Die Zukunft der Energieübertragung: Das längste supraleitende Kabel der Welt revolutioniert unsere Stromnetze
Die jüngste Inbetriebnahme des weltweit längsten supraleitenden Energiekabels in München markiert einen Meilenstein in der Energieübertragung. Dieses bahnbrechende Projekt, bekannt als SuperLink, verspricht nicht nur eine effizientere Stromübertragung, sondern könnte auch die Art und Weise, wie städtische Stromnetze gestaltet werden, grundlegend verändern.
Inhaltsverzeichnis
- Einführung in das SuperLink-Projekt
- Physikalische Grundlagen der Supraleitung
- Funktionsweise supraleitender Kabel
- Vorteile gegenüber konventionellen Kabeln
- Herausforderungen und Kritikpunkte
- Zukünftige Anwendungen und Perspektiven
1. Einführung in das SuperLink-Projekt
Am 11. Oktober 2024 haben NKT, die Stadtwerke München Infrastruktur und weitere Partner das Testsystem des SuperLink-Projekts eingeweiht. Mit einer geplanten Länge von rund 15 Kilometern soll dieses supraleitende Hochspannungskabel nach Abschluss der Tests die längste supraleitende Kabellösung der Welt sein. Ziel ist es, große Mengen elektrischer Energie durch ein kompaktes Kabeldesign effizient zu übertragen und den steigenden Energiebedarf urbaner Gebiete zu decken. Darüber hinaus wird das Projekt als Forschungsplattform dienen, um die Langzeitzuverlässigkeit solcher Systeme zu evaluieren. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse könnten die Zukunft der Energieübertragung weltweit beeinflussen.
2. Physikalische Grundlagen der Supraleitung
Supraleitung bezeichnet den Zustand, in dem bestimmte Materialien bei Temperaturen unterhalb einer kritischen Schwelle ihren elektrischen Widerstand verlieren. Dies wurde 1911 von Heike Kamerlingh Onnes entdeckt. Der verlustfreie Transport von elektrischem Strom macht Supraleitung zu einer der vielversprechendsten Technologien für moderne Energieübertragungsnetze. Besonders Hochtemperatursupraleiter (HTS), die bei Temperaturen um -200 °C arbeiten, haben das Potenzial, die Technologie für kommerzielle Anwendungen praktikabler zu machen. Diese Materialien eröffnen neue Möglichkeiten zur Optimierung der Energieübertragung.
3. Funktionsweise supraleitender Kabel
Supraleitende Kabel nutzen Materialien, die bei extrem niedrigen Temperaturen supraleitend werden. Um diesen Zustand zu erreichen, werden die Kabel durch einen geschlossenen Kreislauf mit flüssigem Stickstoff gekühlt. Ein hochmodernes Kühlsystem gewährleistet konstante Tieftemperaturen und maximale Effizienz. Sobald die Kabel supraleitend sind, können sie enorme Mengen elektrischer Energie fast verlustfrei übertragen. Zusätzlich ermöglicht ihre kompakte Bauweise eine Integration in bestehende Netzstrukturen, ohne signifikante bauliche Veränderungen.
4. Vorteile gegenüber konventionellen Kabeln
Supraleitende Kabel bieten eine Vielzahl von Vorteilen:
- Hohe Energiedichte: Mit nur 200 mm Querschnitt kann das SuperLink-Kabel bis zu 500 MVA bei 110 kV übertragen – ein Vielfaches dessen, was konventionelle Kabel leisten.
- Kompaktheit: Besonders in dicht besiedelten städtischen Gebieten ist der Platz begrenzt. Supraleitende Kabel reduzieren den Platzbedarf erheblich.
- Geringe elektromagnetische Emissionen: Diese Technologie erzeugt keine Magnetfelder, was sie umweltfreundlicher macht und ihre Verwendung in sensiblen Bereichen wie Krankenhäusern oder Forschungszentren erleichtert.
- Langlebigkeit: Geringe thermische Belastungen der Materialien führen zu einer erhöhten Lebensdauer und weniger Wartungsbedarf.
5. Herausforderungen und Kritikpunkte
Trotz ihrer Vorteile gibt es Hürden, die überwunden werden müssen:
- Kühlung: Die aufwendigen Systeme, die für die Kühlung benötigt werden, erfordern eine hohe Anfangsinvestition und Energie.
- Kosten: Die Herstellung supraleitender Kabel bleibt teurer als die konventioneller Alternativen. Durch technologische Fortschritte und Skaleneffekte wird jedoch eine Senkung der Kosten erwartet.
- Materialien: Die Entwicklung besserer Materialien, die bei höheren Temperaturen arbeiten, ist entscheidend, um die Technologie wirtschaftlicher zu machen.
- Integration: Die Einbindung supraleitender Kabel in bestehende Infrastrukturen erfordert detaillierte Planung und spezielles Fachwissen.
6. Zukünftige Anwendungen und Perspektiven
Das SuperLink-Projekt könnte den Weg für eine breite Nutzung supraleitender Kabel ebnen. In urbanen Gebieten mit steigendem Energiebedarf und begrenztem Platz bieten sie eine nachhaltige Lösung. Offshore-Windparks könnten von dieser Technologie profitieren, indem sie Energie verlustfrei über lange Strecken übertragen. Auch der Ausbau der Schnellladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge oder die Elektrifizierung von Bahnstrecken sind vielversprechende Anwendungsbereiche. Zudem tragen sie durch ihre verlustfreie Übertragung und Stabilisierung des Stromnetzes zu einer sicheren Energieversorgung bei.
Quellen:
- NKT nimmt Testsystem für das längste supraleitende Energiekabel der Welt in Betrieb. Abgerufen am 11. Dezember 2024 von https://www.nkt.de/presse-events/nkt-nimmt-testsystem-fuer-das-laengste-supraleitende-energiekabel-der-welt-in-betrieb
- Bach, R., & Prusseit, W. (2023). Innovative supraleitende Energiekabel für die Umsetzung der Energiewende. e&i Elektrotechnik und Informationstechnik, 140, 620–625. Abgerufen am 11. Dezember 2024 von https://link.springer.com/article/10.1007/s00502-023-01191-9
- Technologische Grundlagen der Supraleitung. Abgerufen am 11. Dezember 2024 von https://www.ew.tu-darmstadt.de/media/ew/rd/ew_vorlesungen/lv_nt/skript_nt/technol_1.pdf
