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Was sind die Umweltauswirkungen von Strom- und Gasnetzen ?

Von Ernst Hagenmeyer
LebenslaufHagenmeyer

Allgemeines

Strom- und Gasnetze geben normalerweise keine stofflichen Emissionen wie Kohlendioxid (CO2 , Schwefeldioxid (SO2), Stickoxide (NOx) usw. ab (Ausnahmen bei Erdgas, dessen wesentlicher Bestandteil Methan - CH4) ist - s.u.). Deshalb beschränken sich die Umweltauswirkungen im Wesentlichen auf die optische Beeinträchtigung der Landschaft und - bei Strom - auf die „Strahlung“ durch elektromagnetische Felder.

Es gibt zahlreiche Versuche, die optische Beeinträchtigung durch Hochspannungsleitungen in einem Index zu quantifizieren, das Ziel der Umweltschützer war immer, die Hochspannungsleitungen gegenüber den im Erdreich verlegten unsichtbaren Kabeln zu diskriminieren. Durch die Internalisierung „externer Kosten“, z.B. weniger Touristen in der „verschandelten“ Landschaft, wurde versucht, Hochspannungsleitungen in ihrer optischen Wirkung zu bewerten. Näheres ist in Veröffentlichungen des Instituts für Energiewirtschaft und rationelle Energieanwendung (IER) der Uni Stuttgart nachzulesen.

Bezüglich der elektromagnetischen Felder gab es einen Höhepunkt des Widerstandes Anfang der 1990iger Jahre. Sowohl von DIN (Deutsches Institut für Normung) und VDE (Verband der Elektrotechnik, Elektronik Informationstechnik e.V.) wurden sog. Sicherheitsgrenzwerte für die elektrische und die magnetische Feldstärke erarbeitet. Dabei unterscheidet man zwischen Kurzzeit- und Langzeitexposition. Später wurden sog. Vorsorgegrenzwerte definiert, die dem Einwand begegnen sollten, dass man keine Erfahrungen mit langzeitigen Dauerexpositionen habe. Einwände solcher Art wurden z.B. von den Bewohnern von Häusern vorgetragen, die im Lauf der Zeit unter Hochspannungsleitungen gebaut worden waren. Diese Vorsorgewerte sind um den Faktor 4 bei der elektrischen Feldstärke und um den Faktor 50 bei der magnetischen Feldstärke kleiner als die Sicherheitsgrenzwerte, und von den maßgeblichen internationalen Institutionen IRPA (International Radiation Protection Association) bzw. WHO (Weltgesundheitsorganisation) bestätigt worden. Das unterschiedliche Verhältnis ist dadurch begründet, dass man sich gegen elektrische Felder leicht schützen kann (durch Abschirmung), während das bei magnetischen Feldern kaum möglich ist.

Im Ergebnis kann man sagen, dass nur unmittelbar unter den Hochspannungsleitungen mit der in Deutschland höchsten Spannung (400 kV = 400.000 Volt) der Vorsorge-Grenzwert für die elektrische Feldstärke erreicht werden kann, der für die magnetische Feldstärke aber bei weitem nicht.

Immer wieder gab es Studien, z. B. aus England, die eine Erhöhung der Anzahl von Leukämieerkrankungen in der Nähe von Hochspannungsleitungen beweisen wollten. Aber alle diese Untersuchungen haben keine entsprechenden nachweise erbracht . Heute ist das Thema nicht mehr aktuell.

Elektrische Drehstromkabel und Gasleitungen verursachen keine Störungen durch elektromagnetische Felder, bei einpoligen Gleichstromkabeln, die aber nur in Spezialfällen verwendet werden (s. u. Wattenmeer) treten störende Felder auf.

Natürlich wird die Umwelt während der Verlegung dieser Leitungen auch optisch beeinträchtigt, aber später nicht mehr. Bei Gasnetzen, die, z. B. aus Altersgründen, Undichtigkeiten aufweisen (dieses Problem hatte man vor allem in den neuen Bundesländern), gibt es Umweltprobleme z. B. durch absterbende Bäume, im Extremfall auch durch Explosionen in Häusern, aber bei ordentlich gebauten und betriebenen Anlagen kann das nicht passieren.

Beantwortung der Fragen

1. Auswirkungen auf Mensch, Tiere Boden

Diese Frage ist weitgehend beantwortet (s.o.).
Vögel mit großer Spannweite wurden beim Aufbaumen auf Mittelspannungsleitungen mit sog. Stützermasten durch Überschlag früher wiederholt getötet. Alle diese Leitungen wurden in Deutschland aber durch bauliche Maßnahmen bis zum Jahr 2000 entschärft. Trotzdem kann man in bestimmten Gebieten, die z.B. von Störchen besiedelt sind, Verluste durch Hochspannungsleitungen nicht ganz ausschließen.

