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1 „Sektorale Planung I“ - TU Berlin - ISR - SoSe 2007
Fachplanung Energie
HochspannungsfreileitungGasdruckleitung
2 „Sektorale Planung I“ - TU Berlin - ISR - SoSe 2007
Hochspannungsleitung
Warum Hochspannung? (Formel, Rechnung, Faustformel, Spannungsebenen)
Warum Freileitung statt Erdkabel?Welcher Raumanspruch?Welche Konflikte?Welche Vermeidungsmöglichkeiten?
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Strom - Widerstand und Hochspannung
Gesetze I Leistung: P = U x I II Widerstand: R = U / I oder U = R x I II in I (Leitungsverlust): Pv= R x I2
Aufgabe:
Kraftwerk liefert 100 MW Leistung bei 20 kV Spannung.
Widerstand der Fernleitung: 3 Ohm. Wie hoch ist Verlust? Bei 20 kV-Kabel? Bei 380 kV-Kabel?
http://uploader.wuerzburg.de/gym-fkg/schule/fachber/physik/lk9799/lk.12/leistung.html
„Jede Leitung setzt dem elektrischen Strom einen Widerstand entgegen, der durch elektrische Spannung überwunden werden muss.“
4 „Sektorale Planung I“ - TU Berlin - ISR - SoSe 2007
Widerstand und Hochspannung II
Leistung: 100 MWFernleitung: 3 Ohm
a) Verlustleistung bei 20 kV-Leitung?
b) Verlustleistung bei 380 kV-Leitung?
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Spannungsebenen
Konsequenz: Widerstand senken, Stromstärke verringern, Spannung erhöhen (transformieren)
Regel für Stromtransport: 1 kV je 1 km Netzweg
Niederspannung: bis 1.000 V Mittelspannung: > 1.000 V bis 60.000 V Hochspannung: > 60.000 V - 150.000 V Höchstspannung: über 150.000 V (150, 220, 380
kV)
Erzeugung: 6.000-21.000 VQuelle: VDN (Verband der Netzbetreiber), http://www.vdn-berlin.de/stromweg.asp
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Energieverteilung - Strom
Erzeugung (6-21 kV)
Transport (Übertragungsnetz)
Höchstspannungsnetz (380, 220 kV)
Verteilung (Verteilungsnetz)- Hochspannungsnetz (110 kV)- Mittelspannungsnetz (z.B. 20, 10 kV)- Niederspannungsebene (400 V)
KundeVDN, EDNA-Glossar, http://www.vdn-berlin.de/energielexikon.asp
Grundzüge des Energiewirtschaftsrechts, Theobald/ Theobald, C.H. Beck-Verlag, 2001
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Energieverteilung - Strom
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Energieverteilung
Übertragungsnetzbetreiber - ÜNB: Verbund-EVU (E.ON, EnBW, RWE und VE-T) (=) Eigentümer Höchstspannungsnetze, überregionale Reservevorhaltung, internationaler, regionaler Stromaustausch
Verteilungsnetzbetreiber - VNB: Regional-EVU (REVU) ca. 60 Eigentümer
Mittelspannungsnetze, Weiterverteilung, Endkundenbelieferung Erzeugung/Bezug: 20/80
Kommunal-EVU ca. 900, Niederspannung Stromverteilung und -Verkauf Erzeugung/Bezug 10/90
Konzessionsabgabe als bedeutende Einnahmequelle der KommunenKonzessionsabgabenVO: http://bundesrecht.juris.de/bundesrecht/kav/gesamt.pdf
En
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Energieverteilung
VDN, http://www.vdn-berlin.de/global/downloads/Publikationen/DatenFakten/Daten+Fakten2004.pdf
http://www.vdn-berlin.de/global/downloads/Publikationen/DatenFakten/Regelzonen2003.pdf
Karte der Stromnetzbetreiber
Stand 2003Zum Problem des deutschen Energie-Oligopols:
