Disclaimer:
Dieses Lernmodul ist Teil der Informationsplattform Wer, Wie Watt?, die im Rahmen eines Umweltbildungsprojektes erstellt wurde. Die hier dargestellten Informationen wurden von Zivildienstleistenden aus dem Naturschutz im Rahmen ihrer Ausbildung zusammen getragen. Mehr über das Projekt Wer, Wie, Watt erfahren Sie hier.

Seekabel

von Jonas Tesfaegzi & Silvan Weisser,

NABU Wallnau

 

(zuletzt bearbeitet im Dezember 2006) 

 

 

Wir alle nutzen sie täglich, meist ohne es zu wissen.

Doch wozu dienen sie? Seit wann gibt es sie? Und wie funktionieren sie?

 

 

Im Zuge der voranschreitenden Globalisierung ist es notwendig, leistungsfähige Transportwege zwischen Ländern und Kontinenten zu schaffen. Mit der Verlegung von Seekabeln ist ein Weg gefunden worden, den Transport von Strom und Daten effizient zu gewährleisten.

Die Übermittlung von Daten hat durch die Telegrafie eine lange Tradition und nimmt im Zuge der rapide wachsenden Nutzung des Internets heute immer größere Dimensionen an. Das zweite bedeutende Anwendungsgebiet von Seekabeln ist die Leitung von großen elektrischen Strömen. Damit können Inseln mit ausreichend Energie versorgt, sowie überschüssige Energie in andere Länder transportiert und verkauft werden. Derzeit erhitzt vor allem die Anlandung von offshore produziertem Strom über Seekabel die Gemüter: Das gesamte deutsche Wattenmeer ist als Nationalpark ausgewiesen, sodass die Kabel diesen zwangsläufig queren müssen. Da der Bau von Transportkabeln an Land immer stärker durch Raummangel beschränkt wird und die europäischen Wirtschaftsmärkte und Energienetze immer stärker zusammen wachsen, werden Seeverbindungen auch in den kommenden Jahren verstärkt verlegt werden. (Gee et al. 2006)

In den folgenden Kapiteln versuchen wir, auf die verschiedenen Aspekte (positive sowie auch negative) der Verlegung und des Betriebs von Seekabeln einzugehen und möglichst objektiv darzustellen.

 

Inhaltsverzeichnis:
 Seekabel
1.1. Kabeltypen
2.2. Konflikte
3.4. Wärme
4. Quellen
 

1. 

Einleitung

Das erste Seekabel wurde 1850 durch den Ärmelkanal gelegt und diente der Übermittlung von telegrafischen Informationen. Die Ära der Seekabel begann. Die Lebensdauer dieses ersten Kabels beschränkte sich allerdings auf wenige Tage, da ein Fischer es für eine neue Algenart hielt und es durchtrennte. Dieser Zwischenfall zeigte bereits in diesem Stadium die Anfälligkeit und Problematik der Seekabel (siehe Kapitel 6.).

Die Entwicklung ging jedoch weiter und so wurden in den nächsten 100 Jahren über 720.000 Kilometer Unterwasserkabel verlegt (Quelle 3). Diese Kabel dienten hauptsächlich der Telekommunikation bzw. der Telegraphie. Das steigende Volumen des Datentransfers (insbesondere seit den 1990er Jahren durch die Entwicklung des Internet) erforderte immer größere Transportleistungen. Daher wurden immer mehr Kabel verlegt und leistungsfähigere Kabel entwickelt. 

Seit der Verlegung des ersten Seekabels wurden selbstverständlich einige andere Möglichkeiten der Datenübermittlung gefunden und angewand. Dennoch ist es bis heute so, dass gerade die Satellitentechnik, auf der alle Hoffnug der zukünftigen Problemlösung ruhten, die Geschwindigkeit und zuverlässigkeit von Seekabeln nicht übertreffen kann. Seekabel blieben und bleiben also der Hauptüberträger unserer Informationen zwischen Ländern und Kontinenten.

 

1.1. 

Kabeltypen

Datenkabel: Kupfer oder Glasfaser?

 

 

Koaxialkabel (Kupferkabel)

In den fünfziger Jahren des 20. Jahrhunderts setzte nach der Verlegung des ersten transatlantischen Telefonkabels - ein Kupferkabel) ein Boom ein. Bis 1983 wurden in einem weltweiten Netz mehr als 190.000 Kilometer Seekabel verlegt (Quelle 3), so genannte Koaxialkabel (kurz Koaxkabel). Koaxial ist in der Geometrie die Bezeichnung für übereinstimmende Achsen dreidimensionaler Elemente. Ein Koaxialkabel z. B. besteht aus einem Mittelleiter und der umgebenden (koaxialen) Abschirmung (Qzelle 5). Sie bestehen aus Kupferdrähten, über die sie analoge elektrische Signale transportieren. Bis zu 4000 Telefongespräche können gleichzeitig übertragen werden. Die Kabel haben einen Durchmesser von 40-100 mm und wiegen bis zu 22 Tonnen pro Meile.

 

Glasfaserkabel

Das erste Glasfaserkabel (engl.: fiber optic cable) wurde 1988 transatlantisch verlegt. Ein Glasfaserkabel besteht aus hunderttausenden, nebeneinander liegenden, hauchdünnen und lichtdurchlässigen Fasern. Träger der Information ist das Licht. Töne werden an dem einen Ende in digitale Lichtimpulse umgewandelt und dann mit einem Laser auf das Kabel projiziert. Auf der anderen Seite werden diese digitalen Lichtimpulse wieder in Töne zurück verwandelt. Aufgrund der schnellen Übertragung (2,5 Gigabit - 4,8 Terrabit) und hohen Effektivität (über 100.000 Gespräche gleichzeitig) werden diese Kabel sehr oft eingesetzt: Bis 2001 wurden weltweit bereits mehr als 250.000 Kilometer verlegt. Sie haben einen Durchmesser von bis zu 50 Millimeter und wiegen bis zu 14 Tonnen pro Meile. Diese Art der Informationsübertragung ist noch effektiver als die Satellitenübertragung, da bei Satellitenübertragungen die Entfernung zum Satelliten (ca. 40.000 Kilometer) und wieder auf die Erde überwunden werden muss, wodurch eine Verzögerung von etwa einer drittel Sekunde zustande kommt. Auch atmosphärische Störungen entfallen bei Glasfaserkabeln.

