Die zweite Generation macht Hochtemperatur-Supraleiter-Drähte attraktiv für den Einsatz in der Energietechnik
Energieeffizienz braucht Supraleitung
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Nickel-oder Stahl-Bänder statt Silber-Rohre: Das Kostensenkungspotenzial ist erheblich
Inzwischen arbeiten die Entwickler aber bereits an der zweiten Generation der Hochtemperatursupraleiter und es ist ihnen gelungen, auf das teure Silber zu verzichten. Als Trägermaterial verwenden sie nun Bänder aus Stahl und Nickel, auf die zuerst eine Pufferschicht und darauf dann dünne Schichten der supraleitenden Keramik abgeschieden werden. Jetzt endlich scheint der kommerzielle Einsatz in greifbare Nähe gerückt zu sein. Firmen wie SuperPower und AMSC in den USA sowie Bruker HTS, Theva und Zenergy Power in Deutschland bauen Fertigungskapazitäten auf.
Jetzt können Leistungskabel auf Basis von Supraleitern ihre Voreile ausspielen: Es lassen sich Trafostationen einsparen und zugleich die Verluste im Netz verringern. »Nicht zuletzt aufgrund der damit verbundenen Kostensenkungen werden Supraleiter in wenigen Jahren wirtschaftlich sein«, sagt Dr. Joachim Bock, Direktor Marktentwicklung HTS-Systeme bei Nexans und Vorstand des Industrieverbandes Supraleitung (ivSupra).
Außerdem benötigen sie trotz ihrer Kryohülle bei gleicher Leistung nur ca. 20% des Platzes vergleichbarer Kupferkabel, sie strahlen keine elektromagnetischen Felder und verursachen keine Erwärmung ihrer Umgebung. Deshalb können Trassenabstände geringer ausfallen und der Platz unter den Straßen kann effektiver genutzt werden – insbesondere in Ballungszentren ein gravierender Vorteil.
Während ein heliumgekühltes Kabel den Aufwand erst bei einer Übertragungsleistung von 5 bis 10 GW lohnt, liegt die Grenze laut Dr. Joachim Bock für die Hochtemperatursupraleiter der zweiten Generation bei einer Übertragungsleistung von einigen zehn MW.
Ein einzelner HTS-Draht kann einen Strom der Stärke von 400 A übertragen, was gegenüber Kupfer verspricht, den Durchmesser um mindestens den Faktor 100 verringern zu können. Selbst unter Einbeziehen der erforderlichen Kryohüllen die den flüssigen Stickstoff aufnehmen und der dafür notwendigen thermischen Isolierung sind HTS-Kabel bei gleicher Leistung damit immer noch um etwa den Faktor fünf kleiner als Kupferkabel. In dicht besiedelten Gebieten, wo der Platz in den existierenden Kabelschächten begrenzt ist, aber hohe Leistungen übertragen werden müssen, fällt dieser Platzvorteil stark ins Gewicht.
Allerdings können bis heute noch keine großen Längen Kabel gefertigtwerden. »Um einen Kilometer Kabel fertigen zu können, benötigt man zwischen 200 und 300 km Draht«, erklärt Dr. Joachim Bock. Weltweit werden derzeit nur ca. 1.000 bis 1.500 km keramischen HTS-Drahts gefertigt.
- Energieeffizienz braucht Supraleitung
- HTS: Flüssiger Stickstoff genügt
- Nickel-oder Stahl-Bänder statt Silber-Rohre: Das Kostensenkungspotenzial ist erheblich
Lesen Sie mehr zum Thema
Das könnte Sie auch interessieren
