Supraleitendes 12-km-Kabel für München

»Der Business-Case ist da!«

18. Juli 2019, 12:47 Uhr | Heinz Arnold

München wird voraussichtlich die erste Stadt weltweit, in der ein supraleitendes Kabel 12 km überbrückt. Dr. Werner Prusseit erklärt, warum dies ein Meilenstein ist.

SmarterWorld: Theva soll die Hochtemperatur-supraleitenden Bandleiter (HTS) der zweiten Generation für das Kabelprojekt in München liefern. Bestehen überhaupt genügend große Kapazitäten, um sie fertigen zu können?

Dr. Werner Prusseit, CEO von Theva: Heute bräuchten wir für so ein Kabel vier bis fünf Jahresproduktionen – wir müssen also noch was tun. Für uns ist das Projekt jedoch ein guter Grund, die Volumenproduktion anzugehen. Damit würden dann auch weitere kommerzielle Projekte angestoßen, weil die Kosten der Supraleiterfertigung weiter sinken. Durch die steigende Nachfrage sollte sich eine Eigendynamik einstellen, die das Henne-Ei-Problem endlich löst!

Die Kapazitäten dafür müssten aber erst gebaut werden?

Ja, aber wir haben nun als Theva Zeit, die Kapazitäten aufzubauen. Die Halle für die Maschinen am Standort in Ismaning steht bereits, wir suchen aber derzeit noch nach Partnern, die die Expansion mitfinanzieren. Schon mit dem nächsten Expansionsschritt in der Fertigung sinken die Kosten auf ein wirtschaftlich interessantes Niveau. Statt derzeit 100 km Bandleiter werden in drei Jahren mehr als 500 km pro Jahr erforderlich sein.

Wie hoch liegen die Kosten derzeit in Euro pro Kiloampere mal Meter (Euro/kAm)? Welcher Preis wäre für kommerzielle Erfolge erstrebenswert?

Bei der derzeitigen Fertigungsmenge liegen die Kosten bei ca. 100 Euro/kAm. Um die kommerzielle Einsatzschwelle zu erreichen, müsste sich dieser Preis zumindest noch einmal halbieren. Bei 30–50 Euro/kAm wird der Einsatz auch aus wirtschaftlicher Sicht interessant.

Die Kabel wären aber der Hauptmarkt für die HTS-Bandleiter?

Das sieht im Moment so aus, schon weil die Kabel eben große Mengen an Bandleitern benötigen. Wir sind uns ziemlich sicher, dass es in München im Erfolgsfall nicht bei diesem einen Kabel bleiben wird. Und München ist ein schönes Beispiel für andere Städte, die vor einer ähnlichen Situation stehen: Die installierte Infrastruktur ist erneuerungsbedürftig und muss wegen der Einspeisung aus fluktuierenden Quellen und der Elektromobilität sowieso ausgebaut werden. Platz dafür steht kaum zur Verfügung und ist sehr teuer. Wie gesagt, unter solchen Bedingungen rechnet sich die Supraleitung oft schon heute.

Warum ist das Projekt in München aus wirtschaftlicher Sicht so interessant?

Weil es sich mit 12 km über das mit Abstand längste Hochtemperatur-Supraleiterkabel handelt, das bisher projektiert wurde, und weil es im realen Versorgungsbetrieb arbeiten soll. Um auf Basis der konventionellen Technik eine 400-kV-Höchstspannungsübertragungs-Trasse durch ein Stadtgebiet zu legen, müsste ein Tunnel gebaut werden. Eine solche Installation wurde z.B. in Berlin realisiert, liegt in bis zu 26 m Tiefe und ist begeh- bzw. befahrbar. Entsprechend hoch sind die Tiefbaukosten. Zusätzlich entstehen Betriebskosten, denn der Tunnel ist zwangsbelüftet, um die Wärme abzuführen. Auch müsste eine weitere Hauptumspannstation im Süden von München gebaut werden, was aus Platzgründen kaum möglich ist. Das alles wäre sehr teuer. Bliebe man auf der vorhandenen 110-kV-Netzebene, bräuchte man vier bis fünf Kabelsysteme, die auf verschiedenen Routen durch die Stadt geführt werden müssten, denn unter den Gehsteigen, die für die Verlegung von Kabeln vorgesehen sind, würde jeweils nur ein System Platz finden. Sonst würde die hohe Wärmeentwicklung die erlaubten Schwellenwerte überschreiten. Auch dies also eine sehr kostspielige Variante und verursacht immense Verkehrsbeeinträchtigungen bei der Legung.

Warum sind die Supraleiterkabel günstiger?

In München wollen wir über ein Hochtemperatur-Supraleitungskabel bei 110 kV eine Leistung von 500 MVA transportieren, für die bisher die 400 kV erforderlich gewesen wären. Hohe Kosteneinsparungen ergeben sich schon deshalb, weil die supraleitenden Kabel viel weniger Platz benötigen. Es wäre sogar möglich, sie in vorhandenen Leerrohren zu verlegen, die einen Durchmesser von 140 mm aufweisen. Und das bei konventioneller 400-kV-Technik zusätzliche Umspannwerk im Süden von München kann zudem entfallen.

Dafür müssen die supraleitenden Kabel aufwändig gekühlt werden.

Es muss zunächst geklärt werden, wie und wo das Kabel am besten zu verlegen ist und wie viele Zwischenkühlstationen benötigt werden. Allerdings wird der Aufwand für die Kühlung oft überschätzt. Die dafür nötige Energie wird durch die Verlusteinsparungen im Kabel überkompensiert. Das AmpaCity-Projekt in Essen hat auf der Ebene der 10-kV-Verteilung eindrücklich gezeigt, dass die Kühlung ohne großen Aufwand verlässlich funktioniert. Rechnet man das alles mit ein, so kommen Verlegung und Betrieb eines HTS-Kabels billiger. Das rechnet sich schon heute!