Sicherer mit Supraleitung

Viele Transformatoren könnten ohne Öl gekühlt werden

Supraleitende Netzkomponenten wie Strombegrenzer, Transformatoren, Kabel oder Energiespeicher können nicht nur die Effizienz der Energieübertragung steigern, sondern bieten auch weitere Vorteile. Nicht zuletzt ein Gewinn an Sicherheit spräche in etlichen Anwendungen dafür, die konventionelle Technik durch supraleitende zu ersetzen. Transformatoren sind hierfür ein anschauliches Beispiel.

Seit wenigen Wochen wissen Millionen Menschen, wie ein brennender Transformator aussieht. Die Rauchwolke am Kernkraftwerk Krümmel ging durch die Medien, mit ihr die Diskussion um die Sicherheit der Kernkraft. „Was im Zuge dessen eher beiläufig betrachtet wurde, ist die Sicherheit der Betriebsmittel wie zum Beispiel des Transformators“, sagt Dr. Werner Prusseit. Der Geschäftsführer der Theva Dünnschichttechnik GmbH und Vorsitzende des Industrieverbands Supraleitung e.V. (ivSupra) sieht dieses Problem losgelöst von der Kernkraftfrage. Denn auch in Kohlekraftwerken zum Beispiel werden solche ölgekühlten Transformatoren eingesetzt, um den Eigenbedarf der Energieerzeugungsanlagen zu bedienen oder Strom in das Hochspannungsnetz einzuspeisen.

Hätte beim Ausfall des Transformators wenigstens der Brand vermieden werden können? Welche Techniken sind nötig, um dieses Plus an Sicherheit zu erhalten? Prusseit dazu: „Beim Einsatz supraleitender Bauteile im Trafo wäre die Kühlung mit toxischen oder brennbaren Kühlmitteln überflüssig. Sie können dementsprechend nicht auslaufen oder abbrennen und der Verzicht auf Öl wäre ein Gewinn für die Umwelt.“

Supraleiter werden ohnehin gekühlt, jedoch nicht mit Öl, sondern zum Beispiel mit verflüssigtem Stickstoff. Eine Leckage im Kühlkreis würde also nichts anderes freisetzen als ein Gas, das ohnehin zu 78 Prozent in unserer Atemluft enthalten ist.

Dr. Carsten Bührer, Geschäftsführer bei der Trithor GmbH in Rheinbach: „Sicherlich kann ein supraleitender Transformator auch einen Defekt, etwa einen Kurzschluss, haben. Aber wenn ein Brand vermieden werden kann, ist die Gefahr für Mensch und Umwelt geringer und die Instandsetzungsarbeiten wären einfacher, nicht nur am Betriebsmittel selbst, sondern auch in der Umgebung.“ Abgesehen von diesem Sicherheitsgewinn kann der Einsatz von Supraleitern die Effizienz erhöhen. Das bedeutet weniger Wärmeverluste und somit die Vermeidung von CO2. Weitere Vorzüge des Supraleiter-Trafos: Geringeres Gewicht, kleinere Abmessungen und ein verbessertes Verhalten bei Überlastung.

Dr. Burkhard Prause, Geschäftsführer der European High Temperature Superconductors GmbH & Co. KG und zweiter Vizepräsident des ivSupra, spricht sich dafür aus, im Bereich Motoren, Generatoren und Transformatoren tiefer in das Thema einzusteigen. „Es gab schon Projekte, die sich mit supraleitenden Transformatoren beschäftigt haben. Nun ist es an der Zeit, gewonnenes Wissen für den Bau größerer, leistungsfähiger Anlagen umzusetzen und wirtschaftliche Betriebsmittel für die Energienetze und Kraftwerkstechnik von heute zu schaffen. Ein Ziel, das von der Politik strategisch verfolgt werden sollte.“ Mittelgroße Transformatoren mit etwa 25 MVA wären der erste Schritt und könnten in Umspannstationen zum Einsatz kommen. Liegen mit ihnen Erfahrungen vor, kämen die Boliden mit 300 MVA und mehr zum Zuge. Sie könnten beim Heraufspannen des Stroms am Kraftwerksgenerator ihr Effizienzpotenzial entfalten.

Die Supraleitung sei nicht nur für den Einsatz in Deutschland attraktiv, sagt Dr. Prusseit, sondern auch eine hochinteressante Exporttechnologie. „Jetzt haben Deutschlands Unternehmen noch die Chance, diesen Markt aufzubauen und zu gestalten. Daher hoffen wir auf politische Rückendeckung und Anschubhilfen, die entsprechende Pilotprojekte in der Energiewirtschaft ermöglichen.“ Aus diesem Grund setzen sich die Mitgliedsunternehmen des ivSupra für mehr Bekanntheit und Akzeptanz der jungen Technologie in der Öffentlichkeit und Politik ein.

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