Baltic Cable

Das Baltic Cable ist eine Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsleitung zur Kopplung des deutschen mit dem schwedischen Stromnetz.

Das Baltic Cable verwendet mit 450 kV die höchste Betriebsspannung aller Anlagen zur Energieübertragung in Deutschland und war bis zur Inbetriebnahme des NorNed im Jahr 2008 mit einer Übertragungsstrecke von 250 km das europaweit längste im Einsatz befindliche Hochspannungskabel. Die Übertragungsstrecke ist als Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) mit einer maximalen Übertragungsleistung von 600 MW realisiert.

Freileitung der HGÜ "Baltic Cable" in Schweden. Beide Leiter sind permanent parallel geschaltet. Der zweite Pol ist als Erdkabel ausgeführt, welches von der Stromrichterstation Kruseberg zu einer in der Ostsee versenkten Elektrode (Anode) führt.

Prinzip

Bei einem Seekabel besteht das Prinzip einer monopolaren Gleichstromübertragung darin, dass nur ein Pol als isoliertes Kabel im Erdreich bzw. am Meeresboden verlegt wird.

Der zweite Pol wird als Elektroden im Wasser ausgeführt. Als Rückleitung dient bei der Seestrecke das Meerwasser bzw. obere Erdschichten. Um einen niedrigen Erdungswiderstand zu erreichen, werden die Erder als großflächige Strukturen, den so genannten Elektroden ausgeführt. Die elektrische Leitfähigkeit des Meerwassers spielt dabei wegen des großen Querschnittes für den Widerstand keine Rolle. Beim Baltic Cable bestehen die Elektroden der Erder aus einem blanken Ring aus Kupfer mit einem Radius von 1000 m.

Umweltaspekte der im Wasser versenkten Elektroden

Stromrichterstation Kruseberg auf schwedischer Seite des Baltic Cable

Die durch den maximalen elektrischen Gleichstrom von 1340 A an den Elektroden ausgelöste Elektrolyse, im Meerwasser erfolgt der Stromtransport durch die Ionenleitung, kommt es an den Elektroden zu einer chemischen Zersetzung des Meerwasser bzw. der darin gelösten Salze. An der Anode wird das im Wasser gelöste Chlorid zum Chlor oxidiert, an der Kathode wird das Meerwasser zu Wasserstoff und Hydroxidionen reduziert. Dabei werden täglich 41 kg Chlor an der Anode und 47,8 kg Natriumhydroxid an der Kathode in die Ostsee freigesetzt.^[1] Welche der beiden Elektroden, auf schwedischer bzw. deutscher Seite, die Anode bzw. Kathode ist, richtet sich nach der Stromrichtung: Diese ist von der Richtung des Leistungsflusses, je nachdem ob elektrische Energie von Deutschland nach Schweden oder umgekehrt transportiert wird, bzw. der elektrischen Polarität der Leitung abhängig.

Durch eine weitere Vergrößerung der Oberflächen der Elektroden kann die Freisetzung des Chlors und der Natronlauge auf eine größere Wassermenge verteilt und damit die Konzentration der Reaktionsprodukte durch Verdünnung gesenkt werden. Zwar vergrößert sich mit zunehmender Verteilung der Reaktionsprodukte auch der betroffene Bereich der Ostsee, jedoch nimmt innerhalb des betroffenen Bereichs die umwelttoxische Wirkung entsprechend der Verdünnung der Reaktionsprodukte ab. Da die Elektrolyse für die Aufrechterhaltung der elektrischen Leitung (Ionenleitung) durch das Meerwasser notwendig ist, kann die Elektrolyse nur durch eine metallische Verbindung beider Elektroden gänzlich vermieden werden.

Alternativ ist auch die Erweiterung zu einer bipolaren Anlage möglich. Nach Durchführung einer derartigen Erweiterung würde, wenn beide Pole mit gleich starker Stromstärke betrieben würden, kein Strom über die Erdungselektroden fließen und somit keine Elektrolyse des Meerwassers auftreten. In der Tat wurden schon einige monopolare HGÜ-Anlagen zu bipolaren Anlagen erweitert ( Beispiel: Kontiskan). Der Freileitungsabschnitt in Schweden ist durch die Installation von 2 Leiterseilen hierfür vorbereitet und zumindest auf dem Areal der Stromrichterstation Arrie in Schweden ist genügend Platz vorhanden für die Errichtung eines 2. Stromrichters. Ob es in absehbarer Zeit zu diesem Ausbau, der eine doppelte Übertragungsleistung gestatten könnte, kommen wird, ist wegen der suboptimalen Netzanbindung in Lübeck fraglich. ( siehe Diskussion)

