Ausbau der Stromnetze

Neu zu errichtende und zu ändernde Höchstspannungsfreileitungen sind grundsätzlich so zu errichten und zu betreiben, dass die Grenzwerte der 26. Bundesimmissionsschutzverordnung (BImSchV) aus dem Jahr 1997 für Niederfrequenzanlagen eingehalten werden. Die Verordnung wurde am 14. August 2013 novelliert. In ihrem Einwirkungsbereich auf Gebäude oder Grundstücke, die zum nicht nur vorübergehenden Aufenthalt von Menschen bestimmt sind, sind bei höchster betrieblicher Anlagenauslastung und unter Berücksichtigung von Immissionen durch andere Niederfrequenzanlagen die Grenzwerte der elektrischen Feldstärke und magnetischen Flussdichte einzuhalten. Niederfrequenzanlagen mit einer Frequenz von 50 Hertz, darunter fallen Anlagen zur Stromversorgung, dürfen die Hälfte des Grenzwertes der magnetischen Flussdichte nicht überschreiten. Dabei gilt im Bereich von Hochspannungsleitungen ein Grenzwert von 100 Mikrotesla.

Mit der Novellierung der 26. Bundesimmissionsschutz-Verordnung wurde die Gleichstromübertragung in die Grenzwertregelung mit aufgenommen. Ebenso fallen der Digitalfunk der Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgabe künftig unter die Grenzwertanforderungen der Verordnung.

Die Errichtung, Betrieb und Änderung von Hoch- und Höchstspannungsfreileitungen unterliegt der raumordnerischen Prüfung, dem Raumordnungsverfahren als auch der vorhabenbezogenen Genehmigung, dem Planfeststellungsverfahren. Das Planfeststellungsverfahren erfolgt nach dem Gesetz über die Elektrizitäts- und Gasversorgung, Energiewirtschaftsgesetz, (EnWG)  über das Energieleitungsausbaugesetz (EnLAG).

Aktuell besteht nach der 26. Bundesimmissionsschutzverordnung ein Rechtsanspruch der Anwohnerinnen und Anwohner, beziehungsweise der Stadt Köln als Träger öffentlicher Belange auf die gesetzlichen Grenzwerte. Dies bedeutet, gerichtlich oder ordnungsbehördlich kann nur die Einhaltung dieser Werte durchgesetzt werden. Der städtische Vorsorgewert von 1 Mikrotesla ist eine Empfehlung.

Für eine erfolgreiche Energiewende ist der schnelle Ausbau des Leitungsnetzes erforderlich. Als vorherrschende Technik zur Stromübertragung auf Hoch- und Höchstspannungsebene werden bevorzugt Freileitungen eingesetzt.

Das Stromnetz in Deutschland wird seit Anfang des 20. Jahrhunderts mit Wechselstrom betrieben. Wechselstrom hat eine Frequenz von 50 Hertz. Er ändert regelmäßig, 100 mal pro Sekunde seine Fließrichtung. Dies führt zu Energieverlusten.

Mittelspannungsnetze von 1 bis zu 60 Kilovolt dienen der örtlichen Verteilung und Versorgung größerer Betriebe. Höchstspannungsnetze bis 110 Kilovolt werden zur regionalen Verteilung und auch zur Versorgung der Großindustrie genutzt. Große Strommengen werden über Freileitungen mit 220 bis 380 Kilovolt im Höchstspannungsnetz überregional von Großkraftwerken über lange Strecken bis in die Städte und Ballungsgebiete verteilt. Mit diesem Verbundnetz ist auch die Verbindung zu den Netzen der europäischen Nachbarländern gegeben.

Effizienter werden Hochspannungsnetze mit Gleichstrom betrieben. Diese moderne Technologie spart im Vergleich zur Wechselstromtechnik Energieverluste von 30 bis 50 Prozent ein. Vorwiegend als Seekabel für den Stromtransport über große Entfernungen werden Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Leitungen genutzt. Die HGÜ-Leitungen können den Netzausbau auf längeren Transportstrecken unterstützen, für die Vernetzung sind sie nicht geeignet. Durch die Übertragung von Gleichstrom entsteht ein statisches magnetisches Feld. Nach derzeitigem Wissensstand sind biologische Effekte von statischen Feldern nicht unter einigen 100 Millitesla zu erwarten.

Im Wechselstromnetz auf dem Festland erfolgt der Transport großer Strommengen fast ausschließlich über Freileitungen. Technisch alternative Transportmöglichkeiten bieten Erdkabel und gasisolierte Rohrleiter (GIL). 