Grundsätzlich wird, je nach Anwendungsbedarf, zwischen signalverstärkten und signalunverstärkten Systemen unterschieden. Letztere haben eine Obergrenze in der Gesamtlänge von etwa 300 - 450 Metern. Bei signalverstärkten Kabeln werden die Signale etwa alle 10 - 30 Kilometer durch sogenante Repeater verstärkt (optischer Verstärker). Diese Repeater werden hierfür mit Strom (bis zu 10.000 Volt) von der Landstation gespeist. Signalverstärkte Systeme benötigen daher eine eigene Stromversorgung in Form von stromtransportierenden Seekabeln (siehe auch Kapitel 5.3 Magnet-Elektro-Felder).

Stromkabel

Dreiphasendrehstromsysteme 

Für Freileitungen (oberirdisch) bis 500 und Seekabel bis 30 Kilometer werden Wechselstromkabel (sogenannte  Dreiphasen-Drehstromsysteme) verwendet. Diese benötigen drei Kabel und eine starke Isolierung, da dielektrische Verluste auftreten. Für weite Entfernungen sind sie deshalb unwirtschaftlich, weil zu viel Strom "verloren geht".

HGÜ-Kabel 

Für weite Entfernungen werden Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungskabel (HGÜ) verwendet. Um Strom leiten zu können ist ein geschlossener Stromkreis erforderlich.  Bei HGÜ-Kabeln erfolgt die Hinleitung über das Kabel und die Rückleitung über das Seewasser. Zwei riesige Elektroden werden an den Kabelenden im Wasser montiert: Sie leiten den Rückstrom durch das Wasser. An den Elektroden kommt es zur elektrochemischen Wasserspaltung (Elektrolyse), bei der als Nebenprodukte Chlorgas und Salzsäure aus dem Meersalz gebildet werden (siehe Kapitel 5.4 Auswirkung von Elektrolyseproduktion). Der Vorteil dieser HGÜ-Kabel ist also, dass nur ein einziges Kabel benötigt wird. Im Gegensatz zu Dreiphasen- Drehstromsystemen ist dieses System deshalb kostengünstiger.

 

1.2. 

Verlegung und Reparatur von Seekabeln

Verlegung

 

Vor der Verlegung eines neuen Seekabels wird ein Forschungsteam eingesetzt, welches die Beschaffenheit des Meeresbodens zwischen den zu verbindenden Ufern untersucht und eine auf den Meter genaue Kabeltrasse aussucht. Hierbei wird der Verlauf von Naturschutzgebieten, Schifffahrtsrouten und geologische/geophysikalische Beschaffenheit des Meeresbodens berücksichtigt. Die Beschaffenheit der ausgewählten Kabeltrasse ist dann ausschlaggebend welche Kabelummantelung und welche Verlegungstechnik angewandt wird.

 

Die Verlegung geht wie folgt vor sich:

Speziell ausgerüstete Schiffe transportieren die schweren Kabelrollen und verlegen das Kabel mit der Hilfe von GPS (Geographische Positionierungssysteme) und Sonarsystemen möglichst genau auf die ausgewählte Trasse.

In der Regel werden Stromkabel in den Meeresboden eingespült, um die entstehende Wärme (siehe 5.5 Wärme) möglichst gering zu halten. Aber auch andere Kabeltypen werden meist, zumindest in den flacheren Gewässern, in den Meeresboden versenkt. Hier soll die Gefahr der Beschädigung der empfindlichen Kabel (z.B. durch ankernde Schiffe oder Fischereigeräte) minimiert werden. Ist der Meeresboden weich (sandig oder schlickig), wird das Kabel mit der Hilfe eines Hochdruckstrahls, welcher vor dem Kabel eine Furche spült, in den Boden versenkt. Bei festerem Grund werden Pflüge eingesetzt, welche tiefe Furchen für die zu verlegenden Kabel graben (in küstennahnen Gebieten bis zu fünf Meter tief). In tieferen Gewässern, in denen die Gefahr einer Kollision des Kabels mit beispielsweise einem Fischernetz nicht besteht, werden die Kabel einfach auf den Meeresgrund gelegt, um unnötige Spannungen des selbigen zu vermeiden. Da gerade bei langen Strecken häufig Erdbewegungen einkalkuliert werden müssen, werden die Kabel von vorne herein etwas länger bemessen um Kabelrissen durch Überspannung vorzubeugen.

Die Kabelummantelung richtet sich ebenfalls nach der Beschaffenheit der ausgewählten Trasse. Je felsiger und je erdbebengefährdeter die Trasse ist, desto dicker und schwerer wird die Kabelummantelung gewählt. Teilweise werden Stahlrohre über das Kabel geschoben um es noch besser zu schützen.

Die Verlegung von Seekabeln ist also sehr aufwändig und dadurch mit hohen Kosten verbunden. Trotz der ebenfalls hohen Reparatur- und Wartungskosten rechnet sich der Betrieb eines Kabels für wirtschaftliche Unternehmen. Bei Glasfaserkabeln wird die Betriebsdauer auf 25 Jahre geschätzt.

(Quelle 3)

Reparatur

 

Seekabel müssen - besonders in flachen Küstengewässern - hohen Belastungen stand halten. Durch lokale Strömungen können sie rasch frei gespült und dann von Schiffsankern versehentlich angehoben werden. Auch wenn die Kabeltrasse in den Navigationskarten der Schiffahrt eingezeichnet sind, kommt es z.B. bei Notankerungen zu Problemen dieser Art. Schäden entstehen außerdem durch sich kreuzende Kabel oder Schleppfischerei. 

