Erdkabel. Ein gewaltiger Eingriff in den Boden
Die Bundesregierung setzt beim Ausbau der Stromtrassen von Nord nach Süd verstärkt auf Erdverkabelung statt auf Freileitungen. Die Erdkabeltrasse zieht dabei eine Schneise von 50 m Breite durch den Acker. Wie sich das auf den Boden auswirkt, zeigen Hartmut Geries und Johannes Bremer.
Eigentlich ist alles schon lange geklärt: Die Stromversorgung soll vorrangig über Erdverkabelung laufen, das beschloss schon die große Koalition im Jahre 2015. Demnach sollen die für die Umsetzung der Energiewende notwendigen zusätzlichen Stromtrassen regelhaft
unter der Erde verlaufen, um den Widerstand der Anwohner gegen den Bau dieser Trassen zu überwinden und die Akzeptanz für neue Nord-Süd- und Ost-West-Kabel zu erhöhen. Problem: Die Kosten für die Erdverkabelung sind deutlich höher als die für Freileitungen. Die von Politik und Trassenbetreibern genannten Zahlen reichten in den vergangenen Jahren von doppelt so teuer über viermal so hoch bis zum achtfachen Preis. Dass es eine Rückkehr zur Freileitung gibt, ist trotzdem eher unwahrscheinlich, weil das Erdkabel den öffentlichen Widerstand gegen die sogenannten »Monster-Trassen« weitestgehend befriedet.
Landwirtschaft erheblich betroffen
Die Landwirtschaft ist vom Netzausbau erheblich betroffen. Schließlich werden die Übertragungsnetze aufgrund ihrer Dimension fast ausschließlich über land- und forstwirtschaftliche Flächen verlegt. Strom kann per Erdkabel ebenso wie bei einer Freileitung entweder als Wechselstrom oder Gleichstrom übertragen werden. Die Gleichstromtechnik (HGÜ-Verbindung) soll insbesondere auf den sogenannten
Stromautobahnen (z. B. SuedLink) Anwendung finden.
Wechselstrom-Erdkabel sind vor allem im Verteilnetz in der Nieder- und Mittelspannungsebene im Einsatz. Im Übertragungsnetz und den dazugehörenden Hochspannungsebenen sind bisher kaum Erdkabel im Einsatz. Denn: Je länger ein Wechselstrom-Erdkabel ist, desto größer ist der Anteil der nicht nutzbaren Blindleistung. Ab einer gewissen Länge sind etwa alle 15 Kilometer zusätzliche Kompensationsmaßnahmen notwendig. Sonst wäre das Kabel gewissermaßen mit Blindleistung »verstopft«. Dafür kann Wechselstrom direkt in das herkömmliche Stromnetz eingespeist werden. Außerdem lässt sich die Spannung besonders effizient ändern.
Der Übertragungsnetzbetreiber Tennet hat mit der 380-kV-Wechselstromleitung Wahle-Mecklar und dem Testfeld Reinshof im Jahr 2020 ein Pilotprojekt mit einer Teilerdverkabelung auf 12,8 km im Raum Salzgitter gestartet. Sie gilt als richtungsweisend für zukünftige Erdkabelvorhaben. Die offene Grabenbauweise gleicht dem Öl- oder Gaspipelinebau. Die Dimension ist allerdings eine ganz andere. Die Erdkabeltrasse benötigt einen Arbeitsstreifen von 50 bis 60 m Breite. Die Kabelgräben haben an der Sohle noch eine Breite von ca. 11 m. Im Vergleich dazu benötigt die Gleichstromtechnik weniger Platz – die Gräben dort sind mit ca. 6 m deutlich schmaler.
