Anpassung der Freileitungen als Reaktion auf steigende Temperaturen in Großbritannien

Es wird erwartet, dass die Häufigkeit extremer Hitzewellen in Großbritannien in Zukunft zunehmen wird. Die UK Climate Projections 2009 gehen davon aus, dass die Sommertemperaturen in Teilen des Vereinigten Königreichs bei einem mittleren Emissionsszenario bis 2080 um bis zu 4 °C steigen werden. Solche Umgebungstemperaturerhöhungen stellen aufgrund der thermischen Ausdehnung von Stromleitungen bei Erwärmung eine Bedrohung für Übertragungs- und Verteilernetzbetreiber dar. Eine solche thermische Ausdehnung kann dazu führen, dass Leitungen durchhängen, was bedeutet, dass ihre Räumung vom Land zu einer Gefahr für die breite Öffentlichkeit werden kann. Sagging kann auch zu Kontakt mit Bäumen und anderen Strukturen führen, was zu Stromschlag oder Bränden führen kann. Die meisten europäischen Länder, einschließlich des Vereinigten Königreichs, haben Rechtsvorschriften erlassen, um einen Mindestabstand zwischen Stromleitungen und dem Boden oder den Strukturen einzuhalten, um sicherzustellen, dass potenzielle Fälle von Stromschlag oder Bränden vermieden werden. Höhere Umgebungstemperaturen bedeuten, dass der elektrische Strom, der durch Freileitungen fließt, reduziert werden muss, um eine Überhitzung der Geräte zu verhindern.

Darüber hinaus können wärmere Stromleitungen aufgrund eines Prozesses, der als De-Rating bekannt ist, zu einer verminderten Effizienz führen. Britische Energieversorger haben festgestellt, dass steigende Temperaturen unter dem Klimawandel dazu führen könnten, dass die Tragfähigkeit bis Mitte des 21. Jahrhunderts um 4-9% sinkt. All diese Auswirkungen führen letztendlich zu Risiken von Unfällen, Stromausfällen und Umsatzeinbußen sowie kaskadierenden Netzwerkausfällen. Diese Auswirkungen werden durch den steigenden Strombedarf während Hitzeperioden, beispielsweise durch Klimaanlagen, noch verstärkt.

Die Übertragungs- und Verteilernetze des Vereinigten Königreichs haben sich vorgenommen, die Freileitungsentgelte in ihrem gesamten Netz zu überprüfen und zu aktualisieren. Dies beinhaltet die Festlegung der maximalen Betriebstemperatur, der Oberleitungen unter Klimawandelszenarien ausgesetzt werden können, und die Festlegung eines Entwurfsstandards, um den prognostizierten Anstiegen der Leitungsabsenkung Rechnung zu tragen. Diese Anpassungsmaßnahmen erhöhen die Energieversorgungssicherheit und verringern das Risiko von Stromschlägen und Bränden.

Western Power Distribution (WPD) liefert Strom an 8 Millionen Kunden in einem 55.500 km2 großen Servicegebiet in Großbritannien. WPD hat von einer Studie profitiert, die vom britischen Met Office (dem nationalen Wetterdienst) geleitet wurde. In der Studie „Energy Project 2 Climate Change Impacts on the U.K. Energy Industry Project“ wurde das Fachwissen des Energiesektors genutzt, um die Auswirkungen des Klimawandels auf die Energieerzeugung, -verteilung, -übertragung und -nachfrage zu ermitteln. WPD arbeitete mit der Energy Network Association (ENA) (einer von Übertragungs- und Verteilungslizenzinhabern finanzierten Handelsorganisation) zusammen, um Anpassungsmaßnahmen auf der Grundlage der Studie zu operationalisieren und Pläne zur Bekämpfung der De-Rating von Stromleitungen zu erstellen.