Freileitungen

Mit Freileitungen wird elektrische Energie mit hohen elektrischen Spannungen (60 Kilovolt bis zu Höchstspannungen von 1 Megavolt) über große Entfernungen übertragen. Die angesetzte Spannung ist dabei abhängig von der übertragenen Leistung und der Länge der Kabel. Durch eine optimierte Anordnung der Leiterseile und eine Optimierung der Phasenleiterströme lässt sich die Exposition des elektrischen Feldes und des Magnetfeldes reduzieren.

Erdkabel

Erdkabel werden überwiegend für kurze Stromübertragungen von einigen Kilometern bis zu 100 Kilometern im Bereich der Nieder- und Mittelspannung (230 bis 400 Volt) eingesetzt. In Ballungsgebieten mit enger Bebauung und hoher Lastdichte gibt es einen bedeutenden Anteil an Erdkabeln. Der geringe Abstand der insgesamt drei Phasenleiter führt zu einer guten Kompensation der Magnetfelder.

Gasisolierte Rohrleitungen

Bei gasisolierten Rohrleitern wird die eigentliche Energieübertragung mit einem Rohrleiter betrieben. Diesen umgibt ein Schutzrohr, das mit Isoliergas gefüllt ist. Gasisolierte Rohrleiter sind für höhere Spannungen und Übertragungsleistung geeignet. Sie stellen einen Sonderfall dar. Diese Technik wird nur in besonderen Fällen auf sehr kurzen Strecken, vorwiegend in Tunnelanlagen, eingesetzt.

Die drei unterschiedlichen Techniken haben Vor- und Nachteile, die im Entscheidungsprozeß abzuwägen sind. So sind die Umweltbelastungen während der Bauphase durch Erdarbeiten, Zu- und Abfahrten sowie großflächige Eingriffe in die ökologische Bodenstruktur bei Kabel oder gasisolierten Rohrleitungen deutlich höher als bei der Errichtung von Freileitungen. In die Bewertung der Landschaftsbeeinträchtigung sind auch die Nutzungsmöglichkeiten der einzelnen Trassen einzubeziehen. Freileitungstrassen können mit Ausnahme der Mastaustrittsflächen auch landwirtschaftliche genutzt werden und behalten somit ihre ökologische und ökonomische Funktion bei. In Industriegebieten können Freileitungstrassen auch bebaut werden. Kabeltrassen und gasisolierte Rohrleitungen dürfen nicht mit tief wurzelnden Sträuchern oder Bäumen bepflanzt werden. Aus Gründen der Störfallbeseitigung dürfen Kabeltrassen auch nicht bebaut werden und müssen für schwere Baufahrzeuge, wie Bagger zugängig sein. Durch die thermische Erwärmung der Kabel ist mit einer teilweisen Bodenaustrocknung zu rechnen, diese kann zu einer Störung des ökologischen Bodengleichgewichts führen. In Gebieten mit hohem Wasserstand kommt es durch den Graben zu einer Dränage Wirkung, so dass während der Bauzeit Wasserhaltung erforderlich ist. Gesundheitliche Auswirkungen im Vergleich zwischen Freileitungen und Erdkabel: Das von einer Freileitung erzeugte Magnetfeld sinkt erst in einem Abstand von 45 Metern Entfernung zur Trassenmitte auf einen Wert von 1 Mikrotesla. Bei einem Erdkabel wird dieser Wert bereits in einem Abstand von etwa 6 Meter zur Trassenmitte erreicht. Unmittelbar über der Erdleitung ist ein deutlich höheres Magnetfeld vorhanden, als in der Trassenmitte der Freileitung. Je nach Trassenart und Stromlast können die Werte variieren.

Tabelle: Vergleich von Freileitungen, Erdkabel und gasisolierten Rohrleitungen

Bei der Grenzwertempfehlung der internationalen Strahlenkommission ICNIRP sind ausschließlich Effekte mit unmittelbar spürbaren Folgen berücksichtigt. An diese Empfehlungen hat sich der bundesdeutsche Gesetzgeber wortgetreu angelehnt. In der novellierten 26. Verordnung des Bundes-Immissionsschutzgesetz wurde als Anforderung für die Vorsorge aufgenommen, dass beim Bau neuer Stromtrassen künftig die Überspannung von Wohngebäuden untersagt werden soll. Beim Ausbau der Stromnetze sind die elektrischen und magnetischen Felder zu minimieren.

