Kabeldiagonale Berlin

Die 380-kV-Kabeldiagonale Berlin ist die zentrale Schlagader, um die Hauptstadt mit Elektrizität zu versorgen. Angeschlossen an das bundesweite Übertragungsnetz durchquert sie Berlin auf einer Länge von rund 29 Kilometern vom Umspannwerk (UW) Teufelsbruch im Westen bis zum UW Marzahn im Osten der Stadt. Der dringende Bedarf des Vorhabens wurde 2017 unter dem Projektnamen P180 durch die Bundesnetzagentur im aktuellen Netzentwicklungsplan (NEP 2030) offiziell bestätigt. Die Netzverstärkung der 380-kV-Kabeldiagonale Berlin im Abschnitt UW Mitte bis Rudolf-Wissell-Brücke wurde dadurch unterstrichen.

Die Umspannwerke entlang der zumeist unterirdisch verlaufenden Leitung wandeln die Spannung von 380 auf 110 Kilovolt (kV) und speisen die hauptsächlich erneuerbare Energie in das Berliner Verteilnetz ein. Damit kommt ihr eine zentrale Bedeutung für die Berliner Versorgungssicherheit und den Transfer in die Verbrauchszentren zu.

Mit der zunehmenden Stromerzeugung aus Windkraft On- und Offshore im Norden steigt auch die Bedeutung der Kabeldiagonale für Stromaufnahme und -transit in das deutsche und europäische Übertragungsnetz. Die Erdkabel aus den 1970er Jahren im Abschnitt Rudolf-Wissell-Brücke und UW Mitte sind den steigenden Anforderungen von heute nicht mehr gewachsen. Daher ist die Erhöhung der Übertragungskapazität von 1.600 auf 2.500 Ampere (A) der 380-kV-Kabeldiagonale Berlin mithilfe von leistungsstärkeren Kabeln erforderlich.

Voraussetzung hierfür ist eine grundlegende Erneuerung des Teilabschnitts von der Rudolf-Wissell-Brücke über das UW Charlottenburg bis zum UW Mitte. Auf dieser rund sieben Kilometer langen Strecke verläuft die 380-kV-Kabeldiagonale Berlin derzeit in einem Einleiter-Ölkabel-System in erdverlegten Rohren, das in den 1970er Jahren in Betrieb genommen wurde.

Der östliche Abschnitt zwischen den UW Marzahn, Friedrichshain und Mitte ist bereits in Tunnelbauweise errichtet und wurde in den Jahren 1998 und 2000 in Betrieb genommen. In diesem Abschnitt ist eine Ertüchtigung der 380-kV-Kabelsysteme bei Bedarf ohne größere Baumaßnahmen möglich.

Berlin verfügt über eine rund 29 Kilometer lange Kabeltrasse für Höchstspannungsleitungen im Untergrund. Sieben Kilometer davon werden ertüchtigt und die Stromtragfähigkeit von 1.600 auf 2.500 Ampere (A) erhöht. Im Zuge dessen werden die heute in etwa zwei Metern Tiefe erdverlegten, wassergekühlten Ölkabel auf einer Länge von rund sieben Kilometern ersetzt. Diese neuen, kunststoffisolierten Hochleistungskabel werden in einem begehbaren Tunnel in 20-30 Metern Tiefe verlegt.

Der Tunnel wird das Ende der bestehenden Freileitung an der Rudolf-Wissell-Brücke mit den Umspannwerken Charlottenburg und Mitte verbinden. Die bestehende Erdkabeltrasse wurde seinerzeit in verschiedenen Bauweisen errichtet:

– Von der Rudolf-Wissel-Brücke bis Tegeler Weg und ab Umspannwerk Charlottenburg vom rechten zum linken Spreeufer wurde ein sogenannter „Kriechtunnel“ angelegt. Das heißt,  der Tunnel ist zu Wartungszwecken unter beengten Verhältnissen begehbar.

– Vom Tegeler Weg bis zum Umspannwerk (UW) Charlottenburg und ab Galvanistraße bis zum UW Mitte sind die Kabel erdverlegt worden. Sie liegen in etwa zwei Metern Tiefe im Straßenland und werden alle rund 650 Meter durch Muffen miteinander verbunden. Nur diese Stellen können zur Wartung betreten werden.

– Ab Umspannwerk Mitte über das Umspannwerk Friedrichshain bis nach Marzahn wurde bereits die Tunnelbauweise eingesetzt. Dieser bestehende Kabeltunnel Mitte-Friedrichshain-Marzahn wurde im Jahr 2000 in Betrieb genommen.

