Ökobilanzierung von Freileitungen, Land- und Seekabeln im Höchstspannungsbereich in Deutschland : Abschlussbericht / von Jürgen Sutter, Daniela Eckert, Franziska Flachsbarth und Ran Liu unter Mitarbeit von Pascale Diefenbach und Christine Hermann (Öko-Institut e.V., Darmstadt/Freiburg/Berlin) ; im Auftrag des Umweltbundesamtes ; Redaktion: Fachgebiet V 1.3 Erneuerbare Energien - Yvonne Koch, Mandy Göbel (Layout), Fachgebiet V 3.2 Chemische Industrie und industrielle Feuerungsanlagen - Hans-Jürgen Garvens, Fachgebiet V 1.2 Strategien und Szenarien für Klimaschutz und Energie - Kirsten op de Hipt (Layout)

Abstract

In Deutschland besteht ein Bedarf, das Stromnetz an die Anforderungen der Energiewende und zum Erreichen der Klimaschutzziele anzupassen. In den nächsten 15 Jahren werden voraussichtlich mehrere tausend Kilometer Neubauleitungen auf Höchstspannungsebene gebaut und bestehende Leitungen verstärkt. Ziel des Projekts "Ökobilanzierung von Freileitungen, Land- und Seekabeln im Höchstspannungsbereich in Deutschland" ist es, einen Überblick über den Stand der Technik der aktuell im deutschen Höchstspannungsnetz verwendeten oder zukünftigen Technologien zu geben und politischen Entscheidungsträgerinnen und Entscheidungsträgern auf vorgelagerter, übergeordneter Ebene eine Studie an die Hand zu geben, die ihnen erlaubt, die im Rahmen der Ökobilanzierung untersuchten Umweltwirkungen stärker in die Diskussion und Ausgestaltungen einzubringen. Eine Ökobilanz für Stromleitungen wurde bisher für Deutschland noch nicht publiziert. In der Ökobilanz werden übergeordnete Umweltwirkungen untersucht, nicht aber raumkonkrete Umweltauswirkungen, die bei verschiedenen Leitungsvarianten abweichend zur vorliegenden Studie ausfallen könnten. Hierfür wurden acht Anwendungsfälle mit insgesamt elf technologischen Varianten für Freileitungen, Erdkabel und Seekabel erarbeitet, für die eine Ökobilanzierung nach ISO 14040/14044 inkl. Kritischer Prüfung durchgeführt wurde: Langstreckenstromübertragung mittels Freileitung oder Erdkabel, Einsatz von Vollwandmasten statt Stahlgittermasten, Upgrade einer Bestands-Freileitung mit einem Hochtemperasturleiterseil, Stromübertragung mit unterschiedlichen Erdkabelvarianten, Teilerdverkabelung, offene und geschlossene Bauweise von Erdkabeln, eine zusätzliche Leerrohrverlegung sowie Gleichstromkonzept bzw. Drehstromkonzept für Seekabelsysteme. Im Rahmen der Studie wurden folgende Umweltwirkungskategorien vertieft untersucht: Treibhauspotenzial, abiotischer Rohstoffverbrauch, Versauerungspotenzial, Eutrophierungspotenzial, Photochemisches Oxidantienbildungspotenzial und Humantoxizität.

In Germany, there is a need to adapt the power grid to meet the requirements of the energy transition and to achieve climate protection targets. Over the next 15 years, several thousand kilometers of new lines are expected to be built at the high-voltage and extra-high-voltage levels, and existing lines will be reinforced. The aim of the project "Life Cycle Assessment of Overhead Lines, Land Cables and Submarine Cables in the Extra High Voltage Sector in Germany" is to provide an overview of the currently used or future technologies of the German extra high voltage grid and to provide political decision-makers at the superordinate level with a study that allows them to more strongly integrate the environmental impacts investigated in the life cycle assessment into the discussion and designs. A life cycle assessment for power lines has not yet been published for Germany. The Life Cycle Assessment (LCA) examines higher-level environmental impacts, but not spatially specific environmental impacts, which could differ from the present study in the case of different power line variants. For this purpose, eight use cases with a total of eleven technological variants for overhead lines, underground cables and submarine cables were developed, for which life cycle assessments were carried out in accordance with ISO 14040/14044 including critical review: Long-distance power transmission via overhead line or underground cable, use of solid mast instead of steel lattice masts, upgrade of an existing overhead line with a high-temperature conductor cable, power transmission with different underground cable variants, partial underground cabling, open and closed construction of underground cables, additional laying of empty conduits and a direct current concept or alternating current concept for submarine cable systems. The following environmental impact categories were analysed in depth as part of the study: global warming potential, abiotic raw material consumption, acidification potential, eutrophication potential, photochemical oxidant formation potential and human toxicity.