Überall auf der Welt ergreifen Menschen Maßnahmen, um das Klima und die Umwelt besser zu schützen. So auch bei der Herstellung von Stromleitungen: Ein Forschungsteam des Verbundvorhabens ECO GIL hat unter Leitung von Siemens Energy nun untersucht, wie ein klimaschädliches Isoliergas, das bislang in Übertragungsleitungen zum Einsatz kommt, ersetzt werden kann.

© Siemens Energy (ehem. Siemens Gas and Power)

Die Grafik zeigt eine gas-isolierte Stromleitung von innen. © Siemens Energy (ehem. Siemens Gas and Power) | Die Grafik zeigt eine gas-isolierte Stromleitung von innen.

Stellt man sich den Querschnitt einer gas-isolierten Stromleitung vor, befindet sich in der Mitte der Leitung ein Zylinder mit einem Innenleiter, in dem der Strom fließt. Damit die Energie nicht verloren geht und die geladene Hochspannung im Innenleiter bleibt, muss dieser isoliert werden.

Dafür kam bislang ein Gasgemisch mit Schwefelhexafluorid (SF₆₎ zum Einsatz, das stark zum Treibhauseffekt beiträgt. Expertinnen und Experten haben im Rahmen des Projekts ECO GIL deshalb nun erforscht, welche umweltfreundlicheren Gasgemische alternativ eingesetzt werden könnten.

Nachfrage nach verträglicheren Isolierstoffen steigt

„Aus technischer Sicht gibt es keine Notwendigkeit, SF₆ auszutauschen. Dass das Gas in die Atmosphäre entweicht, kommt nämlich im Prinzip nicht vor, da die Rohre verschweißt werden. Es ist sogar möglich, das Gas zu recyceln“, erklärt Projektleiter Dr. Felix Goll von Siemens Energy in Erlangen.

„Inzwischen hätten viele Kunden aber gern eine Wahlmöglichkeit und Hersteller möchten umweltfreundlichere Alternativen zu SF₆ auch gern anbieten.“ Insgesamt rund 200 verschiedene Gasgemische prüfte das Forschungsteam darauf, ob sie für einen Einsatz in den Leitungen geeignet wären. Dafür analysierten sie unter anderem die elektrischen, chemischen und physikalischen Eigenschaften.

Expertinnen und Experten ergänzen sich mit ihrem Fachwissen 

„Besonders spannend war für mich, dass wir in einem komplexen Fachgebiet geforscht haben, in dem noch wenig Vorwissen vorhanden war“, sagt Goll und ergänzt: „Deswegen haben wir eine interdisziplinäre Forschungsgruppe mit Fachleuten aus ganz Deutschland aufgebaut, die mit viel Teamgeist zusammengearbeitet hat. So hat jeder seine Kenntnisse eingebracht und wir haben uns Schritt für Schritt das nötige Wissen angeeignet.“

Am Ende fanden die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler heraus, dass derzeit kein bekanntes Gas oder Gasgemisch vergleichbare Eigenschaften wie SF₆ bietet.

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Diesen Prüfaufbau nutzte das Forschungsteam für seine Analysen. © Siemens Energy (ehem. Siemens Gas and Power) | Diesen Prüfaufbau nutzte das Forschungsteam für seine Analysen.

„Wir überlegen jetzt, wie eine andere Lösung aussehen könnte“, erläutert Projektleiter Goll. „Um die Leitungen zu isolieren, käme auch gefilterte, kohlenstoffdioxid-freie Luft in Frage.“

Das ist bereits in einigen Produkten erprobt worden und wäre ein weiterer Schritt, um das Klimaziel der CO₂-Neutralität zu erreichen. Was diese Option für die Herstellung von Leitungen bedeutet, wollen die Forscherinnen und Forscher jetzt herausfinden. (kkl)