Behalve een hoogspanningsnet dat bestaat uit boven- en ondergrondse verbindingen, zijn er in Nederland en België ook twee aansluitingen op grote onderzeese stroomkabels. 

Beide kabels lopen in Nederland aan land. Ze voeren (in tegenstelling tot de rest van het net) gelijkstroom. De spanning is op beide exemplaren 450 kV en de kabels lopen naar Noorwegen en Groot Brittanië. Naast deze twee kabels zijn er plannen voor nog drie stuks, waarvan er twee in België liggen. Zware HVDC-kabels zijn een vrij nieuw fenomeen in een veel oudere hoogspanningswereld. Ze worden gebruikt om elektriciteit internationaal te kunnen verhandelen en om vraag en aanbod van hele landen aan elkaar te koppelen, waar dat vroeger niet mogelijk was omdat er een zee tussen lag. Ze zijn onmisbaar geworden in het net.

Pas recent in deze grootte verkrijgbaar

Zeekabels voor elektriciteit bestaan al heel lang. Een aantal van de Waddeneilanden en wereldwijd vele andere eilanden en windparken zijn door middel van zeekabels aangesloten op het elektriciteitsnet. Ook kabels die gebruik maken van gelijkstroom zijn niet nieuw. De eerste werd al in 1954 in bedrijf gesteld, toen het Zweedse eiland Gotland door middel van een honderd kilometer lange gelijkstroomzeekabel (20 MVA, 100 kV) met het vasteland werd verbonden. ASEA, de voorganger van ABB, zette daarbij in de persoon van Uno Lamm een wereldprimeur neer die ook goed gedocumenteerd is en voor geïnteresseerden boeiend is om te lezen. En het was niet het enige waar Zweden de primeur mee had: ook 380/400 kV werd in die tijd voor het eerst ter wereld beproefd in Zweden.

Maar zeekabels die in hun eentje in staat zijn tot het transporteren van het totale vermogen van een grote centrale of die zich zelfs kunnen meten met een normale koppelnetverbinding zijn een betrekkelijk nieuw fenomeen. Dat komt omdat het technisch ingewikkeld is om een vermogen van wisselstroom om te zetten naar gelijkstroom en het aan de andere kant van de kabel weer terug te veranderen in wisselstroom. (Waarom men dan überhaupt gelijkstroom gebruikt is iets waar we in een andere pagina op terugkomen, maar het is de enige manier om een flink vermogen elektriciteit over langere afstand onder water door te krijgen.)

In de jaren 60 en 70 werden er hier en daar pogingen ondernomen (meestal op land en met traditioneel gebouwde bovengrondse hoogspanningslijnen) om het transportvermogen groter te krijgen dan enkele tientallen MVA. Soms slaagde men, bijvoorbeeld door gelijkrichters van kwik (mercury arc valves) te vervangen door vroege vormen van vermogenselektronica zoals thyristor valves. Denemarken liep daarbij enige tijd trots voorop met de Cross-Skagerak en de Konti-Skan interconnectors, waarmee ze zich verbonden met Noorwegen en Zweden. Beide verbindingen waren voor die tijd ongekend zwaar voor gelijkstroom en zo hield Scandinavië geruime tijd het imago van HVDC-koploper vast. De verbindingen waren technische primeurs die tot op de dag van vandaag in gebruik zijn, al dan niet met de nodige opwaarderingen op de converterstations

Maar er ging ook wel eens wat mis. De France Angleterrekabel (de eerste verbinding tussen Engeland en Frankrijk) was een typisch gevalletje van oops dan wel merde. Men had de kabel gewoon over de zeebodem uitgerold en dat was niet handig in Het Kanaal, waar het zwart ziet van de scheepvaart. De kabel werd zo vaak kapotgetrokken door ankers en visnetten dat men na slechts twintig jaar en talloze reparaties zo zat was dat men besloot om het hele ding op te geven en gewoon een nieuwe te leggen op een betere plek. Er is wel van geleerd: tegenwoordig begraaft men ze op zulke drukke plekken diep in de zeebodem. 

De ontwikkelingen gingen door. Het transportvermogen groeide langzaam tot vermogens die interessant beginnen te worden voor echt grootschalige uitwisseling. Maar pas sinds de jaren 90 is het economisch en technisch ook echt haalbaar geworden om kabels in de zeebodem te leggen die 600 MVA of meer kunnen verzetten. Pas vanaf dat moment werden ze interessant als gridtoepassing in plaats van slechts als oplossing voor eilandaansluitingen. De eerste van deze nieuwe generatie HVDC-interconnectors (High Voltage Direct Current) met een serieus vermogen is de in 1991 opgeleverde Baltic Cable (Duitsland-Zweden), die overigens ook een stukje bovengronds loopt.

