Ökologischen Auswirkungen von Freileitungen und Erdkabeln auf die Schutzgüter

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1 Arbeitskreis I: Freileitungen und Erdkabel Ökologischen Auswirkungen von Freileitungen und Erdkabeln auf die Schutzgüter Dr. Kerstin Winkler-Hartenstein Thomas Buksdrücker

2 Übersicht Projekterfahrungen Umweltauswirkungen Freileitung Wirkfaktoren Umweltauswirkungen Erdkabel Wirkfaktoren Visueller Eindruck einer Erdkabelbaustelle Kurzvergleich Kabel Freileitung Erdkabelpilotstudie Inhalte Beteiligte Ausblick Fragen für die Diskussion 2

3 Projekterfahrungen Netzausbau Trassenvoruntersuchungen Raumverträglichkeitsstudien Umweltverträglichkeitsstudien Naturschutzfachliche Gutachten (Natura2000, Artenschutz) Kommunikationsmanagement

4 Projekterfahrungen Netzausbau Freileitungen Erdkabel Wilhelmshaven-Conneforde Diele-Niederrhein HH/Nord - Dollern Erdkabelabschnitt ca. 3 km Hamburg Hannover Wesel-Meppen Essen Berlin St. Hülfe-Wehrendorf Wesel (D)-Doetinchem (NL) Frankfurt Gütersloh-Bechterdissen Limburg-Dauersberg 15. Ausbau Flughafen Frankfurt München Wahle-Mecklar Erdkabelabschnitt ca. 5 km

5 Projektbeispiele Trassenvoruntersuchungen Wahle Mecklar 160 km Luftlinie, Suchraum 180 x 100 km Niedersachsen und Schleswig-Holstein ca. 210 Leitungs-km Grenzüberschreitende Studie zur Trassenfindung NRW NDL ca. 60 Leitungs-km Hessen / Rheinland-Pfalz ca. 60 Leitungs-km Raumordnungsverfahren Wahle Mecklar 680 km Trassenvarianten Dörpen Niederrhein ROV Niedersachsen 65 km Wesel Bundesgrenze ROV NRW 35 km Planfeststellungsverfahren Wesel Meppen ca. 90 Trassen-km, mehrere PF-Abschnitte Gütersloh Bechterdissen ca. 28 Trassen-km, zwei PF-Abschnitte Dauersberg Hünfelden ca. 60 Trassen-km, mehrere PF-Abschnitte

6 Umweltauswirkungen Freileitung

7 Wirkpfade Freileitung bauzeitlich Flächeninanspruchnahme (temporär) Gründungsmaßnahmen an den Maststandorten anlagen- und betriebsbedingt Flächeninanspruchnahme (dauerhaft) Raumanspruch der Maste und der Leitungen Maßnahmen im Schutzstreifen Schallemissionen Schadstoffemissionen (Ozon, Stickoxide) Niederfrequente elektrische und magnetische Felder Quelle: TenneT

8 Auswirkungen auf Schutzgüter nach UVPG Zu betrachten sind Auswirkungen auf die Schutzgüter Menschen, einschließlich der menschlichen Gesundheit Tiere und Pflanzen und die biologische Vielfalt Boden, Wasser, Luft, Klima Landschaft Kulturgüter und sonstige Sachgüter sowie die Wechselwirkungen zwischen den vorgenannten Schutzgütern

9 Bauzeitliche Gründungsmaßnahmen durch Fundamente Plattenfundament Auswirkungen: Schutzgut Boden Verlust oder Beeinträchtigung von Böden und Bodenfunktionen (temporär) Quelle: ERM Schutzgut Wasser Veränderung des Grundwassers oder von Gewässern (temporär) Stufenfundament Bohrpfahlgründung Quelle: TenneT

10 Bauzeitliche Flächeninanspruchnahme durch Maststandorte Quelle: Amprion Betonieren der Fundamentplatte eines Plattenfundamentes Auswirkungen: Schutzgut Boden Verlust oder Beeinträchtigung von Böden und Bodenfunktionen (temporär) Schutzgut Tiere und Pflanzen Verlust oder Veränderung von Vegetationsflächen und Habitaten (temporär) Gründung eines Stufenfundamentes Quelle: Amprion Schutzgut Kultur- und Sachgüter Verlust oder Beeinträchtigung von Bodendenkmalen oder archäologischen Fundstellen (temporär)