Vor Beginn der Baumaßnahme wurde für das Testfeld Reinshof sowie die Trasse Wahle-Mecklar ein ausführliches Bodenschutzkonzept unter wissenschaftlicher und sachverständiger Begleitung erstellt. Sämtliche Arbeiten erfolgten unter bodenkundlicher Baubegleitung. Ständig anwesende Gutachter haben darauf geachtet, dass unter anderem die Bodenschichten getrennt gelagert und wieder eingebaut wurden, und dass nur bei geeigneter Witterung gearbeitet wurde. Jetzt liegen erste Messergebnisse zu den Auswirkungen des Trassenbaus auf das Bodengefüge und die Erwärmung der Erdkabel auf die Vegetation vor.
Viele Untersuchungen auf dem Testfeld
Warum stellt ein Übertragungsnetzbetreiber derartige Untersuchungen an? Wie schon eingangs geschildert, ist der Trasse Wahle-Mecklar als Nebenbestimmung ein landwirtschaftlich-bodenkundliches Monitoring auferlegt worden. Mit dem Testfeld Reinshof und den Trassenuntersuchungen wird dies erfüllt. Andererseits will auch Tennet seine Vorhaben genau untersuchen. Welche Bodenschutzmaßnahmen sind in der Praxis effektiv? Wo muss noch nachgebessert werden? Sind beispielsweise die Lastverteilplatten
während des Baus ausreichend, oder gib es Schadverdichtungen? Welche Effekte hat die Bodenerwärmung auf die Mineralisierung und Ertragsbildung? Das wird auf dem Testfeld Reinshof simuliert.
Außerdem sind dies Grundlagenerhebungen für zukünftige Entschädigungskalkulationen, nachdem die Flächen wieder in Bewirtschaftung sind . Auch dafür haben die Erkenntnisse Relevanz, im Nachgang der bauzeitlichen Entschädigung.
Bodenkundliche Baubegleitung
Vorab: Wenn man einige wichtige Stellschrauben im Projekt im Auge hat, wie
- Bodentrennung beim Aushub,
- Vermeidung von Schadverdichtungen beim Wiedereinbau oder
- eine Pausierung bei nassen Bodenbedingungen in der Bauphase,
dann kann man für den Bodenschutz schon sehr viel erreichen. Für die Trasse Wahle-Mecklar im Raum Salzgitter und das Testfeld Reinshof zeigen die Bodenprofile eine Lösslehmauflage über Geschiebelehm. Der Geschiebelehm ist bodenkundlich natürlich etwas schwächer zu bewerten. Der Lösslehm dagegen ist sehr fruchtbar, mit sehr guter Wasserhaltefähigkeit und guter Durchwurzelbarkeit.
Diese unterschiedlichen Substrate mit grundlegend unterschiedlichen Eigenschaften müssen sortenrein getrennt gelagert und so auch wieder eingebaut werden. Der Landwirt muss sich also darauf verlassen, dass die vom Netzbetreiber beauftragten Unternehmen das auch entsprechend können. Um dies sicherzustellen installieren die Übertragungsnetzbetreiber bei Vorhaben dieser Art eine bodenkundliche
Baubegleitung. Das auch vor dem Hintergrund, dass die Trassenfläche nach dem gravierenden Eingriff wieder in die Zielnutzung überführt werden soll.
Die bodenkundliche Baubegleitung kontrolliert die Einhaltung des Bodenschutzkonzeptes. Dieses wird im Vorfeld mit den Betroffenen, den Behörden und dem jeweiligen Vorhabenträger erarbeitet.
Einhaltung von Maßnahmen von nöten
Wie viele Jahre ist die Trasse für den Landwirt aus der Bewirtschaftung? In der Regel wird die Erdkabeltrasse mit mehrjährigen Gräsern vorbegrünt – längstens zwei Jahre. Das ist wichtig u. a. als Verbrehmungsmaßnahme. Feldlerchen oder Hamster im Trassenbereich hießen Baustopp. Die Begrünung wird demzufolge ganz kurz gehalten, damit sich keine Vögel dort ansiedeln. Bei tiefgründigen, ertragreichen
Standorten sind die Trassen im Nachgang pauschal drei Jahre aus der Bewirtschaftung. Auf leichten Sandböden kann man in Frage stellen, ob das überhaupt nötig ist. Kurzum: Vorbegrünung, Baumaßnahme, danach Zwischenbewirtschaftung – die jeweilige Dauer ist sehr
Vorhabens- und Standortabhängig. Im Grunde ist es so, dass die bodenkundliche Baubegleitung die jeweiligen Maßnahmen empfiehlt; also Umfang, Dauer, Saatmischung, etc.
