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Unter Supraleitung versteht man das physikalische Phänomen, dass bestimmte Stoffe bei Unterschreiten einer bestimmten »Sprungtemperatur« plötzlich jeglichen ohmschen Widerstand verlieren und Strom somit im Prinzip verlustfrei zu leiten in der Lage sind. Mit Entdeckung der Hochtemperatur-Supraleitung vor gut 20 Jahren sprangen die Sprungtemperaturen über Nacht vom Bereich um 4 K in den Bereich von 100 K. Das entspricht immerhin dem 25-fachen Abstand zum absoluten Nullpunkt. Man könnte ganz grob vereinfachend sagen, damit habe sich die Anwendung und der Einsatz solcher Leiter um den Faktor 25 vereinfacht. So kann jetzt der sehr viel billiger herzustellende flüssige Stickstoff statt des flüssigen Heliums als Kühlmittel herangezogen werden. Nichtsdestoweniger ist immer noch 100 K =  -173°C – und der Aufwand zur Kühlung ist entsprechend. Dieser Aufwand lohnt sich jedoch insbesondere in Anwendungen, die sich einen weiteren Vorteil mancher Supraleiter zu Nutze machen, welche nämlich Stromdichten im Bereich vom 100-Fachen dessen ermöglichen, was metallene Leiterwerkstoffe auf Grund ihrer Erwärmung zulassen. So lassen sich extrem starke Magnetfelder für die Kernforschung und die medizinische Diagnostik erzeugen oder kleinere, leichtere Maschinen für Anwendungen bauen, in denen Volumen oder Gewicht von außerordentlich großer Bedeutung sind. Lange haben diese speziellen, schwer vermittelbaren Anwendungen hinter den Kulissen, der breiten Öffentlichkeit weit gehend verborgen, ihre segensreichen Wirkungen entfaltet, bis vor kurzem der Industrieverband Supraleitung gegründet wurde, der sich um die öffentliche Anerkennung dieser Leistungen bemüht. Von einem militärischen Schiffsantrieb sowie von einer 8 MW großen Windkraftanlage ist hier die Rede. Der supraleitende Kurzschlussstrom-Begrenzer dürfte in Zukunft die Netzbetriebstechnik revolutionieren. Waren bisher die Forderungen nach einer verschwindend kleinen Netz-Impedanz im normalen Betrieb und nach einer hinreichend großen im Kurzschlussfall unvereinbar und mussten durch Kompromisse überbrückt werden, so ist dieser Spagat jetzt im Prinzip möglich, und einzelne Anlagen stehen in der praktischen Erprobung. Eine weitere wichtige Kenngröße des Supraleiters ist nämlich außer der Sprungtemperatur auch die Sättigungs-Stromdichte, bei der die Supraleitung ebenso plötzlich wieder zusammenbricht wie sie gekommen ist. Ein konventioneller metallener Leiter, meist aus Kupfer gefertigt und als Umhüllung des Supraleiters ausgeführt, übernimmt dann für den kurzen Moment bis zur Abschaltung den Strom und begrenzt diesen durch seinen ohmschen Widerstand. Lange hat die Elektrotechnik auf dieses Ei des Kolumbus gewartet.

Mit Skepsis hingegen sind die zahlreichen Meldungen aus jüngster Zeit zum Energiespar-Potenzial der Supraleiter zu bewerten. Die hier angeführten Netzbetriebsmittel wie Höchstspannungs-Erdkabel und Großtransformatoren verfügen bereits über Wirkungsgrade deutlich über 99%, ein so genannter Grenzleistungs-Transformator (≈800 MVA) z. B. 99,75% bei voller Last und 99,80% bei halber Last. In Stromnetzen wie denen Deutschlands, Österreichs und der Schweiz gehen vom Kraftwerk bis zur Steckdose nicht mehr als 5% der gesamten Energie verloren – und hiervon der größte Teil in dem stark verzweigten Niederspannungsnetz. So haben Verteil-Transformatoren Wirkungsgrade von »nur« 98,5% bei voller Last und 99,0% bei halber Last. Fallen die Kupferverluste bei halber Last auf ein Viertel, so bleibt der Energie-Aufwand für die Kühlung auf die so genannten »kryogenen« Temperaturen eines Supraleiters stets in voller Höhe bestehen. Ein (relativ großer) Verteiltrafo von z. B. 1 MVA Nennleistung müsste sich also mit 15 kW, bei halber Last mit deutlich weniger als 5 kW, auf 100 K halten lassen, damit überhaupt noch eine Energie-Ersparnis übrig bleibt – und selbst dies würde nur die Kupferverluste einsparen, nicht die in der Lebensdauerkosten-Berechnung wirklich teuren Eisenverluste.

Berechnungen haben ergeben, dass für ein Höchstspannungs-Erdkabel ab einer Übertragungsleistung von 5 GW eine positive Energiebilanz übrig bliebe. Das entspräche der Gesamtleistung aller 4 Blöcke des Kernkraftwerks Biblis. Eine solche Leitung existiert jedoch nicht, weil nirgends ein Bedarf danach besteht und wohl auch kaum jemals bestehen wird. Die Modellrechnung ist also rein akademischer Natur und ohne praktischen Nährwert.

Auch von »bis zu 50% Energie-Ersparnis« der genannten Windkraftanlage mit supraleitendem Generator wird berichtet. Abgesehen davon, dass »bis zu« stets eine völlig unbrauchbare Angabe darstellt, weil sie nur einen Extremwert angibt und den entgegen gesetzten Extremwert sowie den Mittelwert unterschlägt, ist natürlich eine Reduktion der Verluste gemeint, was einer Energie-Einsparung im Bereich um 1% der Erzeugung entspricht. Darüber hinaus ist gerade hier, bei den für Windkraft typischerweise sehr wenigen Jahres-Volllaststunden, besonders relevant, dass die Kupferverluste im Quadrat zur Last steigen, die Kühlleistung für den Supraleiter aber ständig in voller Höhe benötigt wird, selbst über den Stillstand in Flauten hinweg, da deren Dauer nicht planbar ist. Ganz nebenbei ließen sich auch mit herkömmlichen Kupferleitern annähernd 90% (Verlust-)Energie einsparen, würde man diese von der üblichen Betriebstemperatur auf kryogene Temperaturen abkühlen. Auf Grund der Abhängigkeit des ohmschen Widerstands von der Temperatur hätte man so praktisch bereits einen »90-%-Supraleiter« geschaffen, doch auch das tut niemand, da es sich nicht lohnt. Letztlich funktioniert auch die Supraleitung nur bei Gleichstrom vollständig, bei Wechselstrom jedoch nur zum Teil. Alle Versuche, mittels Supraleitern auf direkte Art durch Vermeidung der ohmschen Verluste Energie einzusparen mögen sich zur Darstellung in der Tagespresse und der Politik eignen, bleiben aber an praktischen Hürden hängen. Vielmehr ermöglicht der Supraleiter Anwendungen, die mit Leitern aus Kupfer oder notfalls auch Silber nicht möglich sind. So ist der Punkt im vorliegenden Fall der Windkraftanlage, dass der Generator sich erheblich kleiner und leichter bauen lässt und somit den Vorstoß in Leistungsklassen ermöglicht, die mit konventionellen Maschinen unerreichbar sind, da es zur Errichtung einer solchen Anlage schlicht und ergreifend an einem entsprechenden Kran mangelt. Dieser Punkt jedoch geht in entsprechenden Pressemeldungen leider ziemlich unter.

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