Wie beeinflussen Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Erdkabel die Standorteigenschaften landwirtschaftlicher Nutzflächen? Diese Frage untersucht die Hochschule für Angewandte Wissenschaften Kiel (HAW Kiel) gemeinsam mit der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) und der Leibniz Universität Hannover (LUH) in einem laufenden Verbundprojekt. Hintergrund ist die Energiewende, in deren Rahmen mehr regenerative Energie erzeugt und verlustarm transportiert werden soll.
Strom aus Windenergie, insbesondere von der Nordsee, muss zuverlässig in die Verbrauchszentren des Südens gelangen. Da Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsleitungen (kurz HGÜ), bei großen Übertragungsdistanzen effizienter als Wechselstromleitungen sind, setzt man zunehmend auf diese Form der Übertragungsleitungen. Ein zentrales Vorhaben ist der SuedLink, der Nord- und Süddeutschland verbinden wird und aktuell im Bau ist. Ergänzt wird er durch den NordLink, der den Import flexibel regulierbarer Energie aus norwegischer Wasserkraft ermöglicht. Zusammen tragen beide Leitungen wesentlich zur Stabilität der Stromversorgung und zur Umsetzung der Klimaziele bei. Mit einer Länge von rund 700 km verläuft der SuedLink überwiegend unter landwirtschaftlich genutzten Flächen. Er wird als Erdkabel größtenteils im offenen Graben verlegt. Dies bedeutet erhebliche Eingriffe in die Bodenstruktur: zunächst beim Bau und unter Umständen später im Betrieb durch die Abwärme des Kabels.
Testfelder simulieren den SuedLink
Das Forschungsprojekt soll klären, wie Bauarbeiten und Kabelbetrieb den Boden, seine Funktionen und die landwirtschaftliche Nutzung beeinflussen. Die Ergebnisse sollen sowohl landwirtschaftlichen Betrieben zugutekommen als auch eine Grundlage für Politik, Planung und künftige Trassenprojekte schaffen. Die Hochschule für Angewandte Wissenschaften Kiel widmet sich dabei dem pflanzenbaulichen Teil. Im Fokus stehen die direkten Auswirkungen auf Kulturpflanzen und die landwirtschaftliche Praxis. Dafür wurden 2022 drei Testfelder zwischen Zeven und Hannover eingerichtet. Dort wurden Bauarbeiten durch Gräben nachgestellt, wie sie auch beim SuedLink vorgesehen sind. In einer Hälfte wurden Heizrohre verlegt, die die Wärmeentwicklung realer HGÜ-Kabel simulieren (85 % Auslastung, 23 W/m Verlustleistung), während die andere Hälfte ohne Heizrohre die Folgen der Bautätigkeit abbildet. Zusätzlich gibt es ungestörte Referenzflächen, wie die bildliche Abbildung aufzeigt. Nach dem Schließen der Gräben wurden die Flächen ohne rekultivierungsfördernden Zwischenfruchtanbau unmittelbar wieder in die landwirtschaftliche Nutzung überführt und seitdem nach guter fachlicher Praxis bewirtschaftet. Um Unterschiede zwischen den Varianten zu dokumentieren, erfolgen über die gesamten Vegetationsperioden der Jahre 2023 bis 2026 hinweg systematische Messungen. Dazu zählen Bonituren, Biomasseaufwuchs, Nährstoffgehalte, Blattflächenindex sowie multispektrale Drohnenaufnahmen. Auf diese Weise entsteht ein umfassendes Bild darüber, ob Wärme oder Bauarbeiten messbare Auswirkungen auf das Pflanzenwachstum haben.
Erdkabel erhöhen die Bodentemperatur
Sowohl das verlegte Erdkabel als auch die damit verbundenen Bauarbeiten verändern nachweislich den Wärmehaushalt des Bodens. Abbildung 1 verdeutlicht, dass bereits die Bauarbeiten selbst (oberer Teil der Abbildung) einen messbaren Einfluss auf die Bodentemperatur haben, und zwar abhängig von der Jahreszeit. Im Winter ist der Boden im Bereich der Bauarbeiten gegenüber den ungestörten Referenzflächen um bis zu 1 °C kühler, während er im Sommer um bis zu 2 °C wärmer ist. Auffällig ist, dass dieser Effekt in den untersuchten Tiefen von 15, 60 und 130 cm in ähnlicher Ausprägung auftritt. Das zeigt, dass die baubedingten Veränderungen den Boden über das gesamte Profil hinweg beeinflussen. Noch deutlicher werden die Unterschiede im Bereich des Warmgrabens (unterer Teil der Abbildung), also dort, wo das Erdkabel Wärme an den Boden abgibt. Auch hier zeigen sich die jahreszeitlichen Schwankungen, allerdings auf einem insgesamt höheren Temperaturniveau. Im Sommer ist der Oberboden um bis zu 2 °C wärmer als auf der Referenzfläche. Mit zunehmender Tiefe verstärkt sich dieser Effekt deutlich: In 130 cm Tiefe (unmittelbar oberhalb des Kabels) können die Temperaturen sogar um bis zu 7,5 °C über denen der ungestörten Fläche liegen. Im Winter sind diese Temperaturunterschiede etwas geringer ausgeprägt, bleiben jedoch klar messbar. Insgesamt wird deutlich, dass sowohl die Bauarbeiten als auch der Betrieb des Erdkabels den Boden thermisch beeinflussen – mit möglichen Auswirkungen auf Bodenprozesse und Pflanzenwachstum.
