Energiewende ohne Widerstand

Stromleiter ohne elektrischen Widerstand werden für Energietechnik und Industrie immer interessanter. „Welche Perspektiven die Supraleiter für Stromübertragung, Stromnetztechnik und elektrische Antriebe sowie im Bereich rotierender und linearer Lager bieten, zeigen Hightech-Unternehmen auf dem Gemeinschaftsstand ‚SuperConductingCity‘ in Halle 13, C45, der HANNOVER MESSE“, sagt Benjamin Low, als Abteilungsleiter für die Energiethemen der HANNOVER MESSE zuständig.

„Für die junge Branche steht nicht mehr die Erprobung, sondern die wirtschaftliche Nutzung der hocheffizienten Leiter im Fokus“, sagt Dr. Michael Bäcker, Vorstandsmitglied des Industrieverbandes Supraleitung (ivSupra), und weist auf die mittlerweile etablierte Fertigung von supraleitenden Drähten hin. So läuft die Produktion von supraleitenden Bändern im industriellen Maßstab bei den Herstellern Deutsche Nanoschicht GmbH und THEVA-Dünnschichttechnik GmbH aktuell an. „Unsere Aussteller bilden auf der HANNOVER MESSE das gesamte Spektrum von der Materialproduktion bishin zur großtechnischen Anwendung ab“, freut sich die geschäftsführende Sekretärin des ivSupra, Ursula Kollenbach, über ein positives Geschäftsumfeld.

Denn eine dynamische Marktentwicklung hat die Zurückhaltung bei Investitionen in die Materialproduktion und das Anwendungsengineering abgelöst. „Große Pilotprojekte in den vergangenen Jahren haben Signalwirkung gehabt“, sagt Kollenbach, „wir sind davon überzeugt, dass wir viele Besucher aus Energiewirtschaft und Industrie für die Supraleitertechnologie interessieren und begeistern können.“ Diesen Anspruch unterstreicht auch die neu konzipierte und hochwertig designte Gemeinschafts-Standfläche.

Neben den deutschen Supraleiterherstellern ist in der „SuperConductingCity“ das russische Unternehmen SuperOX präsent, das sowohl supraleitende Bänder als auch netz- und luftfahrttechnische Anwendungen auf Supraleiterbasis vorstellt. Der Hersteller evico GmbH nutzt die besonderen physikalischen Eigenschaften supraleitender Materialien in hochpräzisen Lagern, die berührungslos und deshalb abrieb- und verschleißfrei arbeiten. Die Technologie eignet sich nicht nur für rotierende Maschinen, sondern unter anderem auch für Manipulatoren, die in hermetisch abgeschlossenen Räumen oder unter extremen Reinraumbedingungen einsetzbar sind. Der Antriebsspezialist Oswald Elektromotoren GmbH stellt auf dem Gemeinschaftsstand hochdynamische Torquemotoren aus. Diese supraleiterbasierten Antriebe bieten nicht nur eine sehr hohe Leistungsdichte, sondern können aufgrund ihrer geringen Läuferträgheit auch schnellste Drehzahlwechsel problemlos bewältigen. Die für Supraleiteranwendungen unverzichtbaren Tieftemperatur-Kühlsysteme werden von der Sumito Cryogenics Europe GmbH und dem Institut für Lüftungs- und Kältetechnik GmbH vorgestellt. Im Mittelpunkt stehen hier besonders energieeffiziente Lösungen, die durch hohe Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Gesamtwirtschaftlichkeit gekennzeichnet sind.

Die Vision Electric Super Conductors GmbH konzentriert sich auf supraleitende Systeme für den Transport großer Strommengen. „Bei der Gleichstromübertragung können die Gesamtverluste mit Hilfe der Supraleitertechnologie um bis zu 90 Prozent gesenkt werden“, erklärt der Geschäftsführer Dr. Wolfgang Reiser. Besonders hoch sind Einsparpotenziale und Wirtschaftlichkeit bei der Übertragung hoher Gleichströme auf niedrigem Spannungsniveau in der Industrie. Hier positioniert sich Vision Electric Super Conductors mit kompakten supraleitenden Hochstromschienen, die auch den Bau- und Sicherheitsaufwand für Hochstromversorgungen verringern.

Als Vorstandsmitglied des ivSupra prognostiziert Dr. Reiser außerdem, dass „der für die Energiewende erforderliche Netzausbau nur mit Supraleitertechnologie elegant zu bewältigen sein wird“. Die Kapazität supraleitender Kabel für den Wechselstromtransport ist um ein Mehrfaches höher als bei herkömmlichen Kabeln, unterstreicht der Elektroingenieur: „Zudem verringern sie, ebenso wie Gleichstromschienen, den Landschaftsverbrauch neuer Übertragungsstrecken und erzeugen keine externen Magnetfelder, sodass der Netzausbau in dichtbesiedelten Gebieten einfacher wird.“

Technisch bietet die Supraleitertechnologie damit fast nur Vorteile. Dass die widerstandslosen Stromleiter erst am Anfang ihrer kommerziellen Anwendung stehen, führen Energieexperten vor allem darauf zurück, dass die Technologie langfristig erprobt werden musste, bevor die Industrialisierung einsetzte. Die Branche erwartet, dass zukunftsorientierte Energiewirtschaftsunternehmen nun verstärkt auf Supraleiter setzen. Wegweisend ist die Supraleiterkabelstrecke, die der Netzbetreiber der RWE AG bereits seit 2014 erfolgreich bei der Stromversorgung der Stadt Essen einsetzt.

Als weiteren wirtschaftlich interessanten Einsatzbereich der Technologie sieht Dr. Reiser die Netzanbindung von Windparks: Während heute noch jede Windenergieanlage einen eigenen Wechselrichter benötigt, könnte die Netzsynchronisation in Zukunft Kosten sparend am Einspeisepunkt zusammengefasst werden, weil die Gleichstromproduktion des gesamten Windparks verlustfrei dorthin übertragen werden kann. „Ein supraleitendes Gleichstromnetz in einem Windpark mit 20 MW Nennleistung und 60 Prozent Jahresleistungsgrad kann dessen Wechselrichter-, Trafo- und Leitungsverluste nahezu halbieren“, stellt der Unternehmer fest. Diese Aussage dürfte nicht nur Windenergie-Akteure neugierig werden lassen. Das konkrete Beispiel zeigt auch, welche Potenziale Supraleiter als Effizienztechnologie für die Energiewende haben.

Über die Energy

Wie das Energiesystem der Zukunft funktioniert, präsentieren mehr als 1 200 Aussteller auf der Energy. Im Mittelpunkt steht in diesem Jahr die „Integrated Energy Plaza“. Dort erlebt der Besucher unterschiedliche Energietechnologien im Zusammenspiel und sieht, wie eine sichere und wettbewerbsfähige Energieversorgung künftig aussehen kann. Von der Energieerzeugung über die Speicherung bis hin zur Übertragung und Verteilung werden vernetzte Systemlösungen präsentiert, die auch innovative Mobilitätslösungen beinhalten.