Neue Kühltechnologie ermöglicht nahezu verlustfreien Stromtransport
Energie und Ressourcen schonend und effizient zu nutzen, ist zukunftsweisend. Neue Technologien werden gebraucht, um beispielsweise das Stromnetz und damit die Stromverteilung in Deutschlands Städten zu verbessern und vor allem effektiv zu betreiben. Der Industriegasespezialist Messer entwickelte für das Pilotprojekt „AmpaCity“ des Energieversorgers RWE eine neue Kühltechnologie. Diese ermöglicht, Supraleitungskabel mit flüssigem Stickstoff anstelle von bisher minus 196 auf minus 209 Grad Celsius zu kühlen, um damit einen fast verlustfreien Transport von Strom im Netz zu erreichen. Jetzt wurde „AmpaCity“ zu einem qualifizierten Projekt der KlimaExpo.NRW, eine Initiative der Landesregierung Nordrhein-Westfalen und dem Bundesministerium für Wirtschaft und Energie.
Im Rahmen des Pilotprojekts wurde im April 2014 das bisher längste supraleitende Kabel der Welt in Essen in Betrieb genommen. Langfristig sollen supraleitende Kabel den Energieverlust in Stromleitungen deutlich senken. Denn Supraleitungskabel übertragen bei gleichem Leitungsquerschnitt eine fünffach höhere Strommenge und schaffen das auch bei relativ niedriger Spannung. Außerdem bieten sich sowohl Kosten- als auch Raumsparpotenziale für Betreiber und Kommunen.
Nicht ohne Stickstoff
Der Energieverlust in heutigen Stromleitungen basiert auf dem elektrischen Widerstand beim Transport von Strom. Manche Materialien verlieren diesen Widerstand bei sehr tiefen Temperaturen und werden zu Supraleitern. Die vor circa 100 Jahren entdeckten (metallischen) Supraleiter werden bei minus 269 Grad Celsius gekühlt. Dies bedarf jedoch einer kostenintensiven Helium-Kühlung und einem hohen Energieverbrauch zur Kälteerzeugung.
1986 entdeckte der Nobelpreisträger Georg Bednorz die Hochtemperatur-Supraleiter. Diese können mit flüssigem Stickstoff anstelle von Helium gekühlt werden. Das Stromkabel des AmpaCtiy-Projekts besteht aus diesem Material. Messer entwickelte hierfür eine neue Kühltechnologie. Die Kühltemperatur beträgt dabei minus 209 Gad Celsius. Normalerweise kann mit flüssigem Stickstoff nur bis minus 196 Grad gekühlt werden. Bei der neuen Kühltechnologie von Messer wird flüssiger Stickstoff jedoch im Unterdruck verdampft, erreicht so eine Temperatur von minus 209 Grad Celsius und erfüllt damit die Kabelspezifikation. Eine weitere Temperaturreduzierung ist nicht möglich, da Stickstoff bei minus 210 Grad Celsius gefriert. Der minus 209 Grad kalte Stickstoff kompensiert die Wärme, die das AmpaCity-Supraleiterkabel aus der Umgebung aufnimmt und ermöglicht einen annähernd verlustfreien Stromtransport. Ein Rückführsystem sorgt für einen energieeffizienten, geschlossenen Kreislauf.
