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Hybride Freileitungen in der Schweiz
Im Rahmen dieser Studie wurde untersucht, ob es möglich ist, das Schweizer Stromübertragungsnetz umzurüsten und die Übertragungskapazität der bestehenden Infrastruktur durch hybride Gleichstrom-Wechselstrom-Leitungen zu erhöhen. Bestandteil der Studie waren auch Untersuchungen über Umweltauswirkungen wie elektromagnetische Felder und wahrnehmbare Geräusche, eine breit angelegte Akzeptanzstudie sowie technische und wirtschaftliche Netzsimulationen.
Projektbeschrieb (abgeschlossenes Forschungsprojekt)
Die Energiestrategie 2050 sieht vor, künftig einen wesentlich höheren Anteil von erneuerbaren Energien in die Netzinfrastruktur einzuspeisen, insbesondere in abgelegenen Regionen weitab von bestehenden zentralen Einspeisepunkten. Der erforderliche Ausbau des Stromübertragungsnetzes ist deshalb ein zentraler Faktor zur erfolgreichen Umsetzung der Energiestrategie 2050. Die Akzeptanz für neue Übertragungsleitungen ist jedoch sehr gering, was den Ausbau verzögert und Netzengpässe zur Folge haben könnte.
Zielsetzung
Durch eine Umrüstung der bestehenden mehrfachen Wechselstromsysteme (AC) durch kombinierte Wechselstrom-Gleichstrom-Leitungen (AC/DC) auf demselben Mast kann die Übertragungskapazität deutlich erhöht werden, ohne neue Korridore bauen zu müssen. Damit lassen sich Bauverzögerungen dank einer besseren Akzeptanz vermeiden.
Resultate
Die Umrüstung auf hybride Leitungen kann in der Schweiz zu einer höheren Netzverfügbarkeit beitragen und es ermöglichen, günstigere und abgelegenere Energiequellen zu nutzen. Das Projektteam konnte zeigen, dass ein Umbau auf eine hybride Leitung im Allgemeinen auf mehr Akzeptanz stösst als der Bau einer neuen Übertragungsleitung. Gleichzeitig erwies sich die Akzeptanz dieser neuen Technologie in der Bevölkerung in hohem Masse abhängig von Bedenken hinsichtlich der Unwägbarkeiten und möglicher Umweltauswirkungen. Gemäss der Studie sind die Hauptgründe für eine ablehnende Haltung gegenüber Freileitungen potenzielle Gesundheitsrisiken, die Beeinträchtigung der Landschaft und wahrnehmbare Geräusche. Aufgrund der durchgeführten Messungen und Simulationen können diese Auswirkungen genauer vorausgesagt und auf ein akzeptables Minimum reduziert werden. Zwei mögliche Nord-Süd-Korridore wurden als potenzielle Routen identifiziert, und die Umrüstung hat sich für einen typischen Schweizer Masten als machbar erwiesen. Allerdings bedeuten die bestehenden kleinen Bündel eine beträchtliche Herausforderung für die Reduktion von Koronaeffekten.
Bedeutung
Bedeutung für die Forschung
Dank des Projekts besteht nun ein wesentlich besseres Verständnis der Wechsel- und Gleichstrom-Koronaeffekte wie elektrische Felder in Bodennähe und wahrnehmbare Geräusche, insbesondere in der Umgebung von hybriden Masten. Entwickelt wurden zudem neue Methoden zur Modellierung von Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsleitungen (HGÜ) und -Konvertern in einer Wechselstrom-Flusssimulation sowie zum Nutzen von Frequenzumrichtern, die an HGÜ-Konverter angeschlossen sind. Es wurden verschiedene Kriterien definiert, um die technischen und wirtschaftlichen Auswirkungen einer Leitungsumrüstung zu untersuchen. Die Akzeptanzstudie hat gezeigt, dass die Wahrnehmung einer neuen Technologie wesentlich von Informationskampagnen abhängt und durch unbestimmte Ängste beeinflusst wird.
Bedeutung für die Praxis
Gemäss der Akzeptanzstudie bevorzugt die Schweizer Bevölkerung im Allgemeinen die Umrüstung auf eine hybride Leitung gegenüber einer neuen Freileitung. Die Energieversorgungsunternehmen und Behörden können ihre Entscheidungen aufgrund einer Diskussion über den technischen und wirtschaftlichen Nutzen treffen. Dabei sollten sie berücksichtigen, dass es wichtig ist, die potenziellen Auswirkungen auf die Menschen zu thematisieren und die Öffentlichkeit früh in ein Projekt einzubeziehen. Das bessere Verständnis der elektromagnetischen Felder und wahrnehmbaren Geräusche, die durch solche Leitungen entstehen, ermöglicht genauere Vorhersagen und liefert fundiertere Grundlagen für Diskussionen mit Regulierungsbehörden und der Bevölkerung. Der Bau einer Freiluft-Testanlage in der Schweiz, die spezifisch für die Untersuchung der Koronaeffekte von Wechsel- und Gleichstromleitungen ausgelegt wurde, kann genutzt werden, um mit einem grösseren und realistischeren Datenpool künftige Prognosemodelle zu erstellen. Ausserdem hat das Projekt gezeigt, dass der Ausfall einer Gleichstromleitung die Systemsicherheit nicht substanziell gefährdet.
Originaltitel
Hybrid HVAC / HVDC overhead lines in Switzerland