Leitungsverlauf

Auf deutscher Seite tritt das Baltic Cable in Lübeck-Herrenwyk aus der Erde (Pfeil)

Thyristorturm in einer Stromrichterstation des Baltic Cable

Das Baltic Cable beginnt in einer auf dem Areal eines ehemaligen Steinkohlekraftwerks in Lübeck-Herrenwyk errichteten Stromrichterstation (53° 53′ 49″ N, 10° 48′ 9″ O53.89694444444410.8025). Unmittelbar neben dieser Station befindet sich noch ein 110 kV-/20 kV-Umspannwerk, welches über zwei auf den Masten der 380 kV-/110 kV-Freileitung Lübeck-Siems–Lübeck-Herrenwyk verlegten 110-kV-Drehstromkreise gespeist wird. Eine Kopplung über einen 380 kV-/110 kV-Transformator auf dem Areal der Stromrichterstation in Lübeck-Herrenwyk existiert nicht.

Das von der Stromrichterstation ausgehende "Baltic Cable", welches aus dem 450 kV-Hochspannungskabel und dem zur Kathode in der Ostsee führenden Elektrodenkabel besteht, unterquert die unmittelbar neben diesem Areal gelegene Trave in einem Kanal 6 Meter unter dem Boden der Trave, um dann anschließend als in der Trave verlegtes Seekabel dieser bis zu ihrer Mündung zu folgen.

Nach Durchquerung der Halbinsel Priwall folgt das Baltic Cable der Küste von Mecklenburg-Vorpommern, um dann östlich von Rostock langsam nach Nordosten, Richtung Schweden zu laufen. Das zur Kathode führende Elektrodenkabel verläuft bis etwa 5 km nordwestlich von Glasin-Warnkenhagen, Mecklenburg-Vorpommern 54° 2′ 1″ N, 11° 3′ 11″ O54.033511.053194444444 parallel zum Hochspannungskabel (Abstand ca. 1 Meter, im Kanal unter der Trave unmittelbar neben dem Hochspannungskabel) verlegt.

An diesen Punkt zweigt es in östlicher Richtung von der Trasse ab, um zur Kathode bei 54° 1′ 42″ N, 11° 8′ 24″ O54.02833333333311.14 zu führen. Diese ist als ein blanker Kupferring mit einem Radius von 1000 Metern vor der deutschen Ostseeküste bei Glasin-Warnkenhagen ausgeführt. Das 32 Kilometer lange Kathodenkabel ist ein XLPE-isoliertes Kupferkabel. Die ersten von der Stromrichterstation in Lübeck-Herrenwyk gerechneten 20 Kilometer dieses Kabels haben einen Querschnitt von 1400 mm², die letzten 12 Kilometer einen von 800 mm².

Vom Anlandungspunkt an der Südküste Schwedens führt das 450 kV-Kabel noch über eine Distanz von 5,5 Kilometern als Erdkabel bis zu einem Punkt östlich der E6 bei (55° 25′ 28″ N, 13° 3′ 39″ O55.42444444444413.060833333333) über Land. Von dort verläuft die Freileitung über 2 Tragmaste bis zum ersten Abspannmast bei (55° 25′ 50″ N, 13° 3′ 12″ O55.43055555555613.053333333333) in nordnordwestlicher Richtung. An diesem Mast ändert die Leitung ihre Richtung in nordnordöstliche Richtung und führt östlich an Södra Haslov vorbei über 7 Tragmaste zum nächsten Abspannmast bei (55° 27′ 8″ N, 13° 2′ 56″ O55.45222222222213.048888888889).Jetzt erfolgt eine Richtungsänderung nach Nordosten. Über 8 Tragmaste geht sie zum 3. Abspannmast bei (55° 28′ 33″ N, 13° 4′ 2″ O55.47583333333313.067222222222).