Um in Problemfällen mit bereits verlegten Seekabeln möglichst rasch handeln zu können, werden rund um den Globus permanent Reparaturschiffe in Bereitschaft gehalten. Diese Schiffe und deren Besatzung laufen aus, sobald die Landstationen Fehler in einer Verbindung feststellen. Das betreffenden Kabel wird dann vom Meeresgrund "geangelt" und an der fehlerhaften Stelle gekappt. Das intakte Ende wird mit einer Schwimmboje versehen und wieder zu Wasser gelassen. Jetzt wird das betroffene Stück des Kabels herausgetrennt und durch ein neues, gleichlanges Stück ersetzt. Die beiden Kabelenden werden nun wieder miteinander verbunden und nach einigen komplizierten Tests wieder auf die Trasse gelegt und nach Möglichkeit erneut eingespült. Da Glasfaserkabel aus tausenden dünne Fasern bestehen und unter Laborbedingungen zusammengefügt werden müssen, ist es augenscheinlich das die Reparatur enorm kostenaufwendig ist und bei schwerem Seegang schier unmöglich durchzuführen ist.

(Quelle 3)

 

1.3. 

Seekabel in der Nordsee & im Wattenmeer

In der Nordsee gibt es bereits eine Reihe von Seekabeln (siehe Karte). Zahlreiche Datenkabel liegen kreuz und quer und verbinden die Anrainerstaaten. Starkstromkabel hingegen kreuzen die Nordsee bislang noch nicht, sollen aber in naher Zukunft verlegt werden (BSH 2007).

Es gibt allerdings einige Stromkabel in Randbereichen der Nordsee. Das älteste darunter ist das HGÜ Cross Channel, das unter dem Ärmelkanal verläuft und England mit Frankreich verbindet. Es ist 64 km lang und wurde 1961 mit einer Leistung von 160 MW in Betrieb genommen. Das 1977 verlegte Cross-Skagerak-HGÜ-Kabel konnte ursprünglich bis zu 1000 MW transportieren. Es verbindet Tiele in Dänemark mit Kristiansand in Norwegen über eine Distanz von 250 km. Davon verlaufen 130 km unter Wasser in 500 m Tiefe, der Rest außerhalb des Wassers. Als es in Betrieb ging, war es das längste Unterwasserkabel der Welt.

(Quelle: PB Power 2006)

Abb.: Daten- und Stromkabel sowie weitere Nutzungen in der deutschen Nordsee (BSH 2007)

Datenkabel (rosa) landen überwiegend im Raum der ostfriesischen Inseln und bei Sylt an. Stromkabel (blau) sind bislang (April 2007) lediglich in der Planung. Sie sollen bei Büsum bzw. nahe Norden anlanden. Das Viking-Cable, das bei Sylt angelandet werden sollte, wurde nicht genehmigt (siehe Kapitel 3.3). Das Kabel -NorNed- mit einer Länge von ca. 570 km von Norwegen nach den Niederlanden ist bereits genehmigt worden und soll voraussichtlich bis Ende 2007 durch die Jade nach Eemshaven geführt werden (BSH 2007).

Seekabel im Wattenmeer

Starkstromkabel

Das bereits 1994 geplante Kabel -NorNed- mit einer Länge von ca. 570 km von Norwegen nach den Niederlanden ist bereits genehmigt worden und soll voraussichtlich bis Ende 2007 durch die Jade nach Eemshaven geführt werden. Das Kabel mit einem Gewicht von ca. 60 kg/m wird eine Übertragungsspannung von ca. 600 kV haben. Der Gesamtdurchmesser beträgt ca. 13 cm. Das Kabel stellt von der Konstruktion her den zur Zeit bestmöglichen und umweltschonendsten Stand der Technik dar. Es wird direkt vom Schiff in die Nordsee versenkt und ca. 1 m in den Meeresboden eingespült. Anfang 2008 soll das Kabel in Betrieb genommen werden.

Seekabel zur Anlandung von offshore gewonnenem Strom sind bereits in Planung. Da im Wattenmeer nur wenige geeignete (konfliktarme) Anlandungsorte zu finden sind, wurden bereits mehrere Kabeltrassen gebündelt. So soll an der schleswig-holsteinischen Küste in Böxlund (Windparks DanTysk und Butendiek) und Brunsbüttel (Windparks Amrumbank West, Nördlicher Grund, Nordsee Ost und Uthland) angelandet werden.

(Quelle: Gee et al. 2006)

Genehmigungsverfahren

Umfassende Eingriffe in die Natur - wie das Verlegen von Seekabeln - müssen in einem langwierigen Verfahren von staatlicher Seite genehmigt werden. Seit Juni 1995 wird die Genehmigungen für die Verlegung und den Betrieb von Seekabeln (Strom und Kommunikation) durch das Bundesberggesetz (BBergG) geregelt. Im Küstenbereich (innerhalb der 12 - Seemeilen - Zone) sind die Länder für die Genehmigung derartiger Projekte zuständig, während in der deutschen AWZ (ausschließliche Wirtschaftszone) das Bundesamt für Seeschiffahrt und Hydrografie (BSH) verantwortlich ist.

(Quelle: Gee et al. 2006)

 

2. 

Nutzerperspektive/ Notwendigkeit

 

In den folgenden Kapiteln werden einige Aspekte aufgeführt, die die Notwendigkeit von Seekabeln belegen. Daneben werden einige Konflikte mit anderen Nutzungen betrachtet, mit denen sich Betreiber von Seekabeln konfrontiert sehen.

Durch die Globalisierung, den zunehmenden internationalen wirtschaftlichen Kontakten und einer allgemein zunehmenden Vernetzung unseres Planeten entstehen und erweitern sich neben den sozialen und kulturellen Beziehungen auch technische Verbindungen zwischen den Ländern. Zum einen im Verkehrswesen, zum anderen in der Kommunikation und der Energiewirtschaft. Die Verbindungen zu einigen Ländern führen dabei notwendigerweise durch das Meer.

