artikel

AchtergrondSuperkabel: technische voordelen hebben zo hun prijs

installatiebranche

Supergeleidende hoogspanningskabels zorgen er onder meer voor dat elektriciteit uit buitengaatse windparken zonder al te veel verlies aan land komt. Maar er kleven ook nadelen aan dit soort superkabels. De kosten zijn een veelvoud van die voor ‘gewone’ transportleidingen.

Supergeleidende kabels bieden nauwelijks weerstand aan elektrische stroom. Dat doen ze alleen als de temperatuur van de kabel en de stroomsterkte onder een bepaald maximum blijft. Het transportverlies wordt daardoor minder zodat aan het eind van de draad meer elektriciteit overblijft. Als hoogspanning via conventionele luchtleidingen van A naar B wordt getransporteerd gaat ongeveer 4 tot 8 procent van de elektriciteit verloren. Dat komt door de weerstand in de geleiders van de leidingen. Supergeleidend materiaal heeft nagenoeg geen elektrische weerstand. Aan het eind van de draad blijft dan meer energie over. De hoeveelheid moet wel goed worden geregeld. Bij een teveel zakken de positieve eigenschappen snel weg.

Een kleiner verlies is echter niet de reden dat supergeleidende transportkabels aan interesse winnen. Zulke kabels hebben speciale geleiders die met een kleinere omvang meer elektriciteit helpen verplaatsen. Een transportnet kan daardoor toe met kleinere kabels om hetzelfde vermogen kwijt te kunnen.

Dat wordt vooral interessant omdat supergeleidende kabels in de grond worden gelegd. Daarmee blijft er meer grond over om zakelijk te kunnen benutten. Niet in de laatste plaats omdat rond supergeleidende kabels een kleiner magnetisch veld ontstaat dan rond conventionele hoogspanningskabels.

Kabels worden supergeleidend wanneer de geleider sterk wordt afgekoeld. Geleiders worden gemaakt uit keramisch materiaal wat met vloeibare stikstof wordt afgekoeld tot meer dan min 200 graden Celsius. De technische bijzonderheden maken een supergeleidende kabel nog ruim tien tot twintig keer duurder dan kabels uit koper of aluminium met een vergelijkbare capaciteit. Andersom: de capaciteit van een netwerk stijgt wanneer een conventionele kabel wordt vervangen door een supergeleidende van vergelijkbare afmetingen. De kosten van het vloeibare stikstof zijn met ruim 0,75 cent de liter overzichtelijk.

De eerste supergeleidende kabel werd in 1997 in een lengte van 50 meter in de VS gelegd. Ruim tien jaar eerder werd de keramische geleider ontdekt. Sindsdien is het aantal proeven flink gestegen, net als de lengtes. Supergeleidende kabels zijn echter nog geen gemeengoed.

Proef

In Nederland zijn er vooralsnog geen projecten te verwachten. Alliander overweegt een proef te doen. Maar verder dan ‘een zekere interesse’ is de netwerkbeheerder nog niet gekomen. Kabelfabrikant NKT bereidt intussen een praktijkproef voor waarin ruim 300 meter supergeleidende kabel in de grond van Manhattan wordt gelegd. Aan wat Project Hydra gaat heten, doet onder andere energiebedrijf ConEd mee. De kabel wordt naar verwacht in mei volgend jaar aangelegd en transporteert na de oplevering 13,8 kilovolt bij een stroomsterkte van 4 kilo-ampère.

Rond die tijd denken energiebedrijf RWE en kabelfabrikant Nexans in Essen een supergeleidende kabel te kunnen leggen. De kabel moet 10 kilovolt over een afstand van een kilometer helpen verplaatsen. Het project draagt de naam AmpaCity.

Het project vergt een investering van een kleine 13,5 miljoen euro. De Duitse overheid neemt daarvan 6 miljoen euro voor z’n rekening. AmpaCity is vooralsnog de langste kabel in z’n soort. In Zuid-Korea wordt sinds 2010 de aanleg van een drie kilometer lange superkabel voorbereid die 22,9 kilovolt moet transporteren.

Conventionele ondergrondse transportkabels zijn al ruim vijf keer duurder dan luchtleidingen, becijferden de raadgevende ingenieurs van Parsons Brinckerhoff eerder voor de Britse netwerkbeheerder National Grid.

Uitbreiding

In hun berekeningen kost een kilometer luchtleiding 4,2 tot 5 miljoen euro. Eenzelfde lengte aan ondergrondse kabel kost in Groot-Brittannië 12,2 tot 29 miljoen euro. National Grid vroeg om deze bedragen omdat de Britse netwerkbeheerder een forse uitbreiding van het transportnet plant. Kema laat desgevraagd weten geen vergelijkende bedragen te kunnen geven voor Nederland. De kosten hangen volgens het kennisbedrijf samen met de omstandigheden waarin een transportleiding wordt aangelegd.

Reageer op dit artikel

Gerelateerde tags

Lees voordat u gaat reageren de spelregels