11 Bauzeitliche Flächeninanspruchnahme durch Baustelleneinrichtungsfläche Quelle: Amprion Auswirkungen: Schutzgut Boden Verlust oder Beeinträchtigung von Böden und Bodenfunktionen (temporär) Schutzgut Tiere und Pflanzen Verlust oder Veränderung von Vegetationsflächen und Habitaten (temporär) Quelle: ERM

12 Bauzeitliche Flächeninanspruchnahme durch Baustelleneinrichtungsfläche Weitere Auswirkungen: Schutzgut Wasser Bauzeitliche Grundwasserhaltung Veränderung von Fließ- und Stillgewässern Quelle: TenneT

13 Bauzeitliche Flächeninanspruchnahme durch Zuwegung Auswirkungen: Schutzgut Boden Verlust oder Beeinträchtigung von Böden und Bodenfunktionen (temporär) Quelle: Amprion Schutzgut Tiere und Pflanzen Verlust oder Veränderung von Vegetationsflächen und Habitaten (temporär) Quelle: Amprion

14 Bauzeitliche Flächeninanspruchnahme durch Zuwegung Quelle: ERM Quelle: ERM Quelle: ERM Quelle: ERM Quelle: ERM Quelle: ERM

15 Bauzeitliche Flächeninanspruchnahme durch Zuwegung Quelle: ERM Quelle: ERM Quelle: ERM

16 Bauzeitliche Flächeninanspruchnahme durch Zuwegung Vermeidungsmaßnahmen Quelle: ERM Quelle: ERM

17 Bauzeitliche Flächeninanspruchnahme durch Zuwegung Vermeidungsmaßnahmen Amphibienschutzzaun Quelle: ERM Amphibienschutzzaun Amphibienschutzzaun Quelle: ERM Quelle: ERM

18 Bauzeitliche Flächeninanspruchnahme durch Seilzug Schema des Seilzuges Amphibienschutzzaun Auswirkungen: Quelle: Amprion Quelle: ERM Schutzgut Tiere und Pflanzen Verlust oder Veränderung von Vegetationsflächen und Habitaten (temporär)

19 Anlagenbedingte Flächeninanspruchnahme durch Fundamentköpfe Auswirkungen: Schutzgut Boden Verlust oder Beeinträchtigung von Böden und Bodenfunktionen Quelle: Amprion Schutzgut Tiere und Pflanzen Verlust von Lebensraum (dauerhaft) Ausgleichsmaßnahmen: Schaffung von Trittsteinbiotopen auf Maststandort durch extensive Pflege

20 Anlagenbedingter Raumanspruch durch Maste und Leitungen Auswirkungen: Schutzgut Mensch Visuelle Auswirkungen auf das Wohnumfeld und siedlungsnahe Freiräume Schutzgut Landschaft Veränderung des Landschaftsbildes Schutzgut Tiere und Pflanzen Auswirkungen auf Vögel (Leiterseilanflug, Vogelschlagrisiko und Meidung trassennaher Lebensräume) Quelle: ERM

21 Anlagenbedingter Raumanspruch durch Maste und Leitungen Vermeidungs- und Minimierungsmaßnahmen: Untersuchung des Vogelschlagrisikos für das gesamte Leitungsnetz Markierung des Erdseils (Amprion / RWE in Zusammenarbeit mit Planungsgruppe Natur- und Landschaft, Hungen) Quelle: Der Vogelfreund 7/2007

22 Betriebsbedingte Maßnahmen im Schutzstreifen durch Gehölzrückschnitte Auswirkungen: Schutzgut Landschaft Verlust oder Veränderung landschaftsprägender Elemente Schutzgut Tiere und Pflanzen Veränderung oder Verlust von Vegetation und Zerschneidung von Habitaten Quelle: ERM

23 Betriebsbedingte Maßnahmen im Schutzstreifen durch Gehölzrückschnitte Vermeidungs- und Minierungsmaßnahmen: Ökologisches Schneisenmanagement (50Hz) Quelle: 50 Hertz Biotopmanagement Planung als Grundlage für Artenschutzprojekte: (Amprion / RWE in Zusammenarbeit mit Planungsgruppe Naturund Landschaft, Hungen)) Quelle: PNL Haselhuhn (Amprion / RWE) Niederwaldstrukturen als Lebensraum für das Haselhuhn Schlingnatter Offenhaltung der Freibereiche unter der Leitungsachse Quelle: PNL Erhalt von Sandmagerrasen Pflege mit Schafen und Ziegen in Zusammenarbeit mit dem Landschaftspflegeverbund

24 Betriebsbedingte elektrische/magnetische Felder durch elektrischen Strom Auswirkungen: Schutzgut Mensch Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit Einhaltung der Grenzwerte der 26. BImSchV Quelle: ERM