Wegen der zunehmenden Popularität des Internets werden beim Datentransfer immer leistungsstärkere Übertragungswege notwendig, die die gewaltigen Informationsmengen weiterleiten können. Dasselbe gilt für neue Möglichkeiten der Energiegewinnung, wie Offshore-Windsysteme, die den Strom im offenen Meer gewinnen und ihn durch Seekabel ans Festland leiten müssen.

 

 

2.1. 

Notwendigkeit von Kabelverbindungen

Das erste Seekabel wurde 1850 durch den Ärmelkanal gelegt und diente der Übermittlung von telegrafischen Informationen. Die Ära der Seekabel begann. Die Lebensdauer dieses ersten Kabels beschränkte sich allerdings auf wenige Tage, da ein Fischer es für eine neue Algenart hielt und es durchtrennte. Dieser Zwischenfall zeigte bereits in diesem Stadium die Anfälligkeit und Problematik der Seekabel (siehe Kapitel 6.).

Die Entwicklung ging jedoch weiter und so wurden in den nächsten 100 Jahren über 720.000 Kilometer Unterwasserkabel verlegt (Quelle 3). Diese Kabel dienten hauptsächlich der Telekommunikation bzw. der Telegraphie. Das steigende Volumen des Datentransfers (insbesondere seit den 1990er Jahren durch die Entwicklung des Internet) erforderte immer größere Transportleistungen. Daher wurden immer mehr Kabel verlegt und leistungsfähigere Kabel entwickelt. 

Seit der Verlegung des ersten Seekabels wurden selbstverständlich einige andere Möglichkeiten der Datenübermittlung gefunden und angewand. Dennoch ist es bis heute so, dass gerade die Satellitentechnik, auf der alle Hoffnug der zukünftigen Problemlösung ruhten, die Geschwindigkeit und zuverlässigkeit von Seekabeln nicht übertreffen kann. Seekabel blieben und bleiben also der Hauptüberträger unserer Informationen zwischen Ländern und Kontinenten.

Datenkabel

Die Bedeutung von Datenkabeln wird vor allem durch die rasante Verbreitung des Internets im privaten und beruflichen Alltag des Menschen bestimmt. Mit dem Aufkommen der Satellitentechnik schienen jedoch die Tage von Überseedatenkabeln gezählt. Doch durch die Entwicklung moderner Glasfaserkabel verlieren Satelliten im Bereich der Telekommunikation immer mehr an Bedeutung. Die Vorteile der Glasfaserkabel liegen auf der Hand: Daten werden direkt verschickt und müssen nicht, wie bei Satelliten, 40000 Kilometer zurücklegen, bevor sie über die gleiche Distanz zur Erde zurückgeschickt werden. Diese direkte Verbindung führt zu einer unmerklichen Zeitverzögerung von nur einer 1/30 Sekunde. Ein weiterer Vorteil ist die höhere Zuverlässigkeit, da atmosphärische Störungen unbedeutend sind. Dazu kommt eine höhere Wirtschaftlichkeit durch günstigere Installations- und Instandhaltungskosten. Auch die Senkung der Strahlenbelastung, die durch Satelliten auftritt, spielt eine Rolle, die den Einsatz von Glasfaserkabeln noch mehr befürwortet.

Stromkabel

Stromkabel werden heutzutage im Nordseeraum vor aus zwei gründen verlegt: Für den Austausch von Energie zwischen verschiedenen Ländern und für den Energietransport von offshore-Windkraft-Anlagen an Land.

Stromtransport von offshore-Windanlagen an Land

Deutschland ist eines der weltweit führenden Länder in der Gewinnung von alternativen Energien. Hierzu gehört auch die Windenergie (siehe Link). Aus Gründen der Umweltverträglichkeit und zur unabhängigeren Energiegewinnung von fossilen Brennstoffen, die immer teurer werden, ist es wichtig alternative Energien und neue Verfahren zu ihrer Gewinnung zu entwickeln. In der Windenergie bestehen neue Wege darin großflächige Windparks auf dem offenen Meer zu errichten, da die möglichen Standpunkte auf dem Festland begrenzt und größten teils schon belegt sind. Auf dem offenen Meer ergeben sich ganz neue Dimensionen der Windenergiegewinnung.

Um die Gewonnene Energie ans Festland zu befördern werden Hochspannungsseekabel benötigt. Die Windparkgrößen werden bis 1000 MW vorgesehen, was eine Kabelleistungen bis 400 KV erfordert. Ohne diese Kabel sind offshore-Windparks nutzlos.

 

Vernetzung von Ländern 

In einem zusammenwachsenden Europa wachsen auch die Energiemärkte zusammen. Als Vorteile von gemeinsamen Stromnetzen wird zum Beispiel die wirtschaftlichere Fahrweise von Kraftwerken genannt. Da der Stromverbrauch der Haushalte zu verschiedenen Tageszeiten sehr stark schwankt, es aber unwirtschaftlich ist, einzelne Kraftwerke für einige Stunden abzuschalten kann ein Energieaustausch zwischen den Ländern Energiemangel und Überkapazitäten ausgleichen.  Damit soll durch Seekabel gleichzeitig ein stabiler Netzbetrieb gewährleistet werden.

(Quelle: Zuhr, 1995)
 

2.2. 

