Vergleich Erdkabel - Freileitung im 110-kV-Hochspannungsbereich

8 Zusammenfassung und Fazit8.1 Zusammenfassung1. Der Wirtschaftlichkeitsvergleich von Kabeln und Freileitungen erfolgt nach der Barwertmethode.Der Barwert der Gesamtkosten setzt sich aus den Investitionskosten zum ZeitpunktNull (Stichtag) und den abgezinsten jährlichen Betriebskosten während der Betrachtungsdauerzusammen. Hierfür maßgebend ist der sog. Rentenbarwertfaktor. Als Betrachtungsdauer werdengewöhnlich 40 Jahre angenommen. Weitere Investitionskosten zu späteren Zeitpunktenwerden ebenfalls abgezinst.2. Die Betriebskosten bestehen im Wesentlichen aus den Verlustkosten. Für 110-kV-Leitungenkönnen die spannungsabhängigen Verluste gegenüber den stromabhängigen Verlusten vernachlässigtwerden. Die von den stromabhängigen Verlusten verursachte Jahresverlustarbeitergibt sich aus den zur (angenommenen) Jahreshöchstlast gehörenden maximalen Verlustenmultipliziert mit dem sog. Arbeitsverlustfaktor und der Jahresdauer von 8760 Stunden. DerArbeitsverlustfaktor berücksichtigt dabei, dass die Verluste im Laufe eines Jahres kleiner alsdie maximalen Verluste sind. Er ist deshalb stets kleiner als eins. Nach Angaben der Energieversorgungsunternehmenergibt sich für Leitungen mit hoher Windstrombelastung ein Arbeitsverlustfaktorvon 0,08 und für Leitungen mit geringer Windstrombelastung von 0,13.3. Die Betriebsparameter von Kabeln und Freileitungen unterscheiden sich erheblich. Es istdeshalb erforderlich, beim Einsatz von Kabeln anstelle von Freileitungen die Auswirkungenauf die Leistungsflüsse und die Spannungen zu überprüfen, insbesondere dann wenn der Kabelanteilstark zunimmt. Darüber hinaus ist der Blindleistungsaustausch mit dem überlagertenNetz ggf. durch zusätzlich aufzustellende Blindleistungskompensationsspulen zu begrenzen,die ihrerseits zusätzliche Verluste verursachen. Unter Umständen muss die Netzplanung komplettüberdacht und verändert werden, womit wiederum zusätzliche Kosten verbunden sind.4. Der Zubau von Leitungen in 110-kV-Netzen mit Resonanz-Sternpunkterdung ist aus Gründender Einhaltung der Löschgrenze für die Lichtbogen-Erdschlüsse begrenzt. Aufgrund dersehr viel größeren Leiter-Erde-Kapazität der Kabel gegenüber der Freileitung (etwa 40- bis50-fach) wird die Löschgrenze beim Einsatz von Kabeln schon bei bedeutend kürzeren Längenals bei der Freileitung erreicht. Ist in einem Netz beispielsweise noch der Zubau von1000 km Freileitung möglich, so verringert sich z. B. die zulässige Cu-Kabellänge auf etwa1000 km/40 = 25 km. Beim Erreichen der Löschgrenze ist entweder eine Auftrennung desNetzes in kleinere Teilnetze oder eine Umstellung der Resonanz-Sternpunkterdung auf niederohmigeSternpunkterdung erforderlich /4/. Beide Maßnahmen sind mit erheblichem netztechnischemAufwand und entsprechend hohen Kosten verbunden, die sich in den Investitionskostenniederschlagen.5. Für einen detaillierten Wirtschaftlichkeitsvergleich sind die Kosten von Freileitung undKabel projektgenau zu ermitteln, da die Leitungsausführung von der Trassenführung, die fürFreileitung und Kabel durchaus unterschiedlich verlaufen können, abhängt. Auf die Tiefbaukostender Kabel haben die Bodenbeschaffenheit und die Anzahl von Verkehrswegekreuzungenund Wasserläufen einen wesentlichen Einfluss. Für die Bewertung der Verlustkosten sindausführliche Angaben zur Übertragungsleistung während eines Jahres z. B. in Form einer Jahresbelastungsdauerlinieerforderlich. Auch diese Angaben sind projektspezifisch.6. Im Kapitel 5 wurde eine Beziehung hergeleitet, mit der man das Gesamtkostenverhältnis(Verhältnis der Barwerte) Kabel/Freileitung auch ohne ausführliche Netzberechnungen abschätzenkann. Dazu benötigt man vier Angaben:40