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Die zweite Generation macht Hochtemperatur-Supraleiter-Drähte attraktiv für den Einsatz in der Energietechnik

Energieeffizienz braucht Supraleitung

16. Mai 2011, 12:18 Uhr | Heinz Arnold

Dr. Joachim Bock, Nexans: »Es lassen sich Trafostationen einsparen und zugleich die Verluste im Netz verringern. Nicht zuletzt aufgrund der damit verbundenen Kostensenkungen werden Supraleiter in wenigen Jahren wirtschaftlich sein.«

Die Notwendigkeit intelligenter Übertragungs- und Verteilnetze und die Zunahme volatiler Einspeisungen durch erneuerbare Energien könnten einer bisher eher als exotisch angesehenen Technik den Durchbruch auch in der Energietechnik bringen: der Supraleitung.

Denn die Hersteller haben die Preise für Hochtemperatur-Supraleiter (HTS) in den letzten Jahren durch die beginnende Industrialisierung der Herstellprozesse deutlich senken können. Durch die Entwicklung der HTS-Drähte der zweiten Generation ist jetzt weiteres Kostensenkungspotential vorhanden, trotzdem werden die Gesamtkosten der Systeme im Moment immer noch durch die HTS-Leiterkosten dominiert. Dagegen fallen die Kosten für die Kühlung mit flüssigem Stickstoff ab einer gewissen Anlagengröße nicht mehr ins Gewicht. Schon bald könnte sich die Supraleitung allein in Europa zu einem Milliarden-Markt für die Energietechnik entwickeln.

Einen entscheidenden Durchbruch haben die hochtemperatursupraleitenden Drähte der zweiten Generation gebracht, für die die Hersteller jetzt die Fertigungskapazitäten aufbauen und die in ersten kommerziellen Anwendungen Einzug halten. Welch gewaltigen Fortschritt das bedeutet, zeigt ein kurzer Blick in die Geschichte der Supraleitung.

Die Wellen der Euphorie

Die Euphorie über Supraleiter schlug schon öfters höhere Wellen, zuerst nach ihrer Entdeckung vor ziemlich genau 100 Jahren: Strom ohne Verluste zu leiten – das klingt äußerst verführerisch – auch wenn es sich für den Laien nach Science Fiction anhört. Auch die Wissenschaftler rätselten lange über dem Mechanismus, der dem Effekt zugrunde liegt. Das allein ist für die Technik kein Hindernis, auch die physikalischen Grundlagen des Transistor-Effekts blieben lange Zeit im Verborgenen, dennoch entwickelte sich die Transistortechnik weiter.

Doch bei der Supraleitung liegen die Dinge etwas anders: Die verlustlose Stromleitung musste bis vor 25 Jahren mit einem sehr hohen Aufwand erkauft werden: Kühlung bis fast auf den absoluten Nullpunkt mit flüssigem Helium. Die damit verbundenen Kosten liegen für die meisten Anwendungen höher als der Gewinn, den die Supraleitung selber bringt. Es wurden zwar supraleitende Kabel und Spulen entwickelt, aber die Tieftemperatur-Supraleiter sind bis heute fast ausschließlich in supraleitenden Spulen für Teilchenbeschleuniger und Kernspin-Tomographen zu finden. Dort sind sie allerdings ein unverzichtbarer Bestandteil geworden.