Konflikte

Bei der Planung von Seekabeln müssen weitere Nutzungen der See bzw. der Küstengewässer mit berücksichtigt werden. Die Abstimmung von Kabeltrassen mit Naturschutzgebieten, Fischgründen, Schifffahrtsrouten, offshore Windparks und Öl- und Gasplattformen ist eine diffizile Angelegenheit. Die wichtigsten Konflikte, mit denen Planer konfrontiert sind, haben wir hier aufgeführt:

Ausgewiesene Flächen, die eine gerade Trassenführung verhindern, müssen generell umgangen werden. Dazu gehören feste Installationen wie Plattformen und Windparks, aber auch Schiffahrtswege, Sedimententnahmegebiete und geschützte Flächen. Die deutsche AWZ ist nicht besonders groß, und viele Aktivitäten finden bereits statt. Daher ist es nicht einfach, geeignete Trassen zu finden.

Fischerei und Schifffahrt gefährden den Betrieb von Seekabeln, da Bodenschleppnetze und Anker die Kabel anheben und beschädigen können. Auch wenn Kabel bei der Verlegung üblicherweise eingespült werden, kommt es doch vor, dass Strömungen und Wellen den Sand wegspülen, sodass das Kabel frei liegt. Um die Kabel vor unbeabsichtigten Haverien mit Fischernetzen und Ankern zu schützen, wird um jedes Kabel ein Fisch- und Ankerverbot erlassen. Fischer erhalten zusätzlich eine Karte, in welcher der Verlauf der Kabel ersichtlich ist. Dennoch kommt es immer wieder zu Kabelschäden durch Grundnetze, da die Navigation nicht immer ganz leicht ist. Außerdem ist der tatsächliche Verlauf der Kabel, besonders nach Reparaturarbeiten, oft nicht mehr derselbe, wie der in der Karte eingezeichnete. So wurden in den 60er und 70er Jahren allein in der Nordsee mehr als hundert Kabelschäden durch Travelgeschirr verursacht („Catch fish, not cables“).

Auch mit dem Naturschutz treten Konflikte auf. Hierauf geht das Kapitel 3 näher ein.

 

3. 

Naturschutzperspektive

 

 

Das Verlegen und auch das Reparieren von Seekabeln sind bedeutsame Eingriffe in die Umwelt, denn der Meeresboden mitsamt der darin lebenden Tiere und Pflanzen wird dabei stark aufgewühlt und setzt sich an anderer Stelle wieder ab. Schäden ganz anderer Art können durch den Betrieb von Kabeln entstehen, wobei Stromkabel im Vergleichzu Datenkabeln wesentlich umstrittener sind.

Da aktuell ein massiver Ausbau der offshore-Windenergiegewinnung geplant wird, werden Starkstromkabel derzeit besonders intensiv diskutiert. Naturschützer sind dabei hin- und hergerissen zwischen der Befürwortung und der Ablehnung solcher Seekabel, da mit diesen Kablen "Grüne Energie" (nämlich Windenergie) transportiert wird.

In diesem Kapitel gehen wir allgemein auf die Auswirkungen von Seekabelverlegung und -betrieb ein. Zum Schluss beschreiben wir zwei Seekabelprojekte aus dem Wattenmeer, in denen der Konflikt zwischen Naturschützern und Kabelbetreibern beispielhaft verdeutlicht wird.

 

 

3.1. 

Verlegung & Reparatur

Seekabel werden - besonders im Küstenbereich - einen bis mehrere Meter tief in den Meeresboden eingespült. Dabei wird der Meeresboden mitsamt der darin lebenden Tiere quasi "umgepflügt". Die Auswirkungen dieses Umpflügens sind fast genauso stark wie beim Sand- oder Kiesabbau (SRU 2004). Beim Abbau wurde festgestellt, dass die Tierbiomasse an einzelnen Entnahmestellen auf ein Fünftel zurück ging (OSPAR 2000). Wie schnell so ein Gebiet wieder normal besiedelt ist, hängt von der Lage, der Jahreszeit und vielen anderen Faktoren ab. Die Tiere können bereits nach einem Monat wieder zurück gekehrt sein, manchmal dauert es aber auch bis zu zehn Jahren! (OSPAR 2000). Die Lärmbelastung bei diesem Einspülvorgang kann ebenfalls belastend für die Meeresbewohner sein.

 

Zusatzinfo Link Sand & Kies

Auch bei der Reparatur beschädigter Seekabel ist die Lärmbelastung und das erneute umpflügen des Meeresbodens zu betrachten. Zusätzlich könnte man den ökologischen und ökonomischen Aspekt der konstanten Bereithaltung der Reparaturschiffe und deren Besatzung in das Blickfeld des Verbrauchers ziehen. Allein diese Bereitschaft verschlingt jährlich Millionen (Quelle 3 und 1).

Leckerer Kabelsalat - Probleme bei der Kabelverlegung

Bei der Verlegung eines Glasfaserkabels des Betreibers AT&T von Teneriffa nach Gran Canaria in 500 m Tiefe kam es zu einem unerwarteten Zwischenfall: Heimische Haie machten sich über das Kabel her. Bei der Reparatur dieses Kabels fand die Reparaturmannschaft mehr als 50 Haizähne, welche das Kabel so weit zerstört hatten, dass es nutzlos auf dem Meeresboden in 2700 m Tiefe zum Liegen kam. Die Haie wurden aufgrund eines durch Wechselstrom erzeugten elektrischen Feldes zur Attacke animiert. Daraufhin wurden haisichere Kabelummantelungen entwickelt (Hermel 2001).

Diese Anekdote bringt uns sogleich zu einer weiteren Problematik von Seekabeln: Den Auswirkungen elektro-magnetische Felder auf die Umwelt.

 

3.2. 

Magnet-Elektro-Felder

Um elektrische Leitungen, durch die ein Strom fließt, bilden sich magnetische bzw. elektromagnetische Felder (siehe auch Zusatzinfo am Rande). Solche Felder können in unmittelbarer Kabelnähe sehr stark sein. Die in den Kabeln auftretenden elektrischen und magnetischen Felder haben auf den Menschen keine direkten Auswirkungen. Es stellt sich  allerdings die Frage, ob die Leitungen über Elektromagnetische Felder die Lebewelt des Meeres negativ beeinflussen.

