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AmpaCity: Stromnetzrevolution ohne Widerstand

Stellen Sie sich vor, es findet eine Weltpremiere statt – und keiner sieht’s. Genau das passierte am 30.4.2014 in Essen, als RWE Deutschland das weltweit längste Supraleiterkabel mitten in der Essener City in Betrieb nahm. Der Medienrummel war zwar groß, aber das von der Firma Nexans eigens entwickelte Supraleiterkabel verläuft unterirdisch zwischen den beiden Essener Umspannwerken Herkules und Dellbrügge. So unscheinbar kann die Stromnetzrevolution erfolgen.

Supraleiter können den elektrischen Strom nahezu widerstandsfrei leiten. Wenn das Demonstrationsprojekt „AmpaCity“ positiv verläuft, könnten innerstädtische Umspannwerke demnächst überflüssig werden. Das 15 Zentimeter starke Supraleiterkabel ersetzt auf einer Strecke von einem Kilometer eine klassische 110 Kilovolt Kabeltrasse im Netz der Westnetz GmbH. Das neue Kabel überträgt bei gleichem Durchmesser zirka fünf Mal so viel Strom. Vor dem Start des Pilotprojektes wurde eine Machbarkeitsstudie durchgeführt. Nun soll der Praxistest zeigen, dass die neue Technologie effizient, wirtschaftlich und integrierbar ist.

Fortschrittsmotor Klimaschutz:

  • Längstes Supraleiterkabel der Welt im Realbetrieb
  • Energieeinsparung von 50 % gegenüber traditionellem Kabel
  • Ressourceneffizienz: fünf Mal dünnere Kabel bei gleicher Stromübertragung
  • Die Welt schaut auf Essen: zahlreiche Delegationen aus aller Welt informieren sich laufend vor Ort

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Foto: RWE

Der Aufbau des Supraleiterkabels. Das Kabel ist konzentrisch aufgebaut, wobei das Kühlmittel Stickstoff die Leiter von innen und außen kühlt (hier türkis dargestellt). Zu Beginn der Supraleiterforschung waren die Materialien nur bei sehr niedrigen Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt supraleitend. Dr. Johannes Bednorz erhielt 1987 gemeinsam mit seinem Kollegen Prof. Karl Alexander Müller für die Entdeckung der Hochtemperatur-Supraleiter den Nobelpreis für Physik.



Ohne Stickstoff geht es nicht

Für die Entdeckung der Keramikmaterialien, die Supraleitung bereits bei relativ hohen Temperaturen möglich machen, hat der deutsche Physiker Johannes Georg Bednorz gemeinsam mit seinem Schweizer Kollegen Karl Alexander Müller 1987 den Nobelpreis erhalten. Hohe Temperaturen bedeuten hier -196 Grad Celsius, denn die supraleitenden Materialien müssen mit Stickstoff gekühlt werden, um ihren erwünschten Effekt zu entfalten. Der Energiebedarf für das supraleitende Kabel setzt sich aus dem Stickstoffverbrauch und der elektrischen Energie für die Umwälz- und Vakuumpumpen zusammen und entspricht zirka 50 Prozent der Energie, die beim Betrieb des ersetzten 110 Kilovolt-Kabels an Verlusten entstehen würden. „Das Projekt AmpaCity zeigt uns, ob und wie Supraleiter die Stromverteilung in unseren Städten nachhaltig verbessern und noch effizienter gestalten können. Außerdem braucht das nur 15 Zentimeter starke Supraleiterkabel viel weniger Platz als ein herkömmliches Kabel. Schließlich können einige große Umspannanlagen auf lange Sicht überflüssig werden.“, erklärt Dr. Frank Merschel, Projektleiter bei RWE Deutschland.

Stromrevolution Mitten in NRW

Neben der Energieeffizienz ist jedoch auch die Ressourceneffizienz gegeben: Nicht nur die Umspannwerke könnten abgebaut werden, auch unter der Essener Erdoberfläche würde es bald weniger voll werden, wenn die fünfmal schlankeren Supraleiterkabel die traditionellen 110 Kilovolt-Trassen ersetzen. Die ganze Welt schaut jetzt neugierig auf Essen, denn die Stromnetzrevolution startet vielleicht von hier.


Foto: RWE

„Für Deutschland ist dies ein Projekt, das Signalwirkung haben wird, indem es neue technische Errungenschaften ins öffentliche Bewusstsein bringt und zu einer intensiven Diskussion weiterer Entwicklungen und Lösungen im Energiebereich führen wird.“

Dr. Johannes Georg Bednorz, dt. Physiker und Nobelpreisträger.

 




Partner und Förderer


Partner:
  • RWE Deutschland AG
  • Westnetz GmbH
  • Nexans GmbH
  • KIT, Karlsruher Institut for Technology
Förderer:
  • Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BmWi)