Stickstoffmobilisierung
Der Warmversuch, sprich die Simulation des Grundlastbetriebes auf dem Testfeld Reinshof zeigt eine Erwärmung in der Krume um satte
2°C. Die Effekte dringen also bis an die Oberfläche. Das lässt eigentlich eine erhöhte Mineralisation erwarten. Aber das ist nicht festzustellen. Sowohl das Testfeld als auch die Trasse liegt im Raum Göttingen fast ausschließlich im Wasserschutzgebiet. Daher auch die Fragen seitens der Wasserwirtschaft, welche Auswirkungen Erdkabel auf den Nitrataustrag haben. Unsere Antwort lautet: Es gibt keine Auffälligkeiten. Eine Stickstoffmineralisierung und Verlagerung in tiefere Bodenschichten lässt sich durch den Warmversuch (Grundlastbetrieb) nicht feststellen.
Ergebnisse aus den Ertragsmessungen und Vegetationsindex. Im Jahr 2023 ist zu beobachten, dass sich der Warmversuch von allen anderen Versuchsbereichen in der vegetativen Entwicklung leicht unterscheidet: Im Vergleich verfrühte Vegetationsentwicklung und um etwa ein bis zwei Wochen verfrühte Abreife des Bestandes. Im Jahr 2024 zeigt sich der Effekt des absoluten Entwicklungsvorsprungs des
Warmversuchs bisher nicht oder nur minimal. Ab dem Zeitpunkt des Reihenschlusses bei den Zuckerrüben stellen sich alle Versuchsbereiche sehr homogen dar.
Messbare Ertragseinbußen
Unsere Versuche zeigen Ertragseinbußen von 5 – 15 % in den Kulturen Winterweizen und Wintergerste. Zwischen der Warm- (sprich Grundlastbetrieb) und Kaltvariante sind keine Unterschiede erkennbar. Wir konnten darüber hinaus keinen wesentlichen Einfluss auf die Handelskriterien bzw. Qualitätsparameter bei den Kulturen Winterweizen und Wintergerste feststellen.
Man muss allerdings einschränken: Die Messung ist wegen der Vorbegrünung und der Luzerne als Zwischenbewirtschaftung
(Vorfruchteffekte) sehr komplex. Insofern sind derartige Untersuchungen wichtig, um für künftige Vorhaben zu standardisierten
Entschädigungsregeln zu kommen. Fernerkundungen können hierbei wichtige Ableitungen für die Ertragseinflüsse liefern.
Bodengefüge
Wir haben einen massiven Eingriff in den Boden, da kann man bodenkundlich in der Baubegleitung machen was man will. Es fehlen im Grunde die durchgehenden Grobporen, die von den Pflanzen genutzt werden, um den Boden tiefgründig zu erschließen und Wasser aus der Tiefe zu holen. Die sind natürlich per se durch die Maßnahme zerstört. Wir haben auch ein leicht verändertes Luftporenvolumen. Insofern sind die recht guten Ertragsmessungen schon überraschend und erstaunlich.
Was passiert mit bestehenden Drainagen? Es wird durch einen Gutachter ein Plan erstellt, wie drainierte Flächen zu behandeln sind. In der Regel werden die Drainagen vor der Maßnahme abgefangen – auch, um zu verhindern, dass Wasser in den Kabelgraben läuft. Nach Beendigung der Maßnahme werden die Drainagen wieder hergestellt, was durch einen Drainagefachgutachter beaufsichtigt wird.
