Energie 20.04.2007, 19:27 Uhr

Coole Technik mit hohen Umsatzerwartungen  

VDI nachrichten, Hannover, 20. 4. 07, ber – Innovationen und Anwendungen rund um das Thema Supraleitung stehen im Mittelpunkt des Gemeinschaftsstandes SuperConductingCity in Halle 2 der Hannover Messe. Die beinahe verlustfreie Stromübertragung gilt als eine vielversprechende Zukunftstechnologie mit hohem Energiesparpotenzial.

Supraleitende Systeme ermöglichen im Vergleich zur herkömmlichen Technik bei der Energiegewinnung und -verteilung wesentlich höhere Wirkungsgrade bei zugleich extrem geringen Reibungsverlusten. Forschungsansätze und marktreife Anwendungsmöglichkeiten in Energietechnik, Maschinenbau, Elektronik und Sensorik zeigt ein Gemeinschaftsstand in Halle 2 der Hannover Messe.

Der internationale Stromhandel und die Einbindung regenerativer Energien beanspruchen das Stromnetz erheblich. Supraleitende Komponenten könnten die Netze sicherer machen und so zur Versorgungssicherheit beitragen.

„Hier steht eine Technologie bereit, um die Forderungen nach mehr Zuverlässigkeit unseres Versorgungsnetzes zu erfüllen“, erklärte Dr. Burkhard Prause, Geschäftsführer der European High Temperature Superconductors und Vorstandsmitglied des Industrieverbands Supraleitung (IV Supra).

Das 1911 entdeckte Phänomen Supraleitung begeisterte nicht nur die Fachwelt, als Physiker 1987 am Schweizer IBM-Forschungslabor in Rüschlikon Kupferoxidverbindungen fanden, die schon bei Temperaturen oberhalb von -180 °C supraleitend werden. Vorher lag die Grenze weit unter -200 °C.

Dies war die Geburtsstunde der sogenannten Hochtemperatursupraleitungen (HTS). Doch erst heute ist es möglich, das ganze Potenzial der Technik Schritt für Schritt auszuschöpfen.

Erstmals stehen Materialien bereit, die günstig und in großen Mengen herzustellen sind und damit überhaupt die Voraussetzung für industrielle Anwendungen im großen Stil schaffen – von schnellen Computerchips bis hin zu noch leistungsfähigeren Elektromotoren und Stromnetzen.

„Der supraleitende Strombegrenzer etwa könnte für einen stabileren Netzbetrieb auf Hochspannungsebene sorgen. Er ist an der Schwelle zur Marktreife“, sagte Dr. Joachim Bock, Chef der Nexans SuperConductors und ebenfalls im Vorstand des IV Supra.

Dabei verhindern supraleitende Strombegrenzer die zerstörerischen Auswirkungen eventueller Kurzschlüsse. Sie können an Netzkupplungen im Hochspannungsnetz eingesetzt werden und ermöglichen engmaschigere redundante Strukturen sowie Einsparungen beim Anpassen der Netzstruktur an kommende Bedürfnisse.

Den Stand der Kabelproduktion demonstriert Nexans auf der Hannover Messe mit einem Supraleiterenergiekabel für die Mittelspannungsebene von 10 kV. Es basiert auf der zweiten Generation von HTS-Bandleitern, die sich kostengünstiger produzieren lassen. Supraleiterkabelsysteme seien eine Alternative zu konventionellen Kabeln oder Freileitungen, wo die Übertragung von hohen Leistungen erforderlich sei und kompakte Abmessungen gefragt seien, so Bock.

Das mit flüssigem Stickstoff bei -196 °C betriebene Kabel trägt einen Strom von 1000 A und wurde im Rahmen des EU-Projekts Super3C zusammen mit Partnern aus Industrie und Forschung entwickelt.

Supraleiter bieten geringere Verluste und höhere Wirkungsgrade in der gesamten Energiekette. Die Elektronen bewegen sich quasi ohne Widerstand und erlauben bis zu 100-mal höhere Stromdichten als im Kupferleiter.

Hochtemperatursupraleiter können sehr große Strommengen widerstandsfrei transportieren. „HTS-Drähte ermöglichen den Bau von elektrischen Geräten, die wesentlich effizienter sind und stärkere Magnetfelder erzeugen als größere, schwerere konventionelle Systeme“, sagte Dr. Jürgen Kellers von der Firma Trithor in Rheinbach.

Hauptanwendungen der HTS-Technologie sind die Infrastruktur der Energienetze (Generatoren, Energieübertragungskabel, rotierende Blindleistungskompensatoren) sowie Industrie und Transport (Motoren). Trithor fertigt HTS-Drähte, Spulen und Systeme für die energietechnische Industrie.

In USA und Japan gilt Supraleitung längst nicht mehr als futuristisch. Allein das US-Department of Energy gibt 25 Mio. $ jährlich für Supraleiteranwendungen in der Energietechnik aus – pro Jahr fließt eine ähnliche Summe von Seiten des Department of Defense in die Entwicklung kompakter supraleitender Schiffsmotoren.

Ähnlich stellt sich die Situation in Japan und in Korea dar, wo bis 2010 mehr als 100 Mio. $ öffentlicher Mittel für die Entwicklung supraleitender Energietechnik bereitstehen.

Das Weltmarktvolumen der Supraleitungsbranche wird nach Expertenmeinung in 2010 auf mehr als 6,2 Mrd. € ansteigen und für das Jahr 2020 auf fast 50 Mrd. € beziffert. ber

Ein Beitrag von:

  • Bettina Reckter

    Bettina-Reckter

    Redakteur VDI nachrichten
    Fachthemen: Forschung, Biotechnologie, Chemie/Verfahrenstechnik, Lebensmitteltechnologie, Medizintechnik, Umwelt, Reportagen

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