträchtigungen und zum anderen die Zerstörung ihrer Landschaft.

„Es ist heute in allen Ländern das Gleiche“, seufzt RTE-Manager Decoeur und lächelt ratlos. „Die Menschen möchten die Infrastrukturen nutzen, aber sie akzeptieren sie nicht da, wo sie leben.“

Durch Vermittlung der EU kam es 2008 zum Kompromiss: Man einigte sich auf die Verlegung von Erdkabeln und flankierende Maßnahmen für den Umweltschutz. Die Kabeltrasse wurde weitgehend parallel zu bestehenden Autobahn- und Bahnverbindungen angelegt. Die Pyrenäen stellten sich allerdings quer. Daher laufen unter dem Grenzdorf Le Perthus die vier Trockenkabel heute auf 8,5 km durch einen Tunnel.

In Abstimmung mit den Bürgern und der Gemeinde entstand auch das besondere Design der Stromrichterstation in Baixas. Hier fügen sich die gewölbten Konverterhallen mit ihren handgefertigten mattbraunen Aluminiumverschalungen so dezent in die Landschaft, dass sie aus der Ferne kaum zu sehen sind.

Die Akzeptanz der Bürger hat am Ende einen stattlichen Preis. „Erdverlegung kostet bis zu zehnmal so viel wie Freileitungen“, weiß der spanische Manager Pinós. Immerhin hat die EU zu den rund 700 Mio. € Projektkosten 225 Mio. € zugeschossen. Der Auftragswert für Siemens liegt bei knapp 350 Mio. €.

Für Dawidowsky ist die spanisch-französische HGÜ-Kuppelstelle heute ein Vorreiter: „Ich sehe einen klaren Trend zu einem europäischen Netz mit einem hohen Anteil an Gleichstrom.“ Die Vorteile liegen für ihn auf der Hand. Bei Gleichstrom gebe es praktisch keine Leitungsverluste „und wir haben enorme Steuerungsmöglichkeiten“. HGÜ-Systeme unterschiedlicher Hersteller lassen sich heute technisch verbinden. „Es gibt noch keine Norm, aber man muss die Schnittstellen offenlegen“, so der Siemens-Manager.

Das könne man beim geplanten Netzausbau in Deutschland nutzen, da ist sich Dawidosky sicher. So sei beim geplanten HGÜ-Korridor „Ultranet“ zwischen Nordrhein-Westfalen und Baden-Württemberg der spätere Anschluss einer Trasse nach Norddeutschland heute schon vorgesehen.

Bis dahin müssen aber auch Deutschlands Netzbetreiber vielerorts noch um Akzeptanz bei Bürgern und Gemeinden ringen. Ein Gesetzentwurf der Bundesregierung vom 21. April könnte dabei helfen: Sie will den Einsatz von Erdkabeln als Alternative zu Freileitungen erleichtern.