Immer wieder gibt es auch tödliche Unfälle mit Großvieh, wenn dieses in der Nähe von Hochspannungsmasten weidet und in den Mast ein Blitz einschlägt, aber diese Fälle sind äußerst selten.

2. Wattenmeer

Die Kabel werden mit einem Spezialschiff ins Wattenmeer eingepflügt, Schäden sind mir nicht bekannt. Eine Besonderheit sind solche HGÜ-Kabel (Hochspannungs-Gleichstrom-Kabel), die nur einpolig betrieben werden. Die Rückleitung erfolgt dabei über die Erde und das Meerwasser; hier sind Umweltbeeinflussungen z. B. auf das Ortungsvermögen von Tieren denkbar. Aber es gibt ganz wenige solcher Kabel und noch keine allgemein bekannten Forschungsergebnisse.

3. Erdkabel versus Freileitung

Für Nieder- und Mittelspannungsnetze werden in Deutschland ganz überwiegend Kabelnetze verwendet, für Hoch- und Höchstspannung (110kV – 400 kV) ist der Kostenabstand (Faktor 5-17) so hoch, dass, mit Ausnahme in Städten, Freileitungen nach wie vor gebraucht werden.

Alles in allem ist ein Kabel natürlich umweltfreundlicher als eine Freileitung, die entscheidende Frage liegt bei den Kosten.

Wegen der stark differierenden elektrischen Kennwerte von Kabeln und Freileitungen gibt es schon im Bereich unter 100 km Grenzentfernungen, ab denen ein Drehstromkabel keine Wirkleistung mehr transportieren kann. Dies ist z. B. bei der Überwindung von Meerengen der Fall. Man hilft sich dann mit der Verwendung von hochgespanntem Gleichstrom (Hochspannungs-Gleichstrom Übertragung - HGÜ), wenn keine Freileitung möglich ist.

4. Netzsteuerung

Die elektrischen Netze sind in Deutschland so geplant und gebaut, dass sich weitgehend optimale Lastflüsse ergeben. Natürlich können die Leitungen in einem vermaschten Netz nicht „randvoll“ betrieben werden, da für Störungen Reservekapazität drin sein muss, z. B. wenn eine andere Leitung ausfällt oder auch ein einspeisendes Kraftwerk. Dann fließt der Strom von selbst nach dem Prinzip des geringsten Widerstands über die verbleibenden Leitungen (Physikalische Gesetz von Kirchhoff). Die Versorgung darf durch solche einfachen Ausfälle nach der sog (n-1)-Regel (auch bei Ausfall der leistungsfähigsten Anlage darf der Betrieb nicht beeinträchtigt werden) nicht unterbrochen werden.

Es gibt natürlich Sonderfälle, etwa bei der Übertragung über große Entfernungen z. B. in Kanada. Mit Hilfe von HGÜ (s. o.) oder sog. FACTS (flexible ac transmission systems = flexible Übertragungssysteme für Wechselstrom) kann man den Lastfluss auf bestimmte Leitungen „zwingen“ und so die Kapazitäten besser ausnutzen oder die Stabilität der Übertragung verbessern. Diese Technik ist aber sehr teuer und auf Spezialfälle begrenzt; in Deutschland wird diese Technik m. W. bis jetzt nicht angewandt, weil nicht erforderlich.

5. Verluste

Die Netzverluste spielen keine große Rolle, sie liegen zwischen Kraftwerk und Endverbraucher im Bereich von ca. 5-6 Prozent über alle 4-5 Netzebenen von der 380-Volt-Verteilerleitung bis zur höchsten Spannungsebene hinweg. D. h. es sind dies die Verluste in den Leitungen (vorwiegend Aluminium-Leiter) und in den Transformatoren (vorwiegend Kupfer-Leiter ). Durch die Verwendung von anderen Materialien bzw. Supraleitern würde man kaum weitere Verluste vermeiden, aber die Kosten exorbitant in die Höhe treiben. (Siehe auch: Was kann die Supraleitung im Energiebereich leisten ?)

6. Wettbewerb

Die Netzeigentümer sind in Deutschland verpflichtet , „fremden“ Strom durch ihre Netze gegen eine Gebühr (über die z. Zt. gestritten wird) „durchzuleiten“, wobei es sich meist um fiktive Transporte handelt. Deshalb wird es regelmäßig keine parallelen Netze verschiedener Eigentümer geben, auch weil die Genehmigung und der Bau einer neuen Leitung extrem schwierig sind. Es kann 10 Jahre dauern, bis alle Formalien erfüllt sind. Hinzu kommt, dass die von der Regulierungsbehörde verordneten Durchleitungsgebühren regelmäßig unter den Kosten einer eigenen neuen Leitung liegen werden.

Siehe auch:

Dieser Beitrag wurde am 21. Dezember 2006 veröffentlicht.

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