Jetzt schwenkt die Leitung in westnordwestliche Richtung ein und führt über 15 Tragmaste (davon 3 Winkeltragmaste) südlich an Västra Ingelstad vorbei zum vorletzten Abspannmast bei (55° 29′ 29″ N, 13° 8′ 18″ O55.49138888888913.138333333333). Von diesem Mast aus läuft die Leitung über einen Tragmast, einen Winkeltragmast und dem Endmast zur Stromrichterstation in Kruseberg (55° 30′ 5″ N, 13° 8′ 44″ O55.50138888888913.145555555556), welche auch als Stromrichterstation Arrie bezeichnet wird und an ein bestehendes Umspannwerk für 380 kV/110 kV angebaut wurde.

Insgesamt besteht der 12 Kilometer lange Freileitungsabschnitt aus 40 Masten mit je einer Traverse für 2 Leiterseile. Als Leiterseile werden auf dem Freileitungsabschnitt zwei Zweierbündelleiter verwendet, die an ihren Enden permanent miteinander verbunden sind und an 6 Meter langen Isolatoren an den Masten befestigt sind. Somit ist die Freileitung des Baltic Cable, obwohl sie wie eine bipolare Leitung aussieht, eine monopolare Leitung.

Erdkabel

Die 23 Kilometer lange Leitung von der Stromrichterstation Kruseberg zur Anode auf dem Grund der Ostsee vor der Schwedischen Küste besteht aus 2 parallel geschalteten und im Erdreich verlegten Kupferkabeln mit je 630 mm² Querschnitt, die mit XLPE isoliert sind. Als Anode dienen 40 Titannetze von denen jedes eine Fläche von 20 m² hat und die zum Schutz vor mechanischen Beschädigungen mit Plastikrohren und Steinen abgedeckt sind. Wegen der Bauweise als monopolare Leitung führt das Baltic Cable in seiner Umgebung zu wesentlich höheren Magnetfeldern als Gleichstromleitungen mit integrierten bzw. in geringem Abstand verlegten Rückleitern.

Freileitung

Da von dieser Freileitung Funkstörungen ausgehen können, wurde in der Stromrichterstation in Kruseberg ein aktives Oberschwingungsfilter installiert. Weil es auf deutscher Seite keinen Freileitungsabschnitt des Baltic Cables gibt, ist keine derartige Einrichtung in Lübeck-Herrenwyk vorhanden.

Flaschenhals

Die HGÜ Baltic Cable konnte ursprünglich nicht mit den maximal möglichen 600 MW Übertragungsleistung betrieben werden, da die von Lübeck-Herrenwyk ausgehende 380-kV-Drehstromleitung im Umspannwerk Lübeck-Siems endet und die Anbindung an das deutsche 380-kV-Netz immer noch über Leitungen der 220-kV- und zum Teil sogar der 110-kV-Ebene erfolgt, was die maximal übertragbare Leistung stark reduziert und auch die Übertragungsverluste erhöht.

Von den ursprünglich zwei geplanten 380-kV-Leitungen nach Lübeck (vom Kernkraftwerk Krümmel nach Lübeck-Siems und von der Stromrichterstation Lübeck-Herrenwyk zum 380-kV-Umspannwerk Schwerin) wurde der Bau der 380-kV-Leitung zwischen dem Kernkraftwerk Krümmel und dem Umspannwerk Lübeck-Siems nach Angaben der E.ON AG gestrichen. Allerdings soll womöglich eine 380-kV-Leitung zu einem anderen 380-kV-Umspannwerk in Schleswig-Holstein, Hamburg oder Niedersachsen gebaut werden. Der Bau der 380-kV-Verbindung von Lübeck-Herrenwyk nach Schwerin kommt ebenfalls aus Umweltschutzgründen nicht voran.

Durch ein neues 220-kV-Kabel und einen statischen Blindleistungskompensator (SVC) in Lübeck-Siems ist seit Dezember 2004 eine Übertragungsleistung von 600 Megawatt möglich. Die Blindleistungs-Kompensationsanlage wurde von der Firma Siemens konzipiert und erbaut.

Weblinks

 Commons: Baltic Cable – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Baltic Cable AB
• Aus FOCUS Nr. 43 (1993): Baden in Natronlauge
• aus Greenpeace Magazin 1.98: „Rostfraß an Giftgasmunition: Unterwasser-Stromkabel in der Ostsee hat ungeahnte Nebenwirkungen“
• ABB Group: Baltic Cable HVDC Project. Abgerufen am 4. April 2011 (englisch). 

Quellen

1. ↑ FOCUS Nr. 43 (1993): Baden in Natronlauge

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