25 Umweltauswirkungen Erdkabel

26 Erfahrungen mit Erdkabeln 26 Erdkabelanteil Deutschland (2008) Rund 0,3 % des 380-/220-kV-Netzes ( km) Rund 7 % des 110-kV-Netzes ( km) Erdkabelanteil EU (einschl. NOR, CH) (2003) Rund 1 % ( = ca. 520 km) des 380-/400-kV-Netzes Rund 2 % des 220-/300-kV-Netzes Bedeutende Kabeltrassen (380-/400-kV-Ebene) 400-kV-Kabeltunnel Berlin 5,4 km (Inbetriebnahme 2000) Kabelstrecken Arhus, Madrid, London, Rotterdam, Wien und Mailand EnLAG (2009) 4 Pilotstrecken zum Testen der (Teil)Erdverkabelung im 380-kV-Übertragungsnetz Erste Inbetriebnahme: ca. 2015

27 Studien Umweltwirkungen von Erdkabeln 27 BFN-Studie Naturschutzfachliche Analyse von küstennahen Stromleitungen. Im Auftrag des Bundesamtes für Naturschutz, 2009 BMU-Studie Ökologische Auswirkungen von 380-kV-Erdleitungen und HGÜ- Erdleitungen. Auftraggeber: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, Metastudie über Merkmale von Freileitungen und Erdkabelleitungen Abschlussbericht Befunde der Technische Universität Ilmenau, Umweltbericht zum Bundesbedarfsplanentwurf der Bundesnetzagentur, 2012 Untersuchung der Auswirkungen der Wärmeabgabe von Hochspannungserdkabeln auf den Wärmehaushalt der Pedosphäre. Ergebnisse von Feldexperimenten und Simulationsrechnungen, Auftraggeber: Amprion GmbH u.a. UTHER et al 2009.

28 Wirkpfade Erdkabel bauzeitlich Flächeninanspruchnahme (temporär) Herstellung des Kabelgrabens Bauzeitliche Schallemissionen und Störungen Quelle: Amprion anlagen- und betriebsbedingt Flächeninanspruchnahme (dauerhaft) Raumanspruch oberirdischer Anlagenteile Freihaltung im Schutzstreifen Niederfrequente magnetische Felder Bodenerwärmung Quelle: ERM

29 Umweltwirkungen Erdkabel: Trassendimensionen Projektbeispiel: Bauphase Projektbeispiel: Betrieb Quelle: Amprion 29

30 Umweltwirkungen Erdkabel: Bauwerke Flächeninanspruchnahme Kabelübergabestation (Projektbeispiel) Quelle: Amprion KÜS Löchte Gesamtfläche: ca m² davon ca m versiegelt (zusätzliche bauzeitliche Flächeninanspruchnahme außerhalb der KÜS: ca m²) Anlagenhöhe: ca. 19 m Einzäunung, Eingrünung durch Hecken KÜS Diestegge Gesamtfläche: ca m² davon ca m versiegelt 30 Quelle: Amprion Umweltauswirkungen Schutzgut Tiere und Pflanzen Schutzgut Boden Schutzgut Landschaft

31 Umweltwirkungen Erdkabel: Bautätigkeit Abbildungen: Teilverkabelung der 380-kV-Leitung Arhus - Aalborg Projektbeispiel geplanter Teilverkabelungsabschnitt Raesfeld (EnLAG-Pilotstrecke Diele Niederrhein): Trassenlänge ca. 3,4 km Quelle: Energinet.dk Gesamtbauzeit ca. 12 Monate, davon 6 Monate Herstellung des Kabelgrabens (Realisierung: ab 2013/2014), parallel 12 Monate Bauzeit der KÜS i.d.r. offene Bauweise in Einzelfällen geschlossene Bauweise durch Unterbohren Quelle: Energinet.dk im gesamten Arbeitsstreifen (ca. 41,5 m Breite) Räumung des Baufeldes, Entfernung der Vegetation Abtrag des Oberbodens Aushub des Kabelgrabens, Verlegung der Leerrohre, Herstellung des Bettungskörpers mit zeitnaher Wiederverfüllung (Wanderbaustelle) Grundwasserabsenkung durch Grundwasserhaltung 31 Quelle: Energinet.dk Schall- und Abgasemissionen, Störungen durch Baustellenbetrieb und Bauverkehr

