Energieeffizienz braucht Supraleitungen

Intelligente Übertragungs- und Verteilnetze und die Einspeisung fluktuierender Energien könnten einer jungen Technologie den Durchbruch bringen: der Supraleitung auf der Basis von Hochtemperatur-Supraleiter-Materialien (HTS).

Mit HTS-Elementen lassen sich die existierenden Stromverteilnetze besser auslasten, sie können damit sicherer und stabiler arbeiten, so dass sie die Einspeisung fluktuierender Energien besser verkraften. Außerdem lässt sich die Effizienz der Erzeugung von Energie aus Wind- und Wasserkraft mit Supraleitern deutlich steigern.

Einen entscheidenden Fortschritt haben die  HTS-Drähte der zweiten Generation gebracht, für die Hersteller jetzt  industrielle Fertigungskapazitäten aufbauen und die in die ersten kommerziellen Anwendungen Einzug halten. Die Drähte der zweiten Generation lassen sich deutlich günstiger herstellen als die Drähte der ersten Generation, deren hoher Silberanteil den Preis in die Höhe getrieben hatte.

Zudem ist der Aufwand für die Kühlung von HTS relativ gering, flüssiger Stickstoff genügt. »In großen Anlagen fallen diese Kosten kaum ins Gewicht. Schon bald könnte sich die Supraleitung allein in Europa zu einem Milliarden-Markt entwickeln«, sagt Dr. Joachim Bock, Direktor Marktentwicklung HTS-Systeme bei Nexans und Vorstand des Industrieverbandes Supraleitung (ivSupra). »Tieftemperatur-Supraleiter werden schon seit langem eingesetzt, in Kernspin-Tomographen und als supraleitende Spulen für Teilchenbeschleuniger«, erklärt Dr. Hans-Udo Klein, Geschäftsführer von Bruker Advanced Supercon. Hier ist allerdings die aufwändige Kühlung mit flüssigem Helium unumgänglich.

Mit der Entdeckung der Hochtemperatur-Supraleiter (HTS) vor 25 Jahren setzte eine Welle der Euphorie ein, doch die hohen Erwartungen erfüllten sich nicht: Denn bei diesen Materialien handelt es sich um Metalloxid-Keramiken, die sich nicht so einfach zu Drähten verarbeiten lassen. Über die letzten Jahre ist es aber gelungen, eine zweite Generation von HTS-Drähten zu entwickeln, die nicht nur über hervorragende elektrische Eigenschaften verfügen, sondern die auch ohne das teure Silber auskommen.

Jetzt endlich scheint der kommerzielle Einsatz in greifbare Nähe gerückt zu sein. Firmen wie Superpower und AMSC in den USA sowie Bruker HTS, Theva und Zenergy Power in Deutschland bauen Fertigungskapazitäten auf.

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