Ersetzen von Freileitungen durch Erdkabel in Finnland

Der Zusammenbruch von Stromkabeln führt zu einem vorübergehenden Stromverlust für die Benutzer und verursacht zusätzliche Reparaturkosten für Stromversorger. In Finnland dürften sowohl Stürme als auch Niederschläge im Einklang mit dem Klimawandel zunehmen (Ruosteenojaet al., 2016). Schneeniederschläge können sich auf Freileitungen ansammeln und Schäden, Brüche und Stromausfälle verursachen. Ob durch direkten Aufprall oder indirekten Aufprall (z.B. durch Baumfall), Stürme können auch Schäden an Stromleitungen verursachen, was zu Stromausfällen führt. Darüber hinaus können Stürme oft die Blitzrate erhöhen, eine weitere Ursache für Stromausfälle durch Schäden an Stromleitungen. Baumfall, verursacht durch mehrere Faktoren wie starke Winde, Wasseransammlung im Boden (was zu einer leichteren Entwurzelung führt), Schneeansammlung oder Beleuchtung, kann das gleiche Ergebnis haben. Es wird auch prognostiziert, dass der Klimawandel dazu führt, dass Laubbäume länger im Blatt bleiben, was das Risiko von sturmbedingten Schäden erhöht. Das Ausmaß, in dem Niederschläge und Windstürme zum Fallen von Bäumen führen, hängt jedoch vom Alter und Umfang der betreffenden Bäume ab.

Um die Ausfallanforderungen des finnischen Strommarktgesetzes zu erfüllen und sich an immer häufigere und extremere Wetterereignisse anzupassen, investieren Verteilernetzbetreiber wie Elenia erheblich in die unterirdische Verkabelung. Seit 2009 konzentriert sich Elenia auf die Entwicklung von nur wetterfesten Verteilleitungen, einschließlich unterirdischer Verkabelung. Die Wetterschutzbemühungen zielen darauf ab, die Versorgungssicherheit zu verbessern und die lokale Beschäftigung für unterirdische Verkabelungsarbeiten für den betreffenden Zeitraum zu fördern. Derzeit sind 41 % der Verkabelung des Unternehmens unterirdisch, wobei das Ziel für 2028 bei 75 % liegt.

Die unterirdische Verkabelung wird als eine Technik zur Anpassung der Stromübertragungs- und -verteilungssysteme an den Klimawandel angesehen, da sie Vermögenswerte vor den erwarteten Auswirkungen des Klimawandels schützt, einschließlich Stürmen und übermäßiger Schneelasten. Die Installation von unterirdischen Verkabelungen umfasst drei vorherrschende Techniken: Verkabelung in betonverstärkten Trögen, Verlegen der Kabel in unterirdischen Tunneln oder direktes Vergraben der Kabel. In Finnland umfasst die verwendete Technik den Bau von Gräben von etwa 0,45 m bis 1 m Tiefe, wobei die Verkabelung dann in der Bodenschicht vergraben wird.

Durch die unterirdische Verkabelung können die meisten widrigen Wetterbedingungen vermieden werden, denen herkömmliche Übertragungsinfrastrukturen oberirdisch ausgesetzt sind. Dies bezieht sich hauptsächlich auf Niederschläge und Stürme, die direkt oder indirekt durch Baumschlag zu Schäden an Freileitungen führen können, was zu Stromausfällen führen kann. Die unterirdische Verkabelung kann den Bedarf an weiteren und häufigeren Investitionen in die Instandhaltung und Reparatur der Übertragungsinfrastruktur verringern. Zu den erwarteten Vorteilen gehört eine sicherere Energieversorgung mit weniger witterungsbedingten Stromausfällen bei gleichzeitiger langfristiger Kosteneinsparung durch reduzierte Wartungs- und Reparaturarbeiten.

Vertreter von Elenia schlugen vor, dass der Bau wetterfester Netze ein langfristiger Prozess sei, der Offenheit und Interaktion sowohl für die betrieblichen Zwecke als auch zur Schaffung von Vertrauen in diesen langfristigen Wandel erfordert. Infolgedessen ist die Interaktion mit wichtigen Interessenträgern auf verschiedenen Ebenen und insbesondere mit Gemeinden in die Tätigkeiten von Elenia eingebettet. Diese Interaktion findet in der Regel in einer kollaborativen Atmosphäre statt. Als Beispiel führte Elenia im Dezember 2016 eine beliebte Veranstaltung für Anwohner in Ruovesi zum Verkabelungsprojekt durch.

Elenia bezieht unterschiedliche Stakeholder in unterschiedlichen Bauphasen so weit wie möglich mit ein. So berichtet Elenia beispielsweise von Treffen mit Grundstückseigentümern, Behörden und der breiten Öffentlichkeit, einer intensiven Zusammenarbeit mit lokalen und regionalen Medien sowie sozialen Medien, um ihre Interessenträger offen zu informieren.