„...etwa so, als ob alle Autobahnen und Grenzübergänge in der Hand von BMW und VW liegen würden und diese Konzerne per Maut entscheiden könnten, welche Autos zu welchen Kosten fahren“ Harald Schumann, Tsp. 28.8.2005
Ermittlungen gegen 800 Personen wegen EnergiekonzernreisenMünchen - Wegen Reisen auf Kosten von Energiekonzernen ermitteln Staatsanwälte gegen 800 Lokalpolitiker und Manager, berichtet der „Focus“. Betroffen seien Bürgermeister, Stadträte, Verwaltungschefs und Energiemanager. Bisherigen Erkenntnissen zufolge hätten die Konzerne Eon und Thyssen-Gas vor allem Lokalpolitiker mit Aufsichtsratssitzen in kommunalen Stadtwerken durch Reisen, Museumsbesuche und exquisite Essen bei Laune halten wollen. Auch Berliner Parlamentarier sollen betroffen sein. dpa Tsp. 25.3.2007
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Energieverteilung
Flächeninanspruchnahme:
Mittelsp.-Korridore: 0,9 % 82.000 km x 0,04 km = 3.280 km²
20 – 380 kV: 2,3 %
Abstandsleitlinie Bbg s. http://www.mluv.brandenburg.de/cms/media.php/2318/i_ab_lei.pdf
http://www.htw-dresden.de/pillnitz/zzz_endkntn/stg_lp/windkraft/website/kap_4.htmhttp://www.wesertal.de/deutsch/aktuelles/stromnews/lexikon/n.htmhttp://www.vdn-berlin.de/daten_und_fakten.asphttp://www.bundesnetzagentur.de
Anzahl 121.377 33.447 29.215Höhe 35 m 45 m 60-75 mBreite 15 m 22 m 30 mAbstand lt. A-L 30 m 40 m 50 m
Korridor 75 m 102 m 130 mMastabstand 250 m 350 m 450 mTrassenlänge 35.000 8.100
km11.616 km
Einfluss BL 2.625 km²
826 km² 1.510 km²Anteil Bund 0,73 % 0,23 % 0,42 %
Freileitungs-Mast
110 kV 220 kV 380 kV
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Energieverteilung
unterirdisch, d.h. in Kabelausführung1993: ca. 64% 2003: ca. 71%
http://www.jenskleemann.de/wissen/bildung/wikipedia/s/st/stromnetz.htmlQuelle: VDN, Stand Mai 2002 http://www.vdn-berlin.de/daten_und_fakten.asp
Nieder-spannung
230-400 V
Mittel-spannung
5-40 kV
Hoch-spannung
110 kV
Höchstspannung
220 kV
Höchstspannung 380
kV gesamt
Stromkreislänge gesamt in km 1.039.500 490.600 75.400 1.641.500
Trassenlänge 92.000 82.000 35.000 8.100 11.600davon Freileitung 184.900 164.500 69.900 457.800Anteil Freileitung
in % 20 35 94 96 96 30
36.000
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Verbundnetz
Trassenlänge: 19.700 km380 kV: 11.616 km220 kV: 8.084 km
Quelle: VDN (Verband der Netzbetreiber)http://www.vdn-berlin.de/global/downloads/Publikationen/DatenFakten/DeutschesNetz2003.pdf
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Verbundnetz – Ausbaubedarf für EE
Dena-Netzstudie: Ausbaubedarf an Land bis 2015 aufgrund Einspeisung Erneuerbarer Energien: 850 km (5 %) http://www.dena.de/fileadmin/user_upload/Download/Dokumente/Projekte/kraftwerke_netze/netzstudie1/dena-netzstudie_1_zusammenfassung.pdf
14 „Sektorale Planung I“ - TU Berlin - ISR - SoSe 2007
Verbundnetz
Quelle: DVG-Jahresbericht 2000
http://www.bbr.bund.de/infosite/rob_karten_abb/karte16.htm
http://www.dvg-heidelberg.de/extern/DVG/res.nsf/files/DVG-Jahresbericht2000.pdf/$file/DVG-Jahresbericht2000.pdf
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Hochspannungsgleichstromübertragung
Verbindung Leistungin MW
Länge in km
Inbetriebnahme
Deutschland-Schweden(Lübeck/Herrenwyk-Kruseberg)
600 250, davon220 Seekab.
