Kuppelleitung

Definition Kuppelleitung und die Geschichte der Verbindungsleitungen

Inhalt des Wiki-Artikels

• Einführung von Kuppelleitungen
• Vor- und Nachteile von Kuppelleitungen
• Neue Kuppelleitungen in Deutschland

Eine Kuppelleitung ist ein Stromkreis, der Übertragungsnetze miteinander verbindet. Per Kuppelleitung werden sowohl die Sammelstellen verschiedener Übertragungsnetze innerhalb eines Landes als auch die Netze unterschiedlicher Länder miteinander verbunden.

Einführung von Kuppelleitungen

Die erste deutsche Stromleitung verlief zwischen Frankfurt und Lauffen. Sie wurde für die 1891 stattfindende Internationale Elektrizitätsausstellung errichtet. Nach der Ausstellung wurde sie wieder abgebaut, doch die erfolgreiche Demonstration der Stromübertragung über weite Strecken ebnete den Weg für den Aufbau einer öffentlichen Stromversorgung in Deutschland. Die erste deutsche Stadt mit zentraler Stromversorgung war Heilbronn. Es dauerte rund 50 Jahre, bis auch das letzte Dorf einen Stromanschluss hatte. Dabei wurden die Leitungen zunächst separat gebaut, es gab voneinander unabhängige Netze, die untereinander nicht verbunden waren. Die einzelnen Stromnetze wurden von unterschiedlichen Unternehmen errichtet und betrieben. Im Laufe der Zeit wurden die Stromnetze aus wirtschaftlichen Gründen und zwecks betrieblicher Optimierung gekuppelt. Beispielsweise wurde 1935 eine Verbindung zwischen den Systemen der Energieversorgungsunternehmen RWE, PE und EWAG hergestellt.

Bis Mitte des 20. Jahrhunderts war die Stromversorgung eine rein nationale Angelegenheit. Da jedes Land sein eigenes Stromnetz auf seine Weise errichtet hatte, gab es Netze mit unterschiedlicher Infrastruktur, Spannungsebene und Frequenz. Für eine komplikationslose Zusammenarbeit müssen diese drei Dinge aber identisch sein. Im Jahr 1951 gründeten deshalb mehrere Länder die „Union pour la coordination de la production et du transport de l’électricité“ (UCPTE), um die Netze zu koordinieren. Zu den Gründungsstaaten gehörten:

• Belgien
• Deutschland
• Frankreich
• Italien
• Luxemburg
• Niederlande
• Österreich
• Schweiz

Griechenland, Jugoslawien, Portugal und Spanien schlossen sich 1987 der Union an, Polen, die Slowakei, Tschechien und Ungarn folgten 1995. Mit der Liberalisierung des europäischen Strommarkts wurde die UCPTE 1999 in die Nachfolgeorganisation „Union for the Coordination of the Transmission of Electricity“ (UCTE) überführt. Festgelegt wurde, dass grenzüberschreitende Kuppelleitungen als Dreiphasenwechselstromhochspannungsleitungen mit 220 bis 440 Kilovolt und einer Netzfrequenz von 50 Hertz realisiert werden sollten. Inzwischen ist die Technik weiter fortgeschritten, so dass auch HGÜ-Leitungen als Kuppelleitungen genutzt werden.

Vor- und Nachteile von Kuppelleitungen

Die Übertragungsnetze zweier Länder werden mit Hilfe sogenannter Grenzkuppelstellen miteinander verbunden. Dabei handelt es sich um Kuppelleitungen, die nicht anders aussehen als andere Hochspannungsleitungen. Während durch ältere Kuppelleitungen Wechselstrom fließt, transportieren HGÜ-Leitungen Gleichstrom. Der Vorteil ist, dass bei der Gleichstromübertragung deutlich weniger Energieverluste auftreten. Dafür muss der Strom für den Transport durch die HGÜ-Leitung zunächst gleichgerichtet und schließlich wieder wechselgerichtet werden, da die Stromversorgungssysteme traditionell aus Wechselstromleitungen bestehen. Kuppelleitungen, die Netze verschiedener Länder miteinander verbinden, bringen diese Vorteile mit sich:

