Eisgekühlte Supraleiter als Stromleitung: Pilotprojekt in Essen

Supraleiter eignen sich von den Daten her hervorragend als Stromleiter. Sie können im Vergleich zu herkömmlichen Kabeln das fünffache an Strom transportieren. Dabei treten so gut wie keine Verluste auf. Allerdings haben sie einen entscheidenden Nachteil: Damit ein Supraleiter Strom leiten kann, muss er sich in einem extrem gut isolierten Rohr mit einer Innentemperatur von – 200 Grad Celsius befinden. RWE Deutschland unterhält derzeit in Essen das längste Supraleiterkabel der Welt.

Eiskalte Leitung

RWE erhielt für das Kabel bereits IKU Innovationspreis für Klima und Umwelt vom Bundesumweltministerium. Das Kabel des Unternehmens erstreckt sich über eine Länge von etwa 1000 Metern. Problematisch beim Verlegen längerer Supraleiterkabel ist nicht die technologische Seite, sondern die logistische. “RWE und die Projektpartner wollten demonstrieren, dass die Technologie in der Innenstadt einsetzbar ist und haben daher in Essen eine geeignete Strecke gesucht, die zwischen zwei Umspannanlagen in der Essener Innenstadt liegt”, so RWE-Sprecher Sebastian Ackermann.

Innerhalb des Rohres, in dem das Kabel verlegt sind, müssen eisige Temperaturen herrschen, damit das Supraleiterkabel selber seinen Widerstand verliert. Um das Kabel zu kühlen wird flüssiger Stickstoff verwendet, es ist daher notwendig, es ausreichend nach außen zu isolieren. Dabei darf das Kabel samt seiner Isolierung und dem Stickstoff nicht viel dicker sein als ein herkömmliches Stromkabel, damit die Kabel in den gleichen Kanälen verlegt werden können.

Supraleiter als Stromleiter der Zukunft

Das Kabel in Essen wird über einen mehrere Meter hohen Tank mit flüssigem Stickstoff befüllt. Dieser fließt durch das Kabel und nimmt die Umgebungswärme auf, um dann durch eine weitere Kabelschicht abgeleitet zu werden. Das Projekt AmpaCity hat RWE rund 13,5 Millionen Euro gekostet. Das BMWi trägt davon gut 5,9 Millionen. Die Kosten sind damit etwa fünf Mal so hoch wie bei einem konventionellen Stromkabel. Aber es ging RWE auch viel mehr darum, zu beweisen, dass das Konzept funktioniert, nicht darum, ein wirtschaftlich sinnvolles Projekt auf die Beine zu stellen.

Das Kabel zeigt so, wie in Zukunft die Stromversorgung in Großstädten aussehen kann. Bisher hat das Kabel 35 Millionen Kilowattstunden Strom übertragen. Zu den Partnern des Projekts gehören der Kabelhersteller Nexans, der Projektträger Jülich und das Karlsruher Institut für Technologie (KIT).

Supraleiter könnten die Lösung für hocheffiziente, platzsparende Stromübertragung in großen Städten sein. Der Energiebedarf von Städten steigt immer weiter an, während unter der Erde aufgrund des hohen Aufkommens von Leitungsbahnen aller Art der Platz knapp wird.

Supraleiter wurden bereits 1911 von dem Niederländer Heike Kamerlingh Onnes entdeckt. Johannes Georg Bednorz und Karl Alexander Müller erhielten 1987 für einen Supraleiter aus Keramik den Nobelpreis für Physik.