1994
Deutschland-Dänemark(Bentwisch-Bjaeverskov)
600 170, davon52 Seekabel
1996
Deutschland-Island 2 x 550 1 800 2010
Deutschland-Norwegen(Brunsbüttel-Farsund)
600 550 -
Deutschland-Norwegen(Maade-Farsund)
600 500 2003
Quelle: Deutsche Verbundgesellschaft, Heidelberg http://www.strom.de/wysstr/stromwys.nsf/WYSFrameset1?Readform&JScript=1&
„Nach 2030 leistet die Stromversorgung durch überregionalen Import von Elektrizität aus erneuerbaren Quellen mittels Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsleitungen (HGÜ) einen zunehmend wichtigen Beitrag.“ UBA 2003, http://www.ee-direkt.de/pdf/uba_nachhaltige_energie.pdf
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Konflikte Freileitungen
Trassenfreihaltung
Landschaftsbild
Vogelschlag (Leitungsanflug, Stromschlag
Leiter/Mast) 400-700 Vögel je Leitungskilometer und Jahr
Infraschall (Brummton)
Elektrosmoghttp://www.pfalzwerke.de/pfalzwerke/presse/1358.phphttp://www.datadiwan.de/netzwerk/index.htm?/esmog/es_97_03.htmhttp://www.narda-sts.de/pdf/fachartikel/29_studarb.pdfAnke Schumacher, Die Berücksichtigung des Vogelschutzes an Energiefreileitungen im novellierten
Bundesnaturschutzgesetz, Naturschutz in Recht und Praxis: Heft 1, 2002, http://www.naturschutzrecht.net/Online-Zeitschrift/Nrpo_Heft1.pdf
http://www.naturschutzrecht.net/Online-Zeitschrift/NRPO-200201/NRPO_Vogelschutz.htm
Vogelschutz am 20 kV-Mast
http://www.pfalzwerke.de/pfalzwerke/presse/1358.php
Fliegende Säge zur Trassenfreihaltung
Zugvogelsammlung bei Hassloch, http://de.wikipedia.org/wiki/Zugvogel
http://www.nabu.de/m05/m05_03/01520.html
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Konflikte Freileitungen
Elektrosmog im
Niederfrequenzbereich (50 Hertz)http://www.narda-sts.de/pdf/fachartikel/29_studarb.pdf
Elektrische FeldstärkeMaßeinheit: Volt/Meter V/A
Magnetische FeldstärkeMaßeinheit: Mikro-Tesla (µT)
Abstand gem. Abstandsleitlinie110 kV: 30 m (45 m)220 kV: 40 m (62 m)380 kV: 50 m (80 m)
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Warum Freileitung statt Erdkabel?
http://www.verbund.at/at/apg/netzausbau/steiermark/aktuelles/pdf/030917-folder.pdf
„Erdkabel verdrängen Freileitungen auch auf Hoch- und Höchstspannungsebene (Höchstspannung ab 220 kV: 4% = 4.000 km)“ Müller Städtebau S. 485
Freileitung 380 kV Erdkabel 380 kV
Isolierung Luft Kunststoff
Haltbarkeit 100-120 Jahre 30-40 Jahre
Kostenfaktor 1 8,2
Länge Europa 100.000 km 200 km
Trassenbreite 30 m 12 m
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Erdkabel contra Freileitung
BWE-Studie zu 30 km-Trasse in S-H
Kostenvergleich 110 kV-Netz: Erdkabel billiger bzw. genauso teuer wie
Freileitungen 220-kV-Netz: Erdkabel je nach Randbedingungen billiger oder
bis 30 % teurer 380 kV-Netz: Erdkabel derzeit noch teurer als Freileitungen
Übertragungskapazität Freileitung steigerbar: um 30 % durch Messung Wetterdaten (Temperatur, Windstärke, Sonneneinstrahlung), bis zu 100 % bei Monitoring Leitungstemperatur
