Life Needs Power Das Energieforum 2016, Benedikt Kurth, ABB AG, HGÜ-Kabel Unterirdische Hochleistungsübertragung kompakt und umweltschonend

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1 Life Needs Power Das Energieforum 2016, Benedikt Kurth, ABB AG, HGÜ-Kabel Unterirdische Hochleistungsübertragung kompakt und umweltschonend Slide 1

2 Life Needs Power Das Energieforum 2016 Die Zukunft der Stromversorgung ABB ist Technologieführer und das einzige Unternehmen, das alle wesentlichen Komponenten für Hochspannungs-Gleichstrom- Übertragungs-Systeme im eigenen Haus fertigt. HGÜ-Konverter, Ludvika (SE) Hochspannungskabelsysteme (See- und Landkabel), Karlskrona (SE) Leistungshalbleiter, Lenzburg (CH) Slide 2

3 Inhalt Herausforderung Energiewende Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung Hochspannungskabel Anwendungsgebiete & Entwicklung Zusammenfassung Slide 3

4 Herausforderung Energiewende Erneuerbare Energien verändern unser Energiesystem Standortferne, große Kraftwerke Windenergie, speziell offshore Wasserkraft (Alpen, Skandinavien) Solarthermie (langfristig) Dezentrale, kleine Einheiten Photovoltaik Kraft-Wärme-Kopplung Volatile Erzeugung Windenergie Sonnenenergie Quelle: DG Energy, European Commission Neue Herausforderungen für die Übertragungsnetze in Europa Slide 4

5 Herausforderung Energiewende Erneuerbare Energien verändern unser Energiesystem Dezentrale Erzeugung Offshore-Wind in der Nord- und Ostsee Verbrauchszentren im Süden Atomausstieg bis 2022 Fehlende Blindleistung im System Ausbau der erneuerbaren Energien 60% erneuerbare Energien bis 2035 Quelle: Netzentwicklungsplan 2014, 2. Entwurf Neue Herausforderungen für die Übertragungsnetze in Deutschland Slide 5

6 Hochspannungs-Gleichstrom- Übertragung (HGÜ) Slide 6

7 Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung Was ist ein HGÜ-System? HVDC Classic MI-See- oder Landkabel HVDC Classic AC-Übertragungsneetz AC-Übertragungsnetz HVDC Light Freileitungen XLPE See- oder Landkabel HVDC Light AC-Übertragungsnetz AC-Übertragungsnetz Slide 7 gesteuerter Leistungsfluss

8 Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung HVDC Classic 600 m x 360 m Thyristor-Technik (nur einschaltbar) Kommutierungsblindleistung, Betrieb nur am spannungsstarren Netz Leistungsflussumkehrung durch Umpolung der Spannung Freileitung oder MI-Kabel Slide 8

9 Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung HVDC Light 150 m x 100 m IGBT-Technik (ein- und ausschaltbar) Benötigt keine Kommutierungsblindleistung Leistungsflussumkehrung durch Umkehrung des Stromflusses Freileitung, MI-Kabel oder XLPE Kabel Slide 9

10 Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung Investitionskosten gegenüber Übertragungslänge Investitionskosten AC Gesamtkosten DC Gesamtkosten DC Konverterkosten AC Konverterkosten Slide 10 Kritische Distanz Länge

11 Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung Anwendungsgebiete Lastferne Stromerzeugung Anbindung dezentraler Lasten Versorgung von Offshore-Öl- und Gasplattformen Interkonnektoren Anbindung von Offshore-Windparks City-center infeed Slide 11