Anders als bei den bestehenden, erdverlegten Ölkabeln gelten für den Tunnel folgende Kriterien, die für den Verlauf der Trasse relevant sind:

– Trassenführung im öffentlichen Straßenland (wie bei den erdverlegten Ölkabeln)
– möglichst geradlinige Führung der Trasse (im öffentlichen Straßenland nicht möglich)
– minimale Betroffenheit privater Grundstücke (im öffentlichen Straßenland möglich)

Unter diesen und weiteren Maßgaben hatte 50Hertz ein Ingenieurbüro mit einer Studie beauftragt, in der die Möglichkeiten für einen Trassenverlauf und eine mögliche Bauweise untersucht wurden. Verglichen wurden verschiedene ober- und unterirdische Bauweisen. Unter Berücksichtigung der vorgenannten Kriterien hat sich die Tunnelbauweise als die beste herausgestellt. Nachdem die Bauweise entschieden war, konnte eine Trassenführung gefunden werden, die hauptsächlich im öffentlichen Straßenland verläuft, einen möglichst geradlinigen Verlauf nimmt und gewährleistet, dass so wenig wie möglich private Grundstücke betroffen werden. Erst nach der Inbetriebnahme und erfolgreichem Testbetrieb können die Ölkabel aus den 1970er Jahren zurück gebaut werden.

Der zu ertüchtigende Teil der 380-kV-Kabeldiagonale Berlin wird in Tunnelbauweise realisiert und löst die zumeist eingesetzte erdverlegte Leitung ab. Der Tunnel wird mit einem Innendurchmesser von drei Metern und in 20 bis 30 Metern Tiefe unter der Oberfläche gebaut. Der Bau erfolgt durch eine Tunnelvortriebsmaschine, die im Untergrund arbeitet und daher an der Erdoberfläche annähernd unbemerkt bleibt. An der Oberfläche sichtbar sind einzig vier Schachtbauwerke entlang der gesamten Trasse. Diese werden an dem Übergang vom Endmast Rudolf-Wissell-Brücke, an den Umspannwerken Charlottenburg und Mitte sowie im Tiergarten in der nördlichen Straße des 17. Juni errichtet. Die Schächte dienen während der Bauphase als Notausstiege und wurden von den Genehmigungsbehörden gefordert. Nach Fertigstellung sind sie für die Belüftung des Kabeltunnels erforderlich, dienen als Notausstiege und Wartungszugänge.

Zwei bereits bestehende Tunnel der 380-kV-Kabeldiagonale Berlin werden zwischen den Umspannwerken Mitte und Friedrichshain sowie zwischen Friedrichshain und Marzahn seit 1998 bzw. 2000 erfolgreich betrieben. Das Konzept der innerstädtischen Kabelverlegung in einem Tunnel hat sich bewährt: keine großflächigen Grundwasserabsenkungen, eine umweltverträgliche, naturschützende Bauweise, die den Straßenverkehr minimal beeinträchtigt. Ein Tunnel schützt das Berliner Stadtbild und ermöglicht Betrieb und Wartung ohne Auswirkungen auf die Anwohner*innen und den Straßenverkehr.

Der Bau des geplanten Kabeltunnels stellte genehmigungsrechtlich einen Sonderfall dar. Bei der Planung von Freileitungen und Erdkabeln kommt in der Regel ein Genehmigungsverfahren nach Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) oder Netzausbaubeschleunigungsgesetz (NABEG) zum Tragen, das die durchzuführenden Untersuchungen und Gutachten wie die zu prüfenden Behörden zentral festlegt. Dies galt jedoch nicht für dieses geplante Vorhaben. Weder Bundes- noch Berliner Landesgesetze enthalten genehmigungsrechtliche Vorgaben für den Bau des Kabeltunnels. 50Hertz muss stattdessen Einzelgenehmigungen bei Bundes- und Landesbehörden, wie auch den zuständigen Berliner Bezirksämtern einholen.

Dazu gehörten einerseits Genehmigungen nach einschlägigen Fachgesetzen – beispielsweise wasserrechtliche Auflagen, Vorgaben für den Schutz von Mensch und Natur oder der Denkmalschutz. Darüber hinaus waren auch Kreuzungsvereinbarungen mit anderen Infrastrukturbetreibern wie der Deutschen Bahn oder den Berliner Verkehrsbetrieben ebenso Bestandteil der notwendigen Einzelgenehmigungen wie privatrechtliche Gestattungsverträge mit Grundeigentümern entlang der künftigen Trasse.

Die behördliche Genehmigungsphase sowie Ausschreibungs- und Vergabeprozess der Bauleistung sind abgeschlossen.