32 Umweltwirkungen Erdkabel: Bautätigkeit Abbildungen: Teilverkabelung der 380-kV-Leitung Arhus - Aalborg Quelle: Energinet.dk Quelle: Energinet.dk Umweltauswirkungen Schutzgut Mensch Schutzgüter Tiere und Pflanzen Schutzgut Boden Schutzgut Wasser Ggf. Schutzgut Kulturgüter (Bodendenkmäler) Schutzgut Landschaft 32 Quelle: Energinet.dk

33 Umweltwirkungen Erdkabel: Kabelgraben Aufgabe des Bettungskörper: effektive Ableitung der Wärmeverluste des Kabels, Schutz der Kabel Quelle: Amprion Einsatz thermisch optimierte Bettungsmaterialien, insbesondere bei schmalen Systemen Definierte Sandkörnungen Magerbeton Flüssigboden andere bei sandigen Böden keine zwingende Notwendigkeit der Einbringung eines ortsfremden Bettungsmaterials Quelle: Energinet.dk Umweltauswirkungen Schutzgut Boden Schutzgut Wasser 33

34 Umweltwirkungen Erdkabel: Schutzstreifen Abbildungen: Teilverkabelung der 380-kV-Leitung Arhus - Aalborg Freihaltung von Bauwerken Freihaltung von Gehölzen Mittlere Breite des Kabelschutzstreifens: ca. 22,6 m (Projektbeispiel Raesfeld) Quelle: Energinet.dk Auswirkungen Schutzgüter Tiere und Pflanzen Schutzgut Landschaft Quelle: Energinet.dk 34 Quelle: 50 Hertz

35 Umweltwirkungen Erdkabel: Wärmeabgabe Quelle: Uni Duisburg-Essen Vortrag Prof. Trüby (März 2012) Wie verändert die Wärmeabgabe der Erdkabel den Wärme- und Wasserhaushalt des Bodens? Feldexperimente Simulationsrechnungen Temperaturanstieg an Bodenoberfläche < 5 K liegt innerhalb der Jahresschwankung Seitliche Reichweite eines Temperaturanstiegs von 1 K liegt unter 3 m Bodenwassergehalt bleibt unbeeinflusst Beschleunigtes Auftauen Grund- und Stauwasser eliminieren Temperatureffekte Marginaler bzw. kein Einfluss auf Getreideanbau 35 Auswirkungen Schutzgüter Boden und Wasser Schutzgüter Tiere und Pflanzen

36 Umweltwirkungen Erdkabel: EMF Elektrische Felder werden durch Kabelmantel abgeschirmt Magnetische Felder treten auf Stärke ist abhängig von der Stärke des übertragenen Stroms der Verlegetiefe der relativen Anordnung der Phasenleitungen der Systeme sowie deren Strombelegung Grenzwerte der 26. BImSchV werden eingehalten Auswirkungen Schutzgut Mensch Schutzgüter Tiere und Pflanzen 36

37 Umweltwirkungen Erdkabel - Freileitung Anlagebedingte Flächeninanspruchnahme Kabeltrasse (2 Kabelgräben je 5,5 m): ca. 1,1 ha je Trassen-km (Untergrund) Kabelübergabestationen: ca.1,3 ha (2 KÜS) davon ca m² versiegelt Vergleich Freileitung (3 Maststandorte): ca. 600 m² - davon ca. 18 m² versiegelt Bauzeitliche Flächeninanspruchnahme Arbeitsstreifen (ca. 41,5 m): ca. 4,2 ha je Trassen-km Kabelübergabestationen: i.d.r. innerhalb Betriebsfläche (mit Ausnahmen) Vergleich Freileitung (3 Maststandorte, je 50 x 50 m): ca. 0,75 ha je Trassen-km Weitere Indikatoren Erdkabeltrasse Umgelagerter Oberboden (Arbeitsstreifen): ca m³ je Trassen-km Volumen Bodenumlagerung Kabelgraben: ca m³ je Trassen-km Überschüssiger Erdaushub: ca m³ je Trassen-km (soweit verdrängt durch ortsfremdes Bettungsmaterial) 37 Zahlenangaben: Abstrakte Projektbeispiele

38 Umweltwirkungen Erdkabel- Freileitung Vorteile Erdkabel Geringere Raumwirkung (nur Kabelübergabestationen) nur geringe visuelle Beeinträchtigungen kein Kollisionsrisiko für Vögel Nachteile Erdkabel: Größere Flächeninanspruchnahme (bauzeitlich und anlagenbedingt) Deutlich größere Einwirkungen auf Vegetation und Habitate, Boden und Wasser Deutlich umfangreichere Baumaßnahmen mit Schallemissionen und Störungen 38