Zu den ermittelten Anpassungsmaßnahmen gehörten die Erhöhung der Höhe von Masten, die Stromleitungen tragen, die Installation von Leitern mit wärmeren Betriebsgrenzen oder die Verwendung von Leitern mit geringem Sack. WPD bewertete, dass die erhöhte Exposition gegenüber höheren Temperaturen unter prognostizierten Klimaänderungen zu einem reduzierten zulässigen Strom mit ihren aktuellen Designstandards von Holzpfählen führen würde. Dies würde zu Effizienzverlusten und möglicherweise zu wirtschaftlichen Verlusten für den Betreiber führen. Die kosteneffizienteste ermittelte Maßnahme bestand darin, die minimale Auslegungstemperatur neuer Freileitungsstrecken zu erhöhen, deren Erreichung in der Regel die Auslegungshöhe von Holzpfählen um 0,5 Meter erhöhen würde. Diese erhöhte Höhe könnte den projizierten Anstiegen des Durchhängens Rechnung tragen, ohne die gesetzlichen Grenzwerte für die Höhe von Freileitungen zu überschreiten. Darüber hinaus hat WPD in Zusammenarbeit mit anderen britischen DNOs kürzlich ein Projekt zur Aktualisierung des Verständnisses der britischen Vertriebsindustrie für Leiterkennwerte für Freileitungen abgeschlossen. Durch ihre Zusammenarbeit mit der ENA wird die WPD die Ergebnisse als Aktualisierung der nationalen Standards umsetzen.

Im Rahmen dieses laufenden Prozesses entwickeln WPD und verschiedene andere britische Energieunternehmen auch ein Software-Tool, mit dem britische Energieunternehmen ihre Freileitungsbewertungen optimieren können.

Der Prozess der Identifizierung von Anpassungsmaßnahmen wurde in Zusammenarbeit mit der Energy Network Association (ENA) koordiniert, wobei die benannte Task Group zur Anpassung an den Klimawandel Diskussionen zwischen Regierungen, Regulierungsbehörden und Mitgliedern von Netzbetreibern ermöglichte. Durch ein solches Stakeholder-Engagement überprüft Western Power Distribution proaktiv Anpassungspläne und nachfolgende Maßnahmen.

Detaillierte Auswirkungen des Klimawandels auf das Energiesystem wurden in Zusammenarbeit mit mehreren Interessenträgern im Rahmen des Projekts „EP2 Climate Change Impacts on the U.K. Energy Industry“ (Leitung: Met Office) ermittelt. Eine solche Zusammenarbeit mit Wetterinformationsdiensten kann eine schnelle Bereitstellung von Datensätzen ermöglichen, die für Entscheidungsträger im Energiesektor unmittelbar relevant sind. Die Ermittlung der wahrscheinlichen Auswirkungen des Klimawandels auf das Energiesystem im Voraus lässt Zeit für die Umsetzung von Maßnahmen zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit des Systems. Darüber hinaus werden durch die Zusammenarbeit mit der ENA Mitglieder von Stromnetzbetreibern in der von der ENA geleiteten Arbeitsgruppe zur Anpassung an den Klimawandel mit Regierungs- und Regulierungsbehörden zusammengebracht. Die Task Group erarbeitet Ansätze, um die Auswirkungen des Klimawandels auf Strom-ÜNB und VNB-Netze zu identifizieren und Maßnahmen zur Anpassung an die Auswirkungen des Klimawandels zu entwickeln. Ein solcher Informationsaustausch kann ein integraler Bestandteil bei der Auswahl kosteneffizienter und effizienter Anpassungsmaßnahmen sein, von denen sowohl private Akteure als auch die öffentliche Hand profitieren können.

Die Kosten für die Beschaffung von hölzernen Deckenstangen, die 0,5 Meter höher sind, hängen von der Höhe des ursprünglichen Pfostens ab, können jedoch nur etwa 10 £ (11 €) pro Pfosten betragen.

Gemäß der Stromsicherheits-, -qualitäts- und -kontinuitätsverordnung von 2002 dürfen Freileitungen bis zu 33 kV bei der höchstwahrscheinlichen Temperatur der Leitung nicht in einer Höhe unter 5,8 m über dem Boden liegen.

Die Umsetzung neuer Designstandards ist ein fortlaufender, proaktiver Prozess.

Die erwartete Lebensdauer von Holzpfählen, die Oberleitungen tragen, beträgt etwa 40-60 Jahre. Am Ende dieser Lebensdauer konnten die Masten ausgetauscht werden, um den neuen Designstandards zu entsprechen.

Paul Jewell
Western Power Distribution
E-mail: pjewell@westernpower.co.uk 

Western Power Distribution, Met Office und das Committee on Climate Change (UK) Websites und Dokumente