Prestigeprojecten met nut

Sinds dat jaar zijn de ontwikkelingen in kabeltechniek en converterapparatuur op de uiteinden snel gegaan. Op dit moment liggen er een kleine dertig van dit soort kabels door de Europese zeebodem (en soms ook op land als bovengrondse lijn) en er wordt momenteel gewerkt aan een ruim dozijn nieuwe exemplaren. Belangrijke Europese verbindingen zijn op deze manier aangelegd en ze dragen niet zelden hippe of trotse namen.

De Europese hotspot voor HVDC is vanouds nog steeds het gebied rondom Denemarken, maar ook Nederland was van de partij bij de ontwikkeling van dit soort zware HVDC-kabels. De eerste is de NorNed-kabel, tussen Nederland en Noorwegen. In 2008 werd deze kabel met een capaciteit van 700 MVA opgeleverd. Bij zijn oplevering was het de langste onderzeese stroomkabel ter wereld, met een totale lengte van 580 kilometer tussen de Eemshaven en het Noorse Feda. In 2010 kwam ook de BritNed-kabel gereed, die nog een iets hogere capaciteit heeft (1000 MVA). Een derde kabel is momenteel in aanleg, de Cobra Cable (tussen de Eemshaven en Endrup).

Ook in België lopen inmiddels twee projecten met HVDC-kabels vanuit Zeebrugge naar Groot Brittanië (NEMO) en een betrekkelijk korte tussen Lixhe en Verlautenhiede in Duitsland (project ALEGrO). Deze laatste is een landproject, gelijk aan de Inelfe-kabel. Hij wordt niet alleen als HVDC-kabel uitgevoerd om minder op te vallen, maar er is ook een echte technische reden voor: het beperken van gevaarlijk grote vermogensstromen uit Duitsland.

HVDC-kabel naar Gotland op de ENTSO-E netkaart

Het Zweedse eiland Gotland valt de eer te beurt als eerste met een HVDC-zeekabel te zijn aangesloten op het vasteland. De originele kabel van 1954 is in 1986 reeds vervangen door een zwaardere opvolger, maar gedurende de eerste twintig jaar is er veel geëxperimenteerd met de stations aan beide zijden van de kabel. De zogeheten Gotland Link heeft daarmee in belangrijke mate bijgedragen aan de ontwikkeling van HVDC als bruikbare techniek. Voor de geïnteresseerden die een keer op het eiland komen is er dus meer te zien dan alleen vestingstad Visby of de bijzondere kalksteenformaties uit het Siluur.

Braaf Europa

In Europa, grootschalig gezien eigenlijk een bergachtig schiereilandenrijk, is op het vasteland reeds een goed dekkend hoogspanningsnet aanwezig en zijn al die baaien en zeeën decennialang hinderlijke barrières geweest voor het uitwisselen van vermogen. Dankzij HVDC-zeekabels zijn die tijden voorbij en kan het Europese net aaneen worden geklonken tot een geografisch veel effectiever net waarin verschillende gebieden (landdenken heeft geen zin) veel efficiënter gebruik kunnen maken van bestaande en hernieuwbare productie en verschuivend gebruik.

Elders op de wereld zien we HVDC het meest in een wat andere toepassing. In China, India en in Brazilië grinniken ze een beetje om dat brave handjes geven waar Europa het voor gebruikt. China gooit liever de beuk erin. Het land gebruikt HVDC in zeer lange koppelnetverbindingen om enorme vermogens van de stuwmeren in de bergen naar de miljoenensteden aan de oostkust te krijgen. Ook Brazilië en India doen dat of willen dat. Bovengrondse HVDC-verbindingen van 2000 kilometer lang met maar liefst 800 kV als werkspanning zijn reeds in gebruik in China, Congo en Brazilië (Itaìpu), bij deze laatste zelfs met een capaciteit van 6200 MVA: inmiddels net zo zwaar als de zwaarste bovengrondse wisselstroomverbindingen ter wereld. HVDC-verbindingen kunnen over land lopen als luchtlijnen, ingegraven worden als landkabels en door de zee gelegd worden als zeekabels. 

Dat soort bruut geweld zit er in Europa niet in – of toch wel? Duitsland heeft veel verbruik in het zuidelijke binnenland en een scherp toenemende windproductie in de Noordzee. Dat begint zo sterk uit de hand te lopen dat het bestaande koppelnet op zijn grenzen stuit. Nieuwe bovengrondse megaverbindingen zoals China die kan aanleggen zijn in Europa niet meer mogelijk, dat accepteert de bevolking niet. De enige oplossing is het aanleggen van zware ondergrondse kabels. Voor dit soort afstanden en vermogens kan ondergronds niet met wisselstroom worden gewerkt, dus Tennet GmbH (De Duitse poot van Tennet) werkt inmiddels aan twee HVDC-landkabels die voor Europese begrippen ongekend zwaar zijn en waarschijnlijk 5000 MVA of meer moeten gaan verzetten. Er staat dus nog een interessante toekomst voor de deur voor HVDC in het bestaande net.