Energiewende? Nicht ohne Gleichstrom!

Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (kurz HGÜ) ist eine Technologie, die schon länger bekannt ist. In Deutschland wird sie bislang nur für Seekabel genutzt. Die Energiewende macht es nun aber nötig, HGÜ-Strecken auch an Land zu bauen.

Statt Wechselstrom verwendet man dabei Gleichstrom auf den Hochspannungstrassen, damit der Strom über weitere Strecken transportiert werden kann.

Warum ist HGÜ nötig für die Energiewende?

Wechselstrom stößt bei einer Leitungslänge von etwa 300 km auf eine technische Grenze, erklärt Dr. Jörg Honerla, der das Hochspannungslabor der Uni Duisburg-Essen leitet. Ab der Entfernung kann keine Energie mehr transportiert werden. Mit Gleichstrom lässt sich der Strom viel weiter transportieren, auch durch ganz Deutschland.

“Früher war Strom ein regionales Produkt”, sagt Dr. Honerla. “Es war günstiger, die Braunkohle zu transportieren als den Strom.” Mit der Energiewende aber werden die über Deutschland verteilten Atom- und Kohlekraftwerke abgeschaltet. Weil die großen Windparks in der Nord- und Ostsee stehen, der meiste Strom aber im Süden Deutschlands benötigt wird, muss Strom über die technische Grenze hinweg durch das ganze Land transportiert werden.

“HGÜ ist absolut nötig für die Energiewende”, sagt Dr. Honerla. Auch die Netzbetreiber möchten HGÜ-Strecken bauen. Die Bundesnetzagentur prüft, welche Projekte nötig sind, und genehmigt diese. Im vergangenen Monat hat sie den aktuellen Netzentwicklungsplan 2030 bestätigt und damit ein paar HGÜ-Trassen genehmigt.

Vier sogenannte Korridore sollen dem Plan zufolge den Norden mit dem Süden verbinden. Das Projekt Ultranet des Netzbetreibers Amprion ist ein Teil des westlichsten Korridors. Die HGÜ-Strecke führt vom Niederrhein nach Bayern und steht schon. Denn die Gleichstromkabel hängen zum Großteil an Masten, die schon lange für Wechselstrom genutzt werden.

Forschung in Dortmund

Auch die TU Dortmund ist an Ultranet beteiligt. Denn die TU hat ein HGÜ-Testzentrum. Das ist der graue Kasten in der Nähe der Bushaltestelle Emil-Figge-Straße. Dort überprüfen Wissenschaftler der TU, ob Isolatoren und andere Bauteile auch für HGÜ genutzt werden können. Denn Gleich- und Wechselstrombetrieb unterscheiden sich und die Forschung zu HGÜ ist noch nicht sehr weit.

Die Wissenschaftler testen die Bauteile auch im Freien: in einem eingezäunten Experimentierfeld direkt neben dem HGÜ-Testzentrum. Dort schließen sie beispielsweise Erdkabel an Hochspannungs-Gleichstrom an und heizen sie in kleinen Hütten auf. Das soll einen Echtzeitbetrieb simulieren. So wollen die Forscher der Realität möglichst nahekommen. Doch die Technik außerhalb der Halle läuft ständig Gefahr, von Mardern angeknabbert oder von Vögeln angepickt zu werden. Deshalb gibt es jetzt Vogelnetze und Gitter, die die Tiere abhalten sollen.

Seit dieser Woche wird im Testzentrum ein neues Gerät aufgebaut: ein Marx-Generator. Der kann blitzähnliche Impulse von bis zu vier Millionen Volt erzeugen. Damit wollen die Forscher untersuchen, ob die HGÜ-Bauteile Blitzen standhalten können. Denn es ist nicht ungewöhnlich, dass Blitze in Hochspannungsmasten einschlagen.

Nachteile von HGÜ

Obwohl Gleichstrom den großen Vorteil hat, dass er über lange Strecken übertragen werden kann, ist er nicht perfekt. Denn er lässt sich nicht einfach mit einem Transformator auf die benötigten hohen Spannungen hochtransformieren. Dafür ist ein ein Konverter notwendig. Dieser ist laut Dr. Honerla vergleichbar mit einem großen Netzteil für den Laptop – nur halt in Lagerhallen-Größe.

Durch diese Konverter geht aber Energie verloren. Außerdem werden sie an jeder Stelle der HGÜ-Leitung gebraucht, an der Strom abgenommen werden soll. Für kurze Strecken ist Wechselstrom also die richtige Wahl.

Die Energiewende funktioniert nur mit HGÜ

Nichtsdestotrotz führt um HGÜ kein Weg herum, soll Deutschland die Energiewende schaffen. Ohne HGÜ-Verbindungen von Norden nach Süden müssten wir ohne eigene Atom- und Kohlekraftwerke den Strom aus dem Ausland importieren: osteuropäischen Kohlestrom oder belgischen sowie französischen Atomstrom aus alten Atomkraftwerken mit Rissen. Dass das nicht das Ziel der Energiewende ist, steht wohl außer Frage.

Beitragsbild: Magnus Terhorst