Der entscheidende Erfolgsfaktor für die unterirdische Verkabelung ist die Verfügbarkeit der richtigen Technologie für die unterirdische Verkabelung in Bezug auf Installation, Überwachung und Management. Elenia arbeitet so weit wie möglich mit anderen unterirdischen Verkabelungsunternehmen wie Telekommunikationsunternehmen zusammen, um Störungen der Bevölkerung durch Grabungen zu minimieren und die Kosten durch Zusammenarbeit zu senken. Obwohl die unterirdische Verkabelung neuen Klimagefahren ausgesetzt sein könnte, insbesondere durch Überschwemmungen und Bodenbewegungen im Zusammenhang mit Erdrutschen, bleiben diese Risiken bisher hypothetisch. Ausgrabungen aufgrund anderer Bau- oder Wartungsarbeiten stellen ein wesentliches Risiko für Schäden an verlegten Erdkabeln dar. Zu den jüngsten Innovationen von Elenia gehört jedoch die Anwendung der Digitalisierungs- und GIS-Technologie auf Erdkabel mit dem Ziel, Bagger über den Standort von Erdkabeln zu informieren. Obwohl es keinen regionalen Schwerpunkt gibt und das Netzwerkgebiet konsequent behandelt wird, konzentrierte sich Elenia in den ersten Jahren auf die Gebiete mit der höchsten Dichte, wobei ländliche Gebiete folgen sollten.

In Finnland belaufen sich die geplanten Investitionen von Elenia für 2018 auf 140 Mio. EUR. Die größten Kosten beziehen sich auf die Installation, wobei ein erheblicher Teil davon für Ausgrabungen aufgewendet wird. Elenia zielt darauf ab, die Kosten zu minimieren, indem es nach Möglichkeit mit Telekommunikationsunternehmen zusammenarbeitet, um gemeinsame Grabungsarbeiten durchzuführen. In der 7.^Mitteilung Finnlands an das UNFCCC wird geschätzt, dass sich die Gesamtinvestitionen in Verteilernetze, die zur Gewährleistung der Versorgungssicherheit (auch durch unterirdische Verkabelung) erforderlich sind, auf 2 800 Mio. EUR belaufen werden.

Die Vorteile, die zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht quantifiziert sind, umfassen eine sicherere Energieversorgung sowie die Bereitstellung von Arbeitsplätzen für Aushub- und Installationsarbeiten während des erforderlichen Zeitraums. Darüber hinaus gibt es Vorteile, die nichts mit der Anpassung an den Klimawandel zu tun haben. Dazu gehören ein geringerer visueller Aufprall und ein geringeres Unfallrisiko, z. B. Brände und Stöße im Zusammenhang mit defekten oder heruntergefallenen Kabeln.

Im Jahr 2018 wurde eine Studie zu den sozialen Kosten und Nutzen der unterirdischen Verkabelung als wichtige Anpassungsmaßnahme überprüft.

Das finnische Strommarktgesetz wurde 2013 aktualisiert, um festzulegen, dass bis 2028 Energienetze so ausgelegt sein müssen, dass Stürme oder Schneelasten keine Stromausfälle verursachen, die in Stadtgebieten länger als 6 Stunden oder in anderen Gebieten länger als 36 Stunden dauern. Diese Rechtsvorschriften sind auf die Probleme Finnlands mit schweren Stromausfällen aufgrund von Stürmen und starken Schneelasten zurückzuführen. Obwohl die Stromverteilernetzbetreiber selbst entscheiden können, wie diese Anforderung angegangen werden soll, war diese Gesetzgebung der Haupttreiber der unterirdischen Verkabelungsbemühungen im Land. Elenia ist nicht das einzige Unternehmen, das in Finnland unterirdisch verkabelt, sondern alle Elektrizitätsunternehmen des Landes berücksichtigen dies gebührend und zeigen erhebliche Veränderungen in diesem Sektor.

Der Anteil der unterirdischen Verkabelung am Stromnetz von Elenia stieg von 38 % im Jahr 2016 auf 41 % im Jahr 2017. Diese Quote gibt Aufschluss über die Fortschritte bei der Erreichung des Ziels von 75 % bis 2028. Die Umsetzungszeit für ein bestimmtes Projekt variiert zwischen mehreren Monaten und mehreren Jahren, insbesondere abhängig von der abgedeckten Fläche und der Länge der Kabel (von einigen Kilometern bis zu mehreren hundert Kilometern). Ein typisches unterirdisches Verkabelungsprojekt dauert 1-2 Jahre, wobei das erste Jahr normalerweise der Projektauswahl und -planung gewidmet ist und das zweite Jahr den tatsächlichen Bau, die Inbetriebnahme und die Dokumentation umfasst.

Es ist schwierig, die genaue Lebensdauer der Erdkabel, die Elenia derzeit installiert, festzustellen, da noch keine ihr Ende der Lebensdauer erreicht haben. Die technische Lebensdauer von Erdkabeln wird auf 50 bis 70 Jahre geschätzt. Die regulatorische oder wirtschaftliche Lebensdauer kann etwas kürzer sein.

Jorma Myllymak
Elenia
Board Member, Former Head of Operations and Network Performance
E-mail: Jorma.myllymaki@elenia.fi 

Kuusela-Opas Heini
Elenia
Head of Communications
E-mail: heini.kuusela-opas@elenia.fi

Tatu Pahkala
Ministry of Economic Affairs and Employment
Energy Department, Energy markets
Senior Adviser
E-mail: tatu.pahkala@tem.fi