Wie stark sind die magnetischen Felder von Seekabeln?


Glasfaserkabel zur Datenübertragung erzeugen verhältnismäßig schwache magnetische Felder, dennoch lassen sich beispielsweise Haie von diesen schwachen Feldern anziehen und irritieren (siehe 3.1 Verlegung). Von HGÜ-Kabeln zur Stromübertragung gehen wesentlich stärkere Magnetfelder aus. Je weiter man von dem Kabel weg ist, desto schwächer wird das Magnetfeld. Das natürlich Magnetfeld der Erde ist im Nordseebereich ungefähr 50 Mikroteslar (µT) stark. Zum Vergleich hier ein Beispiel für das Magnetfeld eines Kupferkabels mit einem Durchmesser von 11,7 cm, durch das ein Strom von 1600 Ampère geleitet wird. Das Magnetfeld

 

Entfernung vom Kabel Stärke des Magnetfeldes in Mikrotesla
20 cm
1200
1 m
320
10 m
50
64 m
5

Dieses Feld tritt auch auf, wenn das Kabel vorschriftsgemäß (mindestens 1 m oder mehr) in den Boden versenkt wurde. Tiere, die sich in einer Entfernung von weniger als 10 m zum Kabel aufhalten, werden also in diesem Falle einem deutlich stärkeren Feld ausgesetzt als das natürliche Magnetfeld der Erde.

 

 

 

Stören Seekabel den Orientierungssinn der Meerestiere?

Das natürliche Magnetfeld der Erde dient verschiedenen Lebewesen zur Orientierung. Es besteht also die Befürchtung, dass künstlich erzeugte Magnetfelder im Meer die Navigation ziehender Meeresbewohner beeinträchtigen könnten.

 

Wissenschaftlich belegt ist die Orientierung von Fischen am Magnetfeld der Erde. Sie greifen es gewissermaßen ab und ändern ihr Verhalten schon bei den natürlichen Schwankungen. Bekannt sind hierzu Untersuchungen mit Aalen im Schwimmkanal. Dabei wurden zwei grundsätzliche Feststellungen gemacht: Zum einen überquerten weniger Fische ein künstliches Feld, je stärker dieses ist. Zum anderen änderten sie ihre natürliche Schwimmrichtung. Die Studie der Universität Oslo geht außerdem davon aus, dass vor allem Haie und Rochen (Elasmobranchier) durch solche magnetischen Felder irritiert werden können. Daten über die Beeinflussung von wirbellosen Meeresbewohnern waren der Universität Oslo nicht bekannt, sie gehen jedoch davon aus, dass für Krebstiere eine Beeinflussungsgefahr besteht, da verschiedene Tests bereits gezeigt haben, dass Meereskrebstiere auf bereits schwache Magnetfelder reagieren. Vögel, Fische und Meeressäuger, welche sich in den höheren Gewässern aufhalten, werden durch die Felder nicht beeinträchtigt. (Quelle: Poléo & Harboe 1996)

Bei Untersuchungen an einem Seekabel in Schweden wurde seltsames festgestellt: Fisch, die direkt über einem Kabel schwammen, setzten ihre Reise zwar in der gleichen Richrung fort, aber um einige Meter zur Seite versetzt.

Es bleibt zu berücksichtigen, dass das Magnetfeld der Erde natürlich nur eine von mehreren Orientierungsmöglichkeiten für Meeressäuger und Fische ist. So wird die Umwelt auch chemisch, akustisch, physikalisch und visuell wahrgenommen, d.h. durch "Riechen", Hören, Fühlen und Sehen.

 

3.3. 

Auswirkung von Elektrolyseproduktion

Da HGÜ-Verbindungen als Monopole (einteiliges Kabel, das das Meerwasser als Rückleiter benutzt) eingesetzt werden, besteht die Rückleitung des Stroms aus Ionen, die sich in die Richtung der Elektrode durch das Meerwasser bewegen. Diese Ionen reagieren zusammen mit Wassermolekülen und gelöstem Sauerstoff elektrochemisch mit den Elektroden. Dies führt zur Bildung von verschiedenen Elektrolyseprodukten. Die Reaktionsprodukte können Auswirkungen auf die Tierwelt des Meeres haben, die im nachfolgenden Text erläutert werden sollen.

 

Elektrolyseprodukte an der Kathode:

An der Kathode werden verschiedene Stoffe erzeugt. Wasserstoffgas und die Hydroxide von Kalzium und Magnesium. Die Hydroxide sind im Meerwasser sehr schlecht löslich, sodass sie direkt auf der Kathode oder in deren unmittelbaren Nähe ausfällen. Wasserstoffgas ist nicht toxisch. Die Elektrolyseprodukte an der Kathode sind demnach unschädlich und haben keinen Einfluss auf die Tier- und Pflanzenwelt.

  Zum Lesen

Elektrolyseprodukte an der Anode:

An der Anode entstehen eine Reihe toxischer primärer und sekundärer Elektolyseprodukte (insbesondere Chlor, Hypochlorit, Chloroform, Bromoform und andere organische Halogenverbindungen).

Die Verbindungen haben von Art zu Art sehr unterschiedliche Toxitäten. Die Toxizität wird bestimmt durch die Menge des Chlors, das gelöst im Wasser zurückbleibt. Diese Menge wird Restchlor genannt. Da Chlor in viele andere Verbindungen umgewandelt wird, die selbst toxisch sind, ist es am sinnvollsten, die Auswirkungen der Restchlorkonzentration zu untersuchen. Es ist belegt, dass Chlor und dessen Reaktionsprodukte toxisch auf Algen, Fische und die meisten im Meer lebenden wirbellosen Tiere wirkt (Quelle?).

