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

Op dit moment zijn er drie zulke kabels in operationele dienst en er zijn er nog twee in aanleg (het kaartje hiernaast neemt daar alvast een voorschot op). Van de reeds operationele kabels lopen in Nederland twee aan land en de derde in België. Ze voeren (in tegenstelling tot de rest van het net) gelijkstroom. De spanning op de twee Nederlandse exemplaren is 450 kV en de Belgische kabel voert 400 kV. Vanuit Nederland loopt er eentje naar Noorwegen en een andere naar Denemarken is in aanleg. De derde gaat naar Groot Brittanië. Ook de Belgische kabel gaat naar Groot Brittannië. De vijfde is nog in aanleg en dat wordt een landkabel, van België naar Duitsland.

Zware zogeheten 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 de eerste pogingen ondernomen (meestal op land en met traditioneel gebouwde bovengrondse hoogspanningslijnen) om het transportvermogen groter te krijgen dan 100 MVA. Het was een weg vol ontdekkingen, hobbels, triomfen en afknappers. Soms sloeg men een grote slag, 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 de wereldwijde gelijkstroomhotspot 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 aan de ene oever en merde aan de andere oever van het water. 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 NationalGrid en RTE het op den duur zo zat waren dat ze besloten om het hele ding dan maar af te schrijven en samen gewoon een nieuwe aan 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. In Amerika en in Rusland verschenen enkele losse lange projecten zoals Donbas DC en de Pacific DC Intertie. Het transportvermogen groeide langzaam tot vermogens die interessant beginnen te worden voor echt grootschalige uitwisseling. Op land was het makkelijker experimenteren, maar juist op zee was de behoefte groter aan zulke kabels. Toch duurde het nog tot de vroege jaren 90 voordat het kantelpunt er kwam en het economisch en technisch ook echt haalbaar werd om kabels in de zeebodem te leggen die 600 MVA of meer kunnen verzetten. Pas vanaf dat moment werden ze interessant als commerciële en cross-border 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 immer het gebied rondom Denemarken. Maar ook Nederland was van de partij bij de ontwikkeling van dit soort zware HVDC-kabels, soms zelfs met een primeur. De NorNed-kabel, tussen Nederland en Noorwegen, werd in 2008 opgeleverd. Hij kan 700 MVA transporteren en bij zijn oplevering was hij enige tijd 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 loopt inmiddels een HVDC-kabel vanuit Zeebrugge naar Groot Brittanië (NEMO). Een betrekkelijk korte tussen Lixhe en Verlautenhiede in Duitsland (project ALEGrO) is in aanleg. 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, zogeheten loop flows die anders het Belgische net zouden kunnen overbelasten.

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 smal bergachtig schiereilandenrijk, is op het vasteland reeds een uitstekend dekkend hoogspanningsnet aanwezig, Maar al die baaien, zeestraten en ondiepe zeeën waren decennialang hinderlijke barrières 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 geografische gebieden (nationalistisch landdenken heeft voor stroomopwek geen zin) veel efficiënter gebruik kunnen maken van bestaande en hernieuwbare productie en verschuivend gebruik.

Elders op de wereld zien we HVDC echter meer in een wat andere toepassing. In China, India en in Brazilië grinniken ze een beetje om dat brave landjes-handjes-geven waar Europa het voor gebruikt. China gooit liever de beuk erin. Zij gebruiken 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 Congo en Brazilië (Itaìpu). China leverde in 2018 de Changji-Guquan UHVDC Link op, die zelfs met 1100 kV DC en 12 GVA transportcapaciteit inmiddels net zo zwaar is 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? In Engeland had men behoefte aan meer nood-zuidtransport en omdat bovengrondse verbindingen daar (net als in de hele westerse wereld) erg controversieel zijn en lange vergunningsprocedures vereisen, had NationalGrid besloten dan maar een HVDC-zeekabel aan te leggen. 450 kV was niet toereikend, zodat de Western Link op 600 kV wordt bedreven: een spanning die we nog niet eerder hadden gezien in Noordwest Europa.

Ook in Duitsland hangt er iets in de lucht (of juist niet dus). Het land 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. Ook dat gaat lastig worden op 450 kV DC, dus mogelijk wordt hier ook voor 600 kV of nog hoger gekozen om de kabeldikte te beperken. Er staat dus nog een interessante toekomst voor de deur voor HVDC in het bestaande net.