39 Erdkabelstudie Amprion

40 Erdkabelstudie Amprion Studie zu den Möglichkeiten und Grenzen von Erdverkabelungen (im 380-kV-Höchstspannungstransportnetz) Amprion GmbH (Auftraggeber) ERM GmbH (Auftragnehmer) Uni Duisburg Essen (Prof. Brakelmann und Mitarbeiter) Uni Freiburg (Prof. Dr. Trüby) 40

41 Zielsetzung der Studie Erarbeitung von Grundlageninformationen über die Erdverkabelung auf der Höchstspannungsebene Untersuchung der Möglichkeiten und Grenzen von Erdverkabelungen Beschreibung der zur Erdverkabelung auf der 380-kV-Ebene verwendbare Anlagentechnik Aufzeigen von Optimierungsmöglichkeiten Beschreibung und vergleichende Bewertung der Umweltauswirkungen der betrachteten Kabeltechniken Formulierung von Handlungsempfehlungen Darstellung des rechtlichen Rahmens Entwicklung eines Monitoringkonzeptes für die Pilotstrecke in Raesfeld 41

42 Arbeitspakte Arbeitspaket 1 Erarbeitung eines Monitoring-Konzeptes Uni Freiburg / Uni Duisburg / ERM Arbeitspaket 2 Beschreibung verfügbarer Kabeltechniken Uni Duisburg Arbeitspaket 3 Beschreibung der Umweltauswirkungen ERM / Uni Freiburg Arbeitspaket 4 Ableitung von Planungsempfehlungen ERM 42

43 Merkmale der Pilotstudie Breite fachliche Spanne von physikalisch-technischen Systemoptimierungssimulationen, über umweltfachliche und juristische Beiträge bis hin zu bodenphysikalischem und ertragskundlichen Feldversuchen Rechnergestütze Simulationen und Berechnungen von Leistungsmerkmalen verschiedener Erdkabelsysteme und die weitere Optimierung der Systeme Detaillierte Betrachtung der Umweltauswirkungen verschiedener Erdkabelsysteme auf unterschiedliche Raumtypen (Landwirtschaftliche Nutzflächen, Wälder und Gehölze, Feuchtgebiete, Siedlungsflächen) Praktische Entscheidungshilfen für Planer und Entscheidungsträger bei ihrer Entscheidung für oder gegen eine Teilverkabelung sowie bei der Ausgestaltung eines Erdkabelsystems im Höchstspannungsbereich 43

44 Fortsetzung als Monitoring Ausführung und Begleitung des Erdkabel-Monitoringprogramms Ausreifung des Monitoringkonzeptes der Pilotstudie zu einem Monitoringprogramm und einer Detailplanung Bodenökologisches und ertragskundliches Monitoring (Dauer ca. 3 Jahre) Auswertung und Präsentation der Messergebnisse Kooperation mit dem Westfälisch-Lippischen Landwirtschaftsverbandes (WLV) und der Landwirtschaftskammer NRW Informelle Einbeziehung des NABU (Bundesgeschättsstelle) Quelle: Prof. Trüby 44

45 Fazit

46 Umweltwirkungen Erdkabel- Freileitung Vorteile Erdkabel Geringere Raumwirkung (nur Kabelübergabestationen) nur geringe visuelle Beeinträchtigungen kein Kollisionsrisiko für Vögel Nachteile Erdkabel: Größere Flächeninanspruchnahme (bauzeitlich und anlagenbedingt) Deutlich größere Einwirkungen auf Vegetation und Habitate, Boden und Wasser Deutlich umfangreichere Baumaßnahmen mit Schallemissionen und Störungen 46

47 Diskussion Drei Fragen für die Diskussion: Ist es für einen zügigen Netzausbau erforderlich, den europäischen und nationalen Umwelt- und Naturschutz auszusetzen, wie es die Politik jüngst im August wieder vorschlug? Ist das Erdkabel die Lösung für die naturschutzfachlichen Probleme beim Stromtransport auf der 380-kV-Ebene? Wie viel wert darf oder muss uns die Vermeidung von Umweltauswirkungen angesichts der deutlichen Mehrkosten von Erdkabellösungen sein? 47

48 Kontakt Dr. Kerstin Winkler-Hartenstein Senior Consultant IAP T E Thomas Buksdrücker Senior Consultant IAP T E ERM in Deutschland: Neu-Isenburg Hamburg Köln München und weltweit :140 Niederlassungen in 39 Ländern 48

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