Die geringste Restchlorkonzentration, bei der negative Auswirkungen auftreten, liegt bei 0,01 mg/l (Quelle?). Es wurde berichtet, dass eine Forelle (Salmo trutta) bei 0,001 mg Restchlor pro Liter Meidungsreaktionen zeigt (Quelle?). Durch diese Vermeidungsreaktion lässt sich vermuten, dass Fische durch die Elektrode wenig beeinflusst sind. Bei Seevögeln und Meeressäugern entstehen keine bekannten negativen Auswirkungen. Sie scheinen das toxische Meerwasser besser zu vertragen, da sie vom Gasaustausch unabhängig sind. So sind lediglich Auswirkungen auf sesshafte und wenig bewegliche Wirbellose im Bereich der Elektrode denkbar.

Als Maßnahme zur Linderung möglicher negativer Auswirkungen wird dringend empfohlen, die Konzentration von Restchlor so weit wie möglich zu reduzieren. Eine wirksame Methode besteht darin, die Anode dort aufzustellen, wo der Wasseraustausch so groß wie möglich ist, also in Gebieten mit starker Strömung.

(Poléo & Harboe 1996).

 

3.4. 

Wärme

HGÜ-Kabel erzeugen neben den magnetischen und elektrischen Feldern auch Wärme. Die Leitertemperatur eines solchen Kabels kann unter voller Belastung 50°C erreichen. Da die Kabel meist eingespült werden, ist am Meeresgrund über dem Kabel noch ein Temperaturunterschied von 2-3 °C festzustellen. Solche dauerhaften Temperaturveränderungen könnten zu einer Veränderung der Artzusammensetzung der Tier- und Pflanzengemeinschaft in der Nähe des Kabels führen.

 

3.5. 

Seekabel in der Nordsee bzw. im Wattenmeer

Naturschützer beklagen schlechte Abstimmung

Die deutsche Nordseeküste hat in Bezug auf die Anlandungen von Seekabeln eine Besonderheit: Sie ist fast vollständig als Nationalpark ausgewiesen. Ausgespart sind nur die Zufahrten zu den großen Flüssen Elbe, Weser und Ems. Deshalb kommt es bei Planvorhaben für Seekabel regelmäßig zu Auseinandersetzungen zwischen den Kabelbetreibern und Vertretern des Naturschutzes.

Planvorhaben in den Nationalparken müssen von den Ländern (welche Stellen?) genehmigt werden. Allerdings fordert das Gesetz (prüfen, welches!), bei baulichen Maßnahmen (prüfen) im Nationalpark die jeweiligen betreuenden Umweltverbände im Vorfeld zu konsultieren. Oftmals geschieht dies jedoch erst zu kurzfristig, wie beispielsweise im Falle des Projektes „AC1“.

Dabei handelte es sich um die Verlegung eines Glasfaserkabels von New York nach Sylt und weiter nach Großbritannien. Am 11. August 1997 lud die Firma die beteiligten Naturschutzverbände zu einer Konsultation ein. Zwei mögliche Anlandungspunkte standen zu diesem Zeitpunkt zur Diskussion, während die Trasse weitestgehen feststand. Die landseitigen Bauarbeiten sollten bereits im November 1997 durchgeführt werden, und das Genehmigungsverfahren stand noch aus. Dieses Beispiel macht deutlich, dass eine sachgemäße Prüfung durch den Naturschutz und gegebenenfalls eine Veränderung des Planvorhabens aus zeitlichen Gründen gar nicht möglich, eventuell von der Firma auch gar nicht erwünscht war.

Bereits seit Mitte der 1990er Jahre fordern Umweltverbände aus der Region, derartige Projekte frühzeitig mit Vertretern der Kabelbetreiber, der Fischerei, der Schiffahrt und des Naturschutzes gemeinsam an einem Tisch zu besprechen. Als Ziel solcher Konsultationen nennen sie die abgestimmte Planung von naturverträglichen Kabeltrassen.

Naturschützer fordern insbesondere:

Beispiel: Viking-Kabel

Im Falle des Viking-Kabels war der Widerstand der lokalen Naturschützer des Wattenmeeres so groß, dass das Projekt gekippt wurde. Das knapp 600 km lange doppelte HGÜ-Kabel (600 MW Leistung) sollte von Brunsbüttel über das Dithmarscher Watt nach Norwegen führen und Überkapazitäten aus norwegischen Wasserkraftwerken nach Deutschland leiten. Etwa 25 km des Kabels sollten im Nationalparkgebiet verlegt werden, wobei mehrere Kernzonen durchquert werden sollten. In der südlichsten der Kernzonen sammeln sich alljährlich bis zu 200.000 Brandgänse zur Mauser. Im Mai 2000 wurde der Antrag für die Trasse eingereicht, und im Oktober bat man örtliche Naturschutzvertreter um eine Stellungnahme. Die Verbände forderten u.a. die Untersuchung alternativer Anlandungspunkte (Cuxhafen oder Schillig bei Wilhelmshaven) und alternativer Trassen (Fahrwasser der Elbe, Nationalparkumgehung oder kürzere Nationalparkquerung), eine enge Verlegung der beiden Kabel zur Minimierung der elektro-magnetischen Felder und eine Kopplung des Vorhabens mit anderen Kabelprojekten. Während die Verknüpfung des Viking-Kabels mit dem offshore Windkraft-Vorhaben Helgoland prinzipiell als machbar betrachtet wurde, wurden alle vorgeschlagenen Alternativen zu Anlandungsort und Trasse von dem Energie-Konsortium abgelehnt. Die Naturschützer stimmten dem Projekt folglich nicht zu.

Dennoch wurde es im August 2001 von der Landesregierung genehmigt, woraufhin einige der Naturschutzverbände gegen das Umweltminsterium SH klagten. Dem Ministerium wurde vorgeworfen, keine Prüfung des Schutzstatus nach EU-Recht (Vogelschutzrichtlinie, Flora-Fauna-Habitat-Richtlinie) vorgenommen zu haben. Das Gericht gab den Klägern recht, woraufhin die Genehmigung zurückgezogen und das Bauprojekt gestoppt wurde. Für die Schützer des Wattenmeeres war dies ein großer Erfolg. Für die Zukunft wäre es wünschenswert, derartige Vorhaben schon vor dem Antragsverfahren mit allen Beteiligten - den Betreibern, den Behörden, den Naturschützern - zu besprechen, um die für alle beste Lösung herauszufinden.