Genehmigung: Erdkabel: 1 - 2 Jahre, Freileitung 5 - 8 Jahre. Ökonom. Verluste durch Wartezeit können für Betreiber höher sein als Netzausbaumaßnahmen selbst
http://www.wind-energie.de/informationen/downloads/hintergr-brak.pdfBrakelmann-Gutachten: http://www.wind-energie.de/informationen/downloads/brak-studie%20.pdf
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Erdkabel versus Freileitung
MKRO-Bekenntnis zur Freileitung: ROV: „Bei der Alternativenprüfung zwischen Freileitung und Kabel ist davon auszugehen, dass die Kabeltechnologie vorhanden ist, aber der Stand der Technik im Hinblick auf den Netzbetrieb und die Risiken noch nicht ausreicht, um für den Höchstspannungsbereich die Erdverkabelung als Standard zu fordern.“33. MKRO: Beschluss zum Aus- und Neubaubedarf des Höchstspannungsnetzes(30.06.06)
BMU 2006
„Netzausbau durch Freileitungen und Erdkabel“ „Die langen Planungszeiträume [von Freileitungen] drohen ... mittelfristig die Energieversorgungssicherheit und den Wettbewerb zu beeinträchtigen. Deshalb sollte der Netzausbau wesentlich beschleunigt werden, indem in besonders sensiblen Gebieten, d. h. in unmittelbarer Nähe zu Wohnsiedlungen und in Vogelschutzgebieten, Erdkabel verlegt werden können. Die Genehmigungsdauer von Erdkabeln ist um mehrere Jahre kürzer als die von Freileitungen.“ (betrifft ca. 85 km der Höchstspannungsebene bei den wichtigsten Neubautrassen, Mehrbelastung je 3-Personen-Haushalt: 72 Cent/Jahr; ohne raschen Netzausbau kann das stark wachsende Angebot an EE nicht eingespeist werden) http://www.bmu.de/files/pdfs/allgemein/application/pdf/erdkabel.pdfhttp://www.bmu.de/erneuerbare_energien/downloads/doc/37764.php
November 2005, Münsterland: 82 Masten (110 kV) weggeknickt, Höchstbelastung um das 14-Fache überschritten, 250.000 Menschen z.T. mehrere Tage ohne Strom http://www.wdr.de/themen/panorama/wetter/winter_2005/schneechaos/060215.jhtml http://www.energieverbraucher.de/de/Energiebezug/Strom/Sicherheit_und_Qualitaet/Stromausfall_Muensterland/site__1660/
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Erdkabel versus Freileitung
Bau einer 110 kV-Leitung seit 10 Jahren umstritten, Beeinträchtigung der historischen Altstadt von
Treuenbrietzen; Forderung nach Erdkabel
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Welche Vermeidungsmöglichkeiten?
Erdkabel Hochspannungsgleichstrom
Bündelung, vorbelastete Räume vorhandene Freileitungstrassen, Straßen, Schienen
Umgehung LSG, NSGSichtschutz: Topographie (Senken), Waldstreifen
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Freileitungen und Raumordnung
Bündelung (fast alle RO-Pläne)
Unterirdische Verlegung (Bsp. M-V, Nds, Sachsen)(5) Infrastruktureinrichtungen wie Gestänge sind nach Möglichkeit von verschiedenen
Energieversorgungsträgern gemeinsam zu nutzen. Leitungen sind, soweit es wirtschaftlich vertretbar ist, in sensiblen Landschaftsbereichen, unterirdisch zu verlegen. (M-V 2005).
