Letzte Aktualisierung: 09.02.2021

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Mehr Ökostrom nur ohne klimaschädliches SF6 in Schaltanlagen

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Schwefelhexafluorid (SF6) ist das gefährlichste Treibhausgas und stellt ein erhebliches Klimarisiko dar. Ein Kilogramm dieses Gases hat auf das Klima dieselbe Wirkung wie 23.500 Kilogramm CO2. Seine Lebensdauer beträgt 3.200 Jahre. Während SF6 für viele Anwendungen verboten ist, wird es als Isolator in Mittelspannungs-Schaltanlagen für Ortsnetzstationen eingesetzt – obwohl es etablierte Alternativen gibt.

Xiria-Anlage (Fotos: Eaton Electrical)

Eatons Xiria-Anlage, die mit Vakuumtechnologie ausgestattet ist, ist auf Spannungen bis 24 kV ausgelegt und wurde 2002 eingeführt. (Fotos: Eaton Electrical)

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Häufig klimaschädliches Schwefelhexafluorid in Ortsnetzstationen

Ökostrom erreichte im ersten Halbjahr 2020 in Deutschland einen neuen Rekordwert. Der Organisation Agora Energiewende zufolge erreicht die Erzeugung durch erneuerbare Energien einen Anteil von 50,3 Prozent. Diese positive Entwicklung hat allerdings einen Schönheitsfehler: Durch den erforderlichen Ausbau der deutschen Stromnetze werden neue Quellen für gefährliche Treibhausgase geschaffen.

Denn im Gegensatz zur konventionellen Stromerzeugung in zentralen Großkraftwerken, erfolgt die Energiegewinnung durch Wind und Sonne in vielen kleinen, dezentralen Anlagen. Um den erzeugten Strom in die Übertragungsnetze einspeisen zu können, benötigt jeder dieser Erzeuger eine eigene Schaltanlage. Da der Strom für die Übertragung zunächst auf Mittelspannung hochtransformiert wird, müssen besondere Schutzmaßnahmen getroffen werden.

Um bei reiner Luftisolation einen ausreichenden Schutz zu gewährleisten, müssen große Abstände eingehalten werden, was solche Anlagen sehr platzintensiv macht. Daher kommen für die dezentralen Anwendungen bevorzugt gasisolierte Anlagen zum Einsatz.

Aufgrund der höheren Durchschlagfestigkeit des dort verwendeten Isoliergases, können wesentlich kompaktere Bauformen realisiert werden. Dieses Gas, SF6, ist mit seinen Eigenschaften für diesen Zweck zwar prinzipiell geeignet, denn es ist nicht brennbar und ungiftig. Aber: es ist extrem klimaschädlich.

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Vakuum- und Feststoffisolation vermeiden schädliche SF6-Gase

Technisch ist es im Mittelspannungsbereich jedoch bereits längere Zeit ohne weiteres möglich, ähnlich kompakte Lösungen ganz ohne schädliche Gase umzusetzen. Möglich wird das durch die Kombination von Vakuum- und Feststoffisolationstechnik.

Spannungsführende Bauteile sind dabei in einem hermetisch geschlossenen Gehäuse untergebracht, das sie gegen Umwelteinflüsse abschirmt. Das hat nicht nur den Vorteil, dass kein SF6 austreten kann, es fallen auch keine Wartungsarbeiten, wie die regelmäßige Überprüfung des Gasdrucks, an.

Die SF6-Alternativen sind bereits seit Langem am Markt etabliert und im praktischen Einsatz erprobt. Das Magnefix-System, das mit einer Epoxid-Isolation arbeitet und in Ringleitungs-Verteilernetzen mit 12 bis 15 kV verwendet wird, wurde beispielsweise bereits in den 1960er Jahren entwickelt und deckt den Bereich bis 15 Kilovolt ab.

Eaton Electrical hat hier beispielsweise Xiria im Programm. Xiria ist Eatons SF6-freie Mittelspannungs-Schaltanlagen-Produktfamilie für Ortsnetzstationen. Das SF6-freie System, das mit Vakuumtechnologie ausgestattet ist, zeichnet sich durch eine hohe Betriebssicherheit aus, ist für Anwendungen bis zu 24 kV geeignet und wurde 2002 eingeführt.

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Verbot von SF6-Anwendungen in der Mittelspannung überfällig

Das allein reicht aber nicht. Die schädlichen Umwelteinflüsse von SF6 machen auch ein politisches Eingreifen notwendig. Im Herbst 2020 legte die EU-Kommission einen Bericht vor, der kostengünstige, technisch machbare und zuverlässige SF6-freie Alternativen für Mittelspannungsschaltanlagen bewertet.

Der EU-Bericht soll die technische Grundlage für die Überprüfung der F-Gas-Verordnung im vierten Quartal 2021 bilden, in deren Rahmen über ein Verbot von SF6-Anwendungen im Mittelspannungsbereich entschieden werden soll. Unter Berücksichtigung aller gegebenen Faktoren steht einem raschen Verbot von SF6 in Mittelspannungsanlagen nichts mehr im Wege.

Auch das Umweltbundesamt ist der Auffassung, dass es ausreichend Alternativen für SF6 in neuen Mittelspannungsschaltanlagen (≤ 24 kV) gibt. Es wird sich daher, im Rahmen der Überprüfung des Anhangs III der Verordnung (EU) 517/2014, für ein Verbot von SF6 in neuen sekundären Mittelspannungsschaltanlagen für diese Spannungsebenen mit einer angemessenen Übergangszeit einsetzen.

Höchste Zeit also, dass sich die EU-Kommission in diesem Jahr für ein zügiges Verbot des schädlichen Klimagases in Mittelspannungsanlagen ausspricht, meint Stefan Rohrmoser, Geschäftsführer Vertrieb Deutschland bei Eaton. Unabhängig davon sollte die Wirtschaft aber auch von sich aus am SF6-Ausstieg arbeiten.

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