Der Bau des Kabeltunnels im urbanen Umfeld ist für alle Beteiligten herausfordernd. Der Platz für die Baugeräte ist sehr begrenzt, die Nachbarschaft in unmittelbarer Nähe. Auch wenn die erforderlichen Schächte im Endausbau kaum wahrnehmbar sein werden, sind das die Stellen der Bauphase, an denen das Vorhaben sichtbar wird.

Um die Tunnelvortriebsmaschine zum Einsatz kommen zu lassen, werden alle Schachtbaugruben nach und nach hergestellt. 2019 wurde mit den bauvorbereitenden Arbeiten für den Anfangsschacht an der Rudolf-Wissell-Brücke begonnen. Der Anfangsschacht besteht bis zum Ende des Tunnelbaus aus drei Schachtbaugruben: dem späteren, regulären Anfangsschacht und zwei Nebenschächten. Die Nebenschächte haben die Funktion, die Tunnelvortriebsmaschine bis zu ihrer kompletten Länge von 155 Metern zu montieren, sowie die für den Tunnelvortrieb- und bau die notwendigen Materialien in den immer länger werdenden Tunnel zu transportieren. Auch die Schichtingenieure werden über eine kleine Tunnelbahn zur Maschine gebracht. Die Nebenschächte werden nach Ende der Tunnelbauarbeiten teilzurückgebaut und zugeschüttet, sodass sie nicht mehr sichtbar sind.

Der Bau der Zwischenschächte am Umspannwerk Charlottenburg und in der nördlichen Fahrbahn der Straße des 17. Juni begann im Januar und März 2021. Ende 2022 erfolgte der Baustart für den Endschacht am Umspannwerk Mitte. Die Schachtbaugruben an der Rudolf-Wissell-Brücke und am Umspannwerk Charlottenburg wurden mittels Schlitzwandverfahren, am 17. Juni und am Umspannwerk Mitte per Bohrpfahlverfahren hergestellt. Beide Verfahren haben Vor- und Nachteile: hat das Schlitzwandverfahren eine kürzere Bauzeit und höhere Wasserdichtigkeit aufgrund weniger Fugen, braucht es gleichzeitig eine deutlich größere Baueinrichtungsfläche für Bentonit-Silos, eine Separationsanlage und größeres Servicegerät. Ursprünglich waren alle Schächte im Schlitzwandverfahren geplant. Aufgrund des größeren Flächenbedarfs, vor allem aber wegen der höheren Lärmbelastung wurden zwei Schächte (Zwischenschacht Tiergarten und Endschacht Mitte) per Bohrpfahlverfahren gebaut.

Der Tunnelvortrieb startete Ende 2022 nach Taufe der heiligen Barbara, der Schutzpatronin der Bergleute und der Tunnelvortriebsmaschine (TVM). Candela, so der Taufname der TVM, misst insgesamt 155 Meter und wurde nach und nach in den Schächten an der Rudolf-Wissell-Brücke montiert.

Die TVM arbeitet sich mit einem Schneidrad von dreimeterachtzig Durchmesser in 20 bis 30 Metern Tiefe durch den Berliner Grund. Dieser besteht in diesen Tiefenlagen hauptsächlich aus einem Sand-Wasser-Gemisch. Stahlbetonsegmente zur Tunnelauskleidung – sogenannte Tübbinge – werden im Schutze des hinteren Schildmantels von einem roboterähnlichen Gerät, dem Erektor, eingebaut. Auf diese Weise hinterlässt die Vortriebsmaschine einen stabilen, begehbaren Tunnel, dessen Innendurchmesser drei Meter beträgt. Gleichzeitig verfügt sie auch über eine Einrichtung für den Materialabtransport.

Je nach Bodenbeschaffenheit geht der Vortrieb zwischen zehn und 20 Metern pro 24 Stunden vorwärts. Für die Durchquerung der Zwischenschächte müssen diese wieder gefüllt werden, damit der Tunnelbau störungsfrei durchgeführt werden kann. Ohne den Widerstand des Erdreichs können die Tübbinge nicht verbaut werden.

Der Tunnelbau soll planmäßig, inklusive Wartungspausen, bis Mitte 2025 fertiggestellt werden. Die Schachtbaugruben wurden 2024 fertiggestellt, die darauffolgende Herstellung der Schachtbauwerke ist voraussichtlich bis 2028 abgeschlossen. Danach werden die Kabel eingezogen und der Anschluss an das Netz vollzogen. Nach dem Probebetrieb der neuen Leitung erfolgt die Inbetriebnahme der Systeme, die planmäßig  von 2028 bis 2030 vorgesehen ist.