12 Hochspannungskabel Anwendungsgebiete und Entwicklung Slide 12

13 Hochspannungskabel Referenzprojekte im Bereich HGÜ-Erdkabel (XLPE) Projekt Land Projektart Jahr Spannung Länge* Trasse / Kabel Anzahl Muffen Gotland SE Interkonnektor 1998 ± 80 kv 70 km / 150 km ~ 150 Directlink AU Interkonnektor 1999 ± 80 kv 65 km / 390 km ~ 430 Murraylink AU Interkonnektor 2002 ± 150 kv 180 km / 360 km ~ 400 Estlink EE / FI Interkonnektor 2006 ± 150 kv 31 km / 62 km ~ 100 BorWin1 DE Offshore Wind 2009 ± 150 kv 75 km / 150 km ~ 200 EWIP UK Interkonnektor 2014 ± 250 kv 76 km / 152 km ~ 200 South-West Link SE Embedded DC 2014 ± 300 kv 195 km / 780 km ~ 550 DolWin1 DE Offshore Wind 2014 ± 320 kv 90 km / 180 km ~ 220 DolWin2 DE Offshore Wind 2015 ± 320 kv 90 km / 180 km ~ 230 NordBalt SE / LT Interkonnektor 2015 ± 300 kv 50 km / 100 km ~ 130 Gesamt: > 900 km / > km > Slide 13

14 Hochspannungskabel Kabeltypen Gleichstrom MI-Kabel XLPE-Kabel bis 525 kv bis 525 kv Landkabel XLPE-Kabel bis 420 kv Wechselstrom Seekabel Slide 14

15 Hochspannungskabel Kabeltypen und Hauptanwendungsgebiete MI / Öl-Papier Kunststoffisolierung HVDC MI Öl-Papier isolierte Gleichstromkabel HVAC Seekabel Dreileiter-Seekabel HVDC XLPE Kunststoffisolierte Gleichstromkabel HVAC Erdkabel Kunststoffisolierte Wechselstromkabel Inter- konnektoren Offshore-Windparks Offshore Öl- & Gas Erdkabel Slide 15

16 Hochspannungskabel Grundsätzliche Realisierungsschritte kurz erläutert Slide 16

17 Hochspannungskabel Entwickung der DC Kabeltechnik 1997 Hellsjön Prototype 95 mm 2 Al ± 10 kv 3 MW 2001 Murraylink mm 2 Al ± 150 kv 220 MW 2004 Estlink mm 2 Al ± 150 kv 350 MW 2010 DolWin mm 2 Al ± 320 kv 800 MW 2014 Up to mm 2 CU ± 525 kv Mehr als MW November 27, 2013 Slide 17

18 Hochspannungskabel Erdverkabelung für 2 GW HGÜ-Leitungen 525 kv MI 320 kv XLPE 525 kv XLPE Anzahl Kabelsysteme Kabelgewicht pro Leiter 80 kg / m 30 kg / m 25 kg / m Kabelgewicht insg. 320 t / km 120 t / km 50 t / km Breite Kabeltrasse Max. Länge pro Standardkabeltrommel Anzahl Muffen pro km für 2 GW Leistung 10 m + 30 m während der Bauphase 10 m + 20 m während der Bauphase 5 m + 15 m während der Bauphase 500 m 1000 m 1200 m 8 4 1,7 Die Tabelle enthält typische Werte, jeweils projektspezifische Auslegung erforderlich Slide 18

19 Hochspannungskabel Ein Kabelsystem besteht nicht nur aus Kabeln Standardbauteile als Basis mit neuer Skalierung Zuverlässige und schnelle Muffenmontage durch vorgefertigte Elemente Kabelendverschlüsse ohne Ölisolierung 2 m 4 m Slide 19

20 Zusammenfassung Slide 20

21 Zusammenfassung 525 kv Gleichstromkabel Erfolgreich geprüftes Erdkabelsystem (inkl. Kabelgarnituren) Nur ein Kabelsystem pro 2 GW HGÜ-Korridor Vorgefertigte Muffen, daher nur 1/3 der Zeit für Installation gegenüber MI-Kabelsystem notwendig Nur 80% der Produktionszeit gegenüber masse-imprägnierten Kabeln Slide 21

22 Zusammenfassung Innovative Stationslayouts für höhere Akzeptanz Slide 22

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