Kabel unter, Erträge über der Erde

Gleichstrom-Erdkabel sind ein zentraler Baustein der Energiewende. Doch welche Folgen hat diese Infrastruktur für die Landwirtschaft? Ein Forschungsprojekt der Universität Hohenheim zeigt: Ertrag und Qualität landwirtschaftlicher Kulturen bleiben stabil – vorausgesetzt, die Kabel werden fachgerecht verlegt.

Gleichstrom-Erdkabel beeinträchtigen weder den Ertrag noch die Qualität landwirtschaftlich genutzter Flächen. Das belegen erste Zwischenergebnisse eines Forschungsprojektes der Universität Hohenheim in Zusammenarbeit mit dem Übertragungsnetzbetreiber TransnetBW. Voraussetzung ist allerdings eine fachgerechte Bauweise der Kabeltrassen.

Seit vier Jahren untersuchen die Projektbeteiligten im Rahmen des Netzausbauprojekts SuedLink die Auswirkungen von 525-Kilovolt-Gleichstrom-Erdkabeln auf landwirtschaftliche Böden. Auf vier Versuchsfeldern simulieren die Forschenden den Betrieb der Erdstromkabel und analysieren deren Einfluss auf die Bodentemperatur und -feuchte sowie auf Ertrag und Qualität der angebauten Feldfrüchte.

Verlustarme Übertragung

Um Strom aus erneuerbaren Energien, beispielsweise aus Windkraft, verlustarm über große Entfernungen zu transportieren, schreibt der Gesetzgeber in Deutschland für Hochspannungs-Gleichstromleitungen eine Verlegung als Erdkabel vor. Dies gilt auch für SuedLink, eines der größten Netzausbauprojekte des Landes.

Die rund 700 km lange Gleichstromverbindung transportiert Windstrom aus Norddeutschland nach Bayern und Baden-Württemberg. Realisiert wird das Vorhaben von TenneT (Nordabschnitt) und TransnetBW (Südabschnitt). Die Auswirkungen der Erdstromkabel auf landwirtschaftliche Böden und Ernteerträge ist dabei von besonderer Bedeutung – denn die Flächen verbleiben im Eigentum der landwirtschaftlichen Betriebe und sollen nach dem Bau weiterhin uneingeschränkt bewirtschaftet werden können.

Genau hier setzt das Forschungsprojekt CHARGE an, das von der Universität Hohenheim gemeinsam mit TransnetBW durchgeführt und vom Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg gefördert wird. Die bisherigen Ergebnisse zeigen: Bau und Betrieb von Gleichstrom-Erdkabeln führen weder zu Ertrags- noch zu Qualitätseinbußen der angebauten Kulturen, sofern bestimmte bauliche Vorgaben eingehalten werden.

Praxisnahe Feldversuche

Untersucht wird auf vier Versuchsflächen in Baden-Württemberg und Bayern, die typische Bodentypen Süddeutschlands abbilden. Die Standorte befinden sich in Bad Friedrichshall/Kochendorf (Landkreis Heilbronn), Boxberg und Großrinderfeld (Main-Tauber-Kreis) sowie in Güntersleben (Landkreis Würzburg).

Auf den jeweils etwa fußballfeldgroßen Flächen wurden je drei Kabelgräben angelegt. Zwei davon sind mit beheizbaren Stahlrohren ausgestattet, die den maximalen Energieeintrag der späteren SuedLink-Kabel von 32 Watt pro laufenden Meter simulieren. Der dritte Graben dient als Referenz und wurde lediglich ausgehoben und wieder verfüllt.

Die Flächen wurden über vier Jahre von den Landwirten in der üblichen Fruchtfolge bewirtschaftet – unter anderem mit Weizen, Gerste, Dinkel, Raps und Mais. Sensoren erfassten kontinuierlich Bodentemperatur und -feuchte in Tiefen von bis zu 1,25 Metern.

Keine Einbußen, teilweise Vorteile

Sowohl Bau als auch Betrieb von Erdkabeln beeinflussen die Umwelt: „Um die Kabeltrassen zu bauen, müssen die Bauunternehmen schweres Gerät einsetzen. Dadurch wird unter Umständen der Boden rund um die Kabelgräben verdichtet. Im eigentlichen Kabelgraben stören zumindest zeitweise das Ausheben und Wiederverfüllen die natürliche Struktur des Bodens", erklärt Jonas Trenz, Doktorand im Fachgebiet Pflanzenbau der Universität Hohenheim.

Entsprechend wurde bei den Versuchen großer Wert auf eine fachgerechte Bauweise gelegt. Die natürlichen Bodenschichten wurden getrennt gelagert und in gleicher Reihenfolge wieder eingebracht. Arbeiten auf stark durchnässten Böden wurden vermieden, verdichtete Bereiche anschließend gezielt gelockert. „Nasse Erde kann sich stark verdichten, so dass die Pflanzen später Schwierigkeiten haben, ihre Wurzeln auszubreiten", so Trenz.

Neben den baulichen Effekten untersuchten die Forschenden auch die thermischen Auswirkungen der Kabel. „Erdstromkabel geben Wärme an den umliegenden Boden ab. Uns interessiert, welche Folgen das für den Boden und die Pflanzen hat, die auf ihm wachsen", erläutert Fachgebietsleiterin Prof. Dr. Simone Graeff-Hönninger. „Ist der Grad der Erwärmung beispielsweise im Oberboden für die Pflanzen relevant? Steht den Pflanzen eventuell weniger Wasser für ihr Wachstum zur Verfügung? Welche Auswirkungen hat das auf die Erträge und Qualitäten der angebauten Kulturarten sowie auf ihre Entwicklung und Reifung?“

Die Temperaturmessungen zeigen: Direkt am Kabel liegt die Temperaturerhöhung zwischen 14 und 16 Grad Celsius. Im Oberboden in 15 Zentimetern Tiefe beträgt der Anstieg hingegen nur 1 bis 3 Grad. „Mit zunehmendem Abstand vom Kabel nimmt die Bodenerwärmung rasch ab und ist in vier Metern Entfernung nicht mehr nachweisbar," ergänzt Dr. Joachim Ingwersen vom Fachgebiet für Biogeophysik.

Hohe Abhängigkeit von Standort und Kultur

Nach vier Jahren Versuchslaufzeit konnten weder durch den Bau noch durch den Wärmeeintrag Ertragseinbußen festgestellt werden. Im Gegenteil: „Auf flachgründigen oder steinigen Standorten profitierten die Kulturarten sogar und wir konnten höhere Erträge beobachten", berichtet Trenz.

„Wir sehen Effekte auf Pflanzenwachstum, Ertrag und Qualität, können diese aber noch nicht eindeutig einzelnen Ursachen zuordnen“, relativiert Graeff-Hönninger. Und: „Ganz allgemein finden wir eine hohe Abhängigkeit vom Standort und der Kulturart.“