GIL

Technische Eigenschaften

Stand der Technik
Ein GIL-System ähnelt einer Pipeline mit Innenleiter, die mit einem Gasgemisch (80% Stickstoff und 20% SF6 , 7 bar Druck) als Isoliermedium gefüllt ist. Je System kommen 3 parallel angeordnete Rohre mit einem Durchmesser von ca. 50 cm und einer Lieferlänge von 11m – 14m zum Einsatz. Mehrere Rohre werden in einem staubfreien Montagezelt gasdicht zu einem Rohrstrang aneinander geschweißt. Zur Übertragung einer Leistung von 3000 MVA wird, wie bei einer Freileitung, ein Doppelsystem benötigt, das aus 2 x 3 Rohrsträngen besteht. Bislang hat Siemens etwa 35 km Systemlänge gebaut.

Netzstabilität
Die Anforderungen des Netzbetriebs werden ausnahmslos erfüllt und zum Teil übertroffen.

Übertragungsverluste
Die Übertragungsverluste sind bei einer GIL grundsätzlich geringer als bei einer Freileitung (-65%) und betragen bei einem Dauerstrom von 2000 A etwa 130 kW pro Kilometer. Bei einem 54 km langen System können damit die Verluste bis max. 61,5 Mio. kWh pro Jahr betragen.

Nutzungsdauer
Die Nutzungsdauer wird in Anlehnung an die Erfahrungen mit Gasisolierten-Schaltanlagen und den bisher ausgeführten GIL-Systemen auf mindestens 50 Jahre geschätzt. Im Kraftwerk Wehr ist seit 1974 ein GIL-System störungsfrei im Betrieb. Für Erdverlegung liegen allerdings noch keine Langzeiterfahrungen vor.

Einsatzmöglichkeiten
Das GIL-System wird heute besonders in Ballungsgebieten eingesetzt. Grundsätzlich ist aber auch der Einsatz in ländlichen Regionen möglich. Unter einer Autobahn ist der Bau wegen Vibrationen zwar nicht möglich, die GIL könnte aber parallel zu Autobahnen, ggf. auch im Mittelstreifen geführt werden. Die Unterquerung von Brücken ist grundsätzlich möglich, muss aber im Einzelfall geprüft werden.

Bauzeit und Bautechnik
Die Bauzeit hängt im Wesentlichen vom Untergrundmaterial und den erforderlichen Tiefbauarbeiten ab. Das Unterqueren von Straßen, Flüssen, Wegen und von besonders geschützten Gebieten erfolgt mit Hilfe von Dükern oder in einer Tunnelbauweise. Die 11 bis 14 m langen Rohre werden vor Ort gasdicht verschweißt. Nach 1200 m ist jeweils ein ebenerdiges Schachtbauwerk erforderlich, das bei 2 Systemen etwa 12x4x3 m groß ist.

Zuverlässigkeit
Störungen treten grundsätzlich seltener auf als bei Freileitungen (Siemens erwartet, dass diese ca. 10 x seltener auftreten als bei Freileitungen). Dafür sind aber die Reparaturzeiten länger, was zu einer längeren Aufrechterhaltung der Notversorgung bei einem nicht redundanten System (bei 400 kV eher selten) führen kann.

Verfügbarkeit
Die Verfügbarkeit hängt wesentlich von der Entwicklung der internationalen Nachfrage und den Produktionskapazitäten ab. Gegenwärtig kann Siemens pro Jahr etwa 20 km GIL-Systeme (Doppelsystem) bauen.

Forschungsbedarf
Kein Forschungsbedarf erkennbar. Die Technik ist grundsätzlich ausgereift und wurde von einem unabhängigen Institut (IPH Berlin) gemäß praxisnaher Vorgaben deutscher EVU’s (BEWAG/Vattenfall, PreussenElektra /e.on, RWE) erfolgreich geprüft.

Auswirkungen auf die Umwelt und die Menschen

Elektromagnetische Wirkung
Ein elektrisches Feld entsteht nur zwischen dem Innenleiter und dem Mantelrohr. Ein magnetisches Feld tritt nach Außen hin praktisch nicht in Erscheinung, so dass die Gefährdung, im Gegensatz zu Kabeln und Freileitungen, durch elektromagnetische Felder völlig ausgeschlossen werden kann.

Flächenbelastung
Für eine Übertragung von 3000 MW (= 6 Rohre Doppelsystem) ist eine Grube von 10 Meter Breite erforderlich. In der Bauzeit wird eine max. 30 Meter breite Trasse zur
Zwischenlagerung des Aushubs notwendig.

Ökologische Auswirkungen
Das Rohrsystem und die Schachtbauwerke können Rückwirkungen auf die Grundwasserführung haben. Eine landwirtschaftliche Flächennutzung oder eine Aufforstung mit flach wurzelnden Pflanzen ist problemlos möglich.

Landschaftsbildbeeinträchtigung
Die ebenerdigen Schachtbauwerke (alle 1200m) müssen - wenn auch für einen äußerst seltenen Bedarf - zugänglich bleiben. Der Verlegebereich kann wie bei Freileitungen genutzt und gestaltet werden.

Wirtschaftlichkeit

Investitionskosten
Für ein 3000 MW GIL-Projekt (2 Systeme) werden etwa 8,8 Mio. Euro pro km gerechnet. Die Investitionskosten sind maßgeblich von der Streckenführung abhängig. Kürzere Trassenverläufe als bei Freileitungen (Umgehung von Ortschaften) sind vorstellbar.

Betriebskosten
Deutlich geringer als bei einer Freileitung, da die Übertragungsverluste wesentlich geringer ausfallen. Ohne Einbezug der Übertragungsverluste betragen die Betriebskosten 1200 Euro pro Kilometer und Jahr.
Beim Vergleich einer Freileitung mit einer GIL sind mit der GIL Einsparungen von 4,6 Mio. Euro pro Jahr möglich (auf heutiger Kostenbasis und bei Berücksichtigung der Übertragungsverluste bei einer Strecke von 54 km). Die Kosten für die Stromverluste können maximal 54.000 Euro pro Kilometer und Jahr betragen (Abhängig von der tatsächlichen Übertragungsleistung).

Kostensenkungspotential
Gering, da die Hauptkosten durch den börsennotierten Materialpreis und nicht durch die Fortschritte bei der Automatisierung der Herstellung entstehen.

Fotos zur Gasisolierten Leitung (GIL)

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Das Copyright der Fotos liegt bei der Siemens AG.