 

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Quellen

1. Poléo, A. B.S. & M. Harboe ((1996): "Hochspannungs-Gleichstrom Übertragung (HGÜ) - Seekabel und Unterwasserelektroden: Auswirkungen auf die Tierwelt des Meeres". Biologisches Institut der Universität Oslo. Literaturstudie

2. Zuhr, Gerhard (1995): in Heise, G. & G.A. Becker (Hrsg.): Aktuelle Probleme der Meeresumwelt. Vortraege des 4. Internationalen Wissenschaftlichen Symposiums, 31. Mai/1. Juni 1994 in Hamburg,   Deutsche Hydrographische Zeitschrift. Supplemente, Nr. 2, S. 0946-2015, Bundesamt für Seeschiffahrt und Hydrographie, 249 Seiten

3. Hermel (2001): "Kabelsalat quer durch Schelf und Tiefsee". Waterkant 1-01, Seite 14-16

4. Kowalski, Sebastian (2001): "Seekabel", ZDL Umweltbehörde HH 9/0: Faktenkarte. Schutzstation Wattenmeer. Internes Informationsmaterial.

5. www.de.wikipedia.org/wiki/Koaxial

6. Gee, K., A. Kannen, K. Licht-Eggert (2006): Raumordnerische Bestandsaufnahme für die deutschen Küsten- und Meeresbereiche, Berichte, Forschungs- und Technologiezentrum Westküste d. Univ. Kiel, Nr. 38, 161 Seiten, Büsum 2006, ISSN 0940-9475

7. PB Power (2006): persönliche Mitteilung von Thomas McKay, Sustainable Energy Planner, PB Power, Newcastle upon Thyne (12.12.2006) 

 

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Zu Autoren und Projekt

Das vorliegende Themenmodul ist Ergebnis des Projektes Wer, Wie, Watt? - Ein online Informationssystem zu Nutzungen und Schutz im Wattenmeer.

Im Zeitraum von Oktober 2006 bis Mai 2007 arbeiteten im Rahmen des Projektes 42 Zivildienstleistende verschiedener Umweltinstitutionen Schleswig-Holsteins und Niedersachsens an der Infoplattform. Ziel ist es, über verschiedene Nutzungen des Wattenmeers und daraus erwachsenden Konflikte aufzuklären.

Das Infosystem wird auch künftig zur Dokumentation von Projektarbeiten an der Schutzstation Wattenmeer dienen. Projektarbeiten können im Rahmen der Ausbildung von Zivildienstleistenden, Teilnehmerinnen des Freiwilligen Ökologischen Jahres oder auch im Rahmen des Studiums angefertigt werden. Die im Naturschutz Engagiertebekommen so die Gelegenheit, die von ihnen zusammen getragenen Informationen einem breiten Publikum zugänglich zu machen.

Dieses Modul wurde erstellt von Jonas Tesfaegzi & Silvan Weisser, NABU Wallnau.
  WWW-Link
 

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Impressum & Kontakt

Website:

www.ikzm-d.de/werwiewatt

 

Rahmen:

Das online Infosystem Wer, Wie, Watt? dient seit Herbst 2006 zur Dokumentation der Projektarbeiten von Zivildienstleistenden, FÖJ-TeilnehmerInnen, PraktikantInnen und weiteren bei dem gemeinnützigen Verein Naturschutzgesellschaft Schutzstation Wattenmeer e.V. Engagierten. Projekte können zum Beispiel Teil von Ausbildungsseminaren oder Studium sein. Die erste Version des Infosystems wurde von Zivildienstleistenden des Jahrganges 2006/2007 im Rahmen eines Kooperationsprojektes der gemeinnützigen Vereine EUCC-Deutschland und Schutzstation Wattenmeer erstellt.

 

Inhalt:

 

 

 

Träger:

Einführung in die wesentlichen menschlichen Nutzungen und Einflüsse auf das Wattenmeer sowie Betrachtung von Konflikten, die sich aus den unterschiedlichen Perspektiven der Naturschützer und der Nutzer ergeben.

 

Das Infosystem Wer, Wie, Watt? wird angeboten von den Vereinen Naturschutzgesellschaft Wattenmeer e.V. und EUCC-Die Küsten Union Deutschland. Die Schutzstation Wattenmeer bildet im Auftrag des Landes Schleswig-Holstein Zivildienstleistende (ZDL) aus dem Naturschutz aus. Die EUCC-Deutschland setzt sich mit Aktivitäten im Bereich der Küstenbildung, der Informationsverbreitung und der Netzwerkarbeit für die nachhaltige Entwicklung der deutschen Küsten ein. Sie hat im Rahmen des Projektes das online-Werkzeug IKZM-D-Lernen bereit gestellt und sich an der Betreuung der ZDL beteiligt.

Gewähr/ Haftung:

Bei der Erstellung der Informationsmodule wurde große Sorgfalt geübt. Da es sich bei dem Infosystem um die Dokumentation der Projektarbeit von ZDL handelt, übernehmen die Träger für Aktualität und Richtigkeit der Inhalte keine Gewähr. Bei der Einstellung der Links waren uns keine unsittlichen und unseriösen Inhalte der verlinkten Seiten bekannt. Sollte Ihnen eine verlinkte Seite unseriös erscheinen, weisen Sie uns bitte darauf hin.

Urheber- und Kennzeichnungsrecht:

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Kontakt:

EUCC-Die Küsten Union Deutschland e.V.: eucc [@] eucc-d.de

Naturschutzgesellschaft Schutzstation Wattenmeer e.V.: r.borcherding [@] schutzstation-wattenmeer.de