Bei der Grenzwertempfehlung der internationalen Strahlenkommission ICNIRP sind ausschließlich Effekte mit unmittelbar spürbaren Folgen berücksichtigt. An diese Empfehlung hat sich der bundesdeutsche Gesetzgeber wortgetreu angelehnt. In der novellierten 26. Bundes-Imissionsschutzverordnung wurde als Vorsorgeanforderung aufgenommen, dass beim Bau neuer Stromtrassen künftig die Überspannung von Wohngebäuden untersagt werden soll. Beim Ausbau der Stromnetze sind die elektrischen und magnetischen Felder zu minimieren. Gesundheitliche Auswirkungen…Die in der Wissenschaft diskutierten und untersuchten Langzeitwirkungen von elektromagnetischen Feldern und ihre Auswirkungen auf elektronische Implantate finden in den gesetzlichen Regelungen des Bundes nur bedingt Berücksichtigung. Verschiedene epidemiologische Studien zeigen auf, dass bereits bei der magnetischen Flussdichte von 0,3 bis 0,4 Mikrotesla das Risiko erhöht ist an Kinderleukämie zu erkranken. Diese Studien konnten aufgrund des fehlenden Nachweises des Wirkungsmechanismus bisher wissenschaftlich nicht bestätigt werden. Die Hinweise reichen jedoch aus, dass die Internationale Agentur für Krebsforschung IARC niederfrequente magnetische Felder als krebserzeugend einstuft.

Der Arbeitskreis „Elektromagnetische Strahlung“ der Länderarbeitsgemeinschaft Immissionsschutz LAI und die Strahlenschutzkommission SSK empfehlen im Sinne der Vorsorge die Immissionen durch eine geeignete Wahl des Standortes weit möglichst zu reduzieren. Die Stadt Köln hat in Anlehnung an diese Empfehlung einen Vorsorgewert für das Magnetfeld von 1 Mikrotesla festgelegt. Dieser städtische Vorsorgewert entspricht einem Hundertstel des Grenzwertes, was einer üblichen Bewertungspraxis im Bereich der Luftschadstoffe darstellt. In Bereichen, in denen sich Menschen dauerhaft aufhalten, soll ein Wert von 1 Mikrotesla für die magnetische Flussdichte nicht überschritten werden. In der Medizin werden zunehmend elektronische Implantate, wie etwa Herzschrittmacher oder auch Insulinpumpen eingesetzt. Ein vorbeugender Umgang mit dem Einfluss von elektromagnetischen Feldern ist nötig, zumal elektronische Implantate auch unterhalb der Grenzwerte durch elektrische und magnetische Felder beeinflusst werden. Dadurch hervorgerufene Störungen des Implantats können im Einzelfall zu lebensbedrohlichen Situationen führen.

Bei der Beschleunigung des Netzausbaus werden in der Regel ausschließlich die gesetzlich notwendigen Vorgaben berücksichtigt. Wegen der noch bestehenden Unsicherheit hinsichtlich der Wirkung auf die menschliche Gesundheit, ist jedoch eine Bewertung der elektromagnetischen Felder unterhalb der Gefahrenschwelle mit einem angemessenen Vorsorgeanspruch notwendig. Da es sich beim Ausbau oder der Änderung von Stromtrassen um eine dauerhafte Exposition handelt, sind unter Vorsorgegesichtspunkten alle Maßnahmen der Minimierung zu ergreifen. So ist für sensible Nutzungen wie Wohnen, Kindertagesstätten, Schulen, Seniorenheime, Krankenhäuser, Spiel- und Bolzplätze ein städtischer Vorsorgewert von 1 Mikrotesla für die magnetische Flussdichte sicherzustellen.

Um den Vorsorgewert von 1 Mikrotesla einzuhalten, sind folgende Abstandsempfehlungen für Höchstspannungsleitungen zu sensiblen Nutzung einzuhalten:

Tabelle 2: Schutzabstände für Höchstspannungsleitungen

Sollten die Abstände unterschritten werden, können die Leiterseile technisch verbessert und damit die Magnetfeldbelastung reduziert werden. Wird weiterhin der Vorsorgewert von 1 Mikrotesla für die Magnetfeldbelastung überschritten, sind in den Teilabschnitten, die in unmittelbarer Nähe zu sensiblen Nutzungen liegen, Erdkabel zu verlegen.

Fazit: Die Stadt Köln wirkt im Rahmen ihrer Planungshoheit darauf hin, dass diese Vorsorgewerte eingehalten werden. In Genehmigungsverfahren Dritter wird die Stadt Köln als Trägerin öffentlicher Belange auf die Einhaltung der Vorsorgewerte drängen. Dabei wird kommuniziert, dass die städtischen Forderungen über den gesetzlichen Standard hinaus gehen.

Bei Fragen können Sie sich gerne an folgende Ansprechpartner wenden:

Umwelt- und Verbraucherschutzamt, Umweltplanung und -vorsorge, Telefon: 0221/ 221-32770

Gesundheitsamt, Umwelthygiene, Telefon: 0221/ 221-24017