Leichte Ertragseinbußen entlang der Trasse
Während der Vegetationsperiode liefert die Bestandshöhe eine erste, mit bloßem Auge erkennbare Einschätzung zur Vitalität eines Bestandes. In Abbildung 2 ist links die Bestandshöhe verschiedener Kulturen über mehrere Jahre und Standorte hinweg dargestellt. Rechts daneben sind die jeweils erzielten Erträge abgebildet. Dabei wird deutlich, dass die Bestandshöhe nur bedingt eine Einschätzung des Ertrages zulässt. So war der Bestand des Winterweizens auf Standort Seelze im Jahr 2024 zu Vegetationsbeginn in den Warmparzellen höher als in der Referenzfläche. Dennoch wurde hier ein leicht verringerter Ertrag festgestellt gegenüber der Referenzfläche. Auf dem Standort Walsrode war über den größten Teil der Vegetationsperiode im Jahr 2025 kein Unterschied zwischen den Roggenbeständen der Varianten festzustellen. Zur Ernte hin stagnierte das Wachstum sowohl in den Kalt- als auch in den Warmparzellen gleichermaßen. Trotzdem wurde im Bereich der Warmparzellen ein höherer Ertrag erfasst als in den Kaltparzellen. Insgesamt zeigt sich kultur-, jahres- und standortübergreifend die Tendenz, dass die Erträge im Bereich des simulierten Erdkabels um etwa 5 bis 15 % unter denen der ungestörten Flächen liegen. Ein differenziertes Bild ergibt sich im Jahr 2025 am Standort Walsrode: Hier wurden auf den Kaltparzellen geringere Erträge gemessen als auf den Warmparzellen. Dies deutet darauf hin, dass die vom Erdkabel abgegebene Wärme vom Bestand teilweise positiv genutzt werden konnte und so die durch die Bauarbeiten bedingten Ertragseinbußen zumindest teilweise ausgeglichen wurden.
Erdkabel bleiben ein aktuelles Thema
Die Auswertung des Projektes ist noch nicht abgeschlossen und wird derzeit weiter vertieft. Im Fokus stehen dabei zentrale Fragestellungen für die landwirtschaftliche Praxis: Welche Auswirkungen haben Bauarbeiten und die Erwärmung des Bodens auf das Pflanzenwachstum, die Nährstoffaufnahme und die Vitalität der Bestände? Lassen sich Unterschiede zwischen verschiedenen Kulturen erkennen? Und treten möglicherweise auch langfristige Effekte auf, die sich erst nach mehreren Jahren zeigen? Das Projekt liefert damit nicht nur wichtige Erkenntnisse für landwirtschaftliche Betriebe, sondern bietet auch eine fundierte Grundlage für Diskussionen vor Ort. Gleichzeitig unterstützt es Planer und Entscheidungsträger dabei, den Bau von HGÜ-Erdkabeln so zu gestalten, dass negative Auswirkungen auf die landwirtschaftliche Nutzung möglichst gering bleiben. Darüber hinaus leistet die Forschung einen wichtigen Beitrag zum Verständnis bodenökologischer Prozesse. Während sich die Klimaforschung bislang vor allem auf die Atmosphäre konzentriert, liefert dieses Projekt wichtige Daten zur Erwärmung des Bodens und deren Auswirkungen auf bodenökologische Prozesse.
Damit trägt es dazu bei, die Rolle der Pedosphäre in Klimamodellen besser zu verstehen und in Zukunft besser berücksichtigen zu können. Auch künftig werden Erdkabel nicht nur im Bereich der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung, sondern auch in den Verteilnetzen eingesetzt. Das Thema wird somit weiterhin an Bedeutung gewinnen. Vor diesem Hintergrund besteht bei allen Projektpartnern großes Interesse, die Untersuchungen fortzuführen. Ziel ist es, insbesondere die langfristigen Effekte der Wärmeabgabe zu erfassen – auch vor dem Hintergrund, dass sich die Böden mit der Zeit zwar zunehmend regenerieren, die Wetterlagen allerdings extremer werden und sich die Auswirkungen dadurch verändern können.
Fazit
Bauarbeiten und Betrieb von HGÜ-Erdkabeln verändern den Boden messbar. So liegen die Bodentemperaturen im Sommer im Oberboden um bis zu 2 °C und in 130 cm Tiefe sogar um bis zu 7,5 °C über den Referenzwerten. Gleichzeitig zeigen die Erträge im Bereich der Trasse wenige Jahre nach den Bautätigkeiten eine Tendenz von etwa 5 bis 15 % unter dem Niveau ungestörter Flächen. Dennoch können positive Effekte auftreten: In einzelnen Fällen lagen die Erträge auf Warmparzellen über denen der Kaltparzellen. Die Wärmeabgabe kann als positiver Einflussfaktor die Aufwuchsdepressionen durch die Bauarbeiten teilweise wieder ausgleichen. Auffällig ist auch, dass ein höherer Bestand nicht automatisch höhere Erträge bedeutet. Die Ergebnisse aus den Jahren 2023 bis 2025 verdeutlichen zudem, dass die Effekte stark von Standort, Kultur und Witterung abhängen. Insgesamt wird deutlich, dass die Eingriffe kurzfristig messbar sind, langfristige Entwicklungen aber noch offenbleiben. Weitere Untersuchungen, auch über das Jahr 2026 hinaus, sind daher entscheidend, um die Auswirkungen langfristig bewerten zu können.