4.2 06 Hoch- und Höchstspannungsleitungen auf neuer Trasse sind unterirdischzu verlegen. Von Satz 4 kann abgewichen werden, wenn... (Nds LROP Entwurf 2006)
G 11.6 Hochspannungsleitungen sollen in sensiblen Landschafts- und Siedlungsbereichen als Erdkabel verlegt werden. LEP Sachsen 2003
Z Beim Bau von Leitungen soll auf eine Bündelung von Trassen unter größtmöglicher Schonung der Landschaft hingewirkt werden. Landschaftlich besonders empfindliche Gebiete der Region sollen grundsätzlich von beeinträchtigenden Verteilungsleitungen freigehalten werden. (Bayern, Region Oberland)
Z Zur Sicherung der Erweiterungsmöglichkeiten sowie des zukünftigen Betriebs des Flughafens sind Neuordnungsmaßnahmen der Elektrizitätsinfrastruktur notwendig. Die in der Plankarte gekennzeichneten Hochspannungsfreileitungen sollen zurückgebaut und soweit notwendig durch eine Verkabelung ersetzt werden. (Änderungsverfahren LEP Hessen 2005)
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Gasleitung
RohstoffherkunftNetzaufbau Bedeutung Konflikte
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Gas
Erdgas - Herkunft Russland 31 % Norwegen 25 % Niederlanden 19 % Deutschland 18 % Großbritannien, Dänemark 7 %
3-stufiges Erdgasnetz: Ferntransport HD 30 % Regionalleitung MD 35 % Ortsleitung ND 35 %
Netzlänge: 340.000 kmQuelle: BGW
26 „Sektorale Planung I“ - TU Berlin - ISR - SoSe 2007
Bedeutung
Erdgasanteil 46 %
Gesamtwohnungsbestand 75 % Neubauwohnung
Quelle: BGW
27 „Sektorale Planung I“ - TU Berlin - ISR - SoSe 2007
Bedeutung
424
678
886 963
g CO2 je kWh (elektrisch)(neue Kraftwerke)
Erdgas
Heizöl
Steinkohle
Braunkohle
Umweltverträglichkeit:
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Gasleitung: Konflikte?
Landwirtschaft: Behinderung Feld- und Erntearbeiten während
Bauzeit genügende Überdeckung wg. Arbeitstiefe der
Grundlockerungsgeräte von 0,80-1 m Tiefe
archäologische Denkmalpflege: Vertragliche Vereinbarung über
Grabungsschutzmaßnahmen, Sicherung, ggf. Leitungsumlegung bzw. Ausgleich
Frostwirtschaft, Naturschutz Holzfrei zu haltende Schutzstreifen, ggf.
FragmentierungWichtigste Instrumente zur Bewertung eines Planungsraumes: UVP, FFH-
Prüfung, Eingriffsregelung
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Vermeidung und Minimierung
Bündelung: Verkehrswege, Ver- und EntsorgungsleitungNutzung vorhandener Schneisen und Wege in Waldbereichen (Verhinderung von Gehölzeinhieb)
Geschlossene unterirdische Verlegung (z.B. Gewässer, Schutzgebiete)
Festlegung eines Planungskorridors sowie einer Variante:
„Anfangs- und Endpunkt der Leitung bilden die fixe Vorgabe. Anspruch an die PlanerInnen ist es also, genau die Verbindung zu finden, die im Ergebnis zur größtmöglichen Schnittmenge von Ökonomie und Ökologie führt“
Lit. Sonja Könning: Trassenplanung unter Umweltgesichtspunkten am Beispiel einer Erdgasleitung, PlanerIn 1/2007, S. 29f
30 „Sektorale Planung I“ - TU Berlin - ISR - SoSe 2007
Verfahren
1. RoV: Raumordnungsverfahren 14. HS-Freileitung ab 110 kV, Gasleitungen ab 300 mm
2. UVPG, Anlage 1: Umweltverträglichkeitsprüfung
3. EnWG § 43: Planfeststellung Hochspannungsfreileitungen ab 110 kV, optional für
Erdkabel im Küstenbereich bis 20 km landeinwärts Gasrohrfernleitungen ab 300 mm Durchmesser Veränderungssperre ab Planauslegung
UVP 19.1 Hochspannungsfreileitung 19.2 Gasleitung
zwingend (X) > 15 km ab 220 kV > 40 km, > 800 mm Durchmesser
allg. VP (A) > 15 km ab 110 kV-220 kV > 40 km, 300-800 mm Durchmesser
allg. VP (A) 5-15 km ab 110 kV 5-40 km, > 300 mm Durchmesser
st.-bez. VP (S) < 5 km ab 110 kV < 5 km, > 300 mm Durchmesser