• Grenzüberschreitender Stromaustausch und Stromhandel
• Verbesserung der Versorgungssicherheit der Mitgliedsstaaten
• Reibungsloser Stromtransport über Grenzen hinweg

Mit der Energiewende gehen neue Anforderungen an Stromnetze einher. Unter anderem werden neue Kuppelleitungen gebaut, die administrativ aufwendig und außerdem kostspielig sind. Der Ausbau ist notwendig, weil die Kapazität der Grenzkuppelstellen begrenzt ist. Ohne den Ausbau kann der Strom aber nicht in vertraglich vereinbarter Menge fließen. Wird mehr Strom an der Börse verkauft, als tatsächlich geliefert werden kann, hat das negative Konsequenzen, wie zum Beispiel:

• Marktverzerrung
• Loopflows

Loopflows sind Ringschlüsse, das bedeutet, dass der Strom sich einen anderen Weg sucht, wenn er nicht durch die vorgesehene Kuppelleitung fließen kann. Dabei gelten die Kirchhoffschen Regeln: Der Strom nimmt den Weg des geringsten Widerstands, so dass es vorkommen kann, dass die Netzkapazitäten anderer Länder beansprucht werden. Loopflows gab es von 2002 bis 1918 beim Stromaustausch zwischen Deutschland und Österreich. Die beiden Länder hatten eine gemeinsame Strompreiszone, doch für die Strommenge, die über die Grenze fließen sollte, waren die Grenzkuppelstellen nicht ausreichend dimensioniert. Also wich der Strom in Form von Ringschlüssen nach Polen und Tschechien aus, wo er die Netze belastete und unnötige Kosten verursachte. Deshalb erfolgte am 1. Oktober 2018 die Strompreistrennung zwischen Deutschland und Österreich.

Neue Kuppelleitungen in Deutschland

Innerhalb Deutschlands und zu den Nachbarländern werden neue Kuppelleitungen in Betrieb genommen, um die Versorgungssicherheit auch in Zukunft zu gewährleisten, wenn Strom hauptsächlich aus erneuerbaren Energien erzeugt wird. Innerhalb Deutschlands verläuft die Südwest-Kuppelleitung, die auch als Thüringer Strombrücke bekannt ist. Sie erstreckt sich vom Umspannwerk Lauchstädt über Thüringen bis zum Umspannwerk Redwitz in Bayern. Die Höchstspannungsleitung ist rund 200 Kilometer lang und wurde von der EU als „Projekt von gemeinsamem Interesse“ eingestuft. Außerdem zählt die Südwest-Kuppelleitung zu den wichtigsten Stromverbindungen zwischen Halle an der Saale und Schweinfurt. Sie ist seit 2017 vollständig in Betrieb.

Auch grenzüberschreitend werden neue Kuppelleitungen realisiert, wie zum Beispiel die deutsch-niederländische Strombrücke, die im Jahr 2018 fertiggestellt wurde. Eine Besonderheit dieser Kuppelleitung ist, dass der Übertragungsnetzbetreiber Amprion einen neuen Masttyp auf einem Teilstück nutzt. Es handelt sich dabei um ein Pilotprojekt, um die Technik der sogenannten Vollwandmasten zu testen. Die Kuppelleitung der deutsch-niederländischen Strombrücke ist 57 Kilometer lang und ein Projekt des Energieleitungsausbaugesetzes (EnLAG).

Der deutsche Übertragungsnetzbetreiber Amprion und der belgische Netzbetreiber Elia nahmen im November 2020 die erste Gleichstrom-Direktverbindung zwischen Deutschland und Belgien in Betrieb. Circa 90 Kilometer lang ist die Kuppelleitung mit dem Namen Aachen Lüttich Electricity Grid Overlay (ALEGrO). Die HGÜ-Leitung wurde als Erdkabel verlegt und hat eine Transportkapazität von rund 1000 Megawatt (MW).