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16.09.2016
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Erdverkabelung und Netzausbau: Erfahrungen – Auswirkungen – Perspektiven
Vortrag im Rahmen des BBN-Arbeitskreises
Erneuerbare Energien (Netzausbau) und Naturschutz am 13.09.2016 in Magdeburg
Dr. Elke Bruns
Auswertung deutschland- und EU-weiter Höchstspannungs-
Erdkabelprojekte hinsichtlich vorhabenspezifischer Auswirkungen und
Trassengestaltung aus Naturschutzsicht - Erarbeitung erster Hinweise für
eine naturverträgliche Trassengestaltung mit Gehölzen.“ (EKNA)
F+E-Vorhaben 2014-2016
Gefördert von:
Dr. Elke Bruns
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16.09.2016
2
Dr. Elke Bruns , Magdeburg 13.09.2016
I Erfahrungen mit HöS-Erdverkabelung
HöS-EK-Projekte – Umsetzung und Planung
Projektmerkmale und technische Ausführung
II Wirkungsbeurteilung
Auswirkungen von HöS-Erdkabelprojekten
Vermeidungs- und Verminderungsmöglichkeiten
III Perspektiven
Freihaltungsverpflichtung im Schutzstreifen
Möglichkeiten einer naturverträglichen Gestaltung von Erdkabeltrassen
Übersicht
3
Dr. Elke Bruns , Magdeburg 13.09.2016
HDÜ (DK, NL) VPE-Kabel
DK: Aalborg – Aarhus (117 km); 1,2 GW; 3 EK-Abschnitte mit insges. 14,5 km Länge; Inbetriebnahme 2004
NL: „Zuidring“ (22 km); 2,64 GW; EK-Abschnitt Delft – Pijnacker: 10,8 km; Inbetriebnahme 2013
GB: div. EK-Projekte, z.T. seit den 1990ern; heute Neubau und Ersatzneubau
HDÜ (D) VPE-Kabel
D: Dörpen-West – Niederrhein; 3,6 GW; EK-Abschnitt KÜS Löchte – KÜS Diestegge (Raesfeld); 3,4 km; Inbetriebnahme 2017 geplant
HDÜ (D) mit GIL
380-kV-Leitung Koblenz-Kesterbach; ca. 1 km lang; Anschlussleitung am Flughafen Frankfurt 1,8 GW, Inbetriebnahme 2010
I Realisierte 380/400-kV-HDÜ-Erdkabel-Projekte - welche Kabeltechnologien, Leistungen, Abschnittslängen etc.
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16.09.2016
3
Dr. Elke Bruns , Magdeburg 13.09.2016
Technische Planung EnLAG-Piloten:
380 kV; ca. 3,6 GW Übertragungsleistung
2 x 2 Systeme , 12 VPE-Kabel
Arbeitsstreifenbreiten: ca. 45 - 50 m
Schutzbereich ca. 22 - 25 m
Große Projektdimensionen
EK-Abschnitt bei Raesfeld (Pilotvorhaben)
3,4 km Länge, 1,8 m Verlegetiefe
Bauzeit: Juni - Okt 2014; Rekultivierung: Mai 2015
Erprobung Bautechnik
Verlegung in Leerrohren (=> schneller Wiedereinbau des Bodens)
Verwendung Flüssigboden als Bettungsmaterial (=> Betriebsführung); Test
Bodenstabilisierung bei Wiedereinbau
Betriebsmonitoring (Temperaturmessung am Kabel)
Ökologisches Monitoring (vertikale Temp.-/Feuchtegradienten; Bodenleben)
Inbetriebnahme 2017 geplant
I Erfahrungen - 380-kV- HDÜ-Erdkabelabschnitte in EnLAG-Pilotprojekten
5
Erdkabelbaustelle Raesfeld; © NOZ
Dr. Elke Bruns , Magdeburg 13.09.2016
Offshore-Anbindungen
500 -600 kV-HGÜ-Kabel;
Übertragungsfähigkeit zw. 600 und rd. 900 MW
1 oder 2 Kabel; mit/ohne Rückleiter
Kabelabstand : ca. 40 cm
Schutzbereich: i. d.R. rd. 5 m.
=> vglw. geringe Projektdimensionen
HGÜ-Interkonnektoren (hier: NordLink)
Betriebsspannung ±450 – 525 kV; 2 x 700 MW
2 MI-Kabel plus Rückleiter; Kabelabstand 50 cm
Sohlbreite ca. 1 m; Kabelgraben ca. 2 m
Schutzbereich: ca. 5,5 - 6 m
=> mittlere Projektdimensionen
I Erfahrungen - HGÜ-Verbindungen
6
Kabelgraben HelWin1 (G.E.O.S 2012)
Standardkabelgraben HGÜ-Offshoreanbindung (TenneT 2012)
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16.09.2016
4
Dr. Elke Bruns , Magdeburg 13.09.2016
Erfahrungen für Langstrecken-Verkabelung HGÜ-Anbindungen / Interkonnektoren liegen vor, jedoch mit vglw. geringen Trassenbreiten ; Bauerfahrungen auf norddt. Flachland beschränkt (reliefarm; skelettarmer Boden; überw. Offenland/Acker; keine Waldquerungen)
Vorhabensbeschreibung: Projektdimensionen und Ausführungsvarianten (Anzahl der Gräben; Art der Muffen, Nutzung Leerrohre, Wahl der Bettung etc.) nur gering standardisiert; abhängig von unternehmensinternen Erwägungen (Sicherheitskonzept; Wartungskonzept; Baukonzept
In D sehr hohe Anforderungen an Versorgungssicherheit; geringe Toleranz für Ausfallrisiken;
Auswirkungen auf Trassendimensionierung (Abstände, Redundanz)
Freihaltung Schutzstreifen (schnelle Fehlerfallbehebung)
I Zwischenfazit Erfahrungen
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Dr. Elke Bruns , Magdeburg 13.09.2016
Wirkfaktoren Betroffenes Schutzgut
Biologische Vielfalt (Arten, Lebensgemeinschaften)
Boden Wasser Klima/Luft Landschaftsbild / Erholungswert
Baufeldfreimachung und Freihaltung im Wald
● ○ ○ ○ ●
(Teil-)Versiegelung
● ○ ○ ○ ●
Unterirdische Versiegelung
○/-- ● ● ○/-- --
II Wirkungsbeurteilung - Anlagebedingte Wirkfaktoren / betroffene Schutzgüter
8
Legende:
● Direkte Betroffenheit des Schutzgutes, erhebliche Beeinträchtigungen möglich;
○ Indirekte Betroffenheit des Schutzgutes möglich
(--) Betroffenheit vernachlässigbar.
Anlagebedingte Wirkfaktoren und betroffene Schutzgüter bei offener Grabenbauweise
Aufgrund der Freihaltungsbestimmungen im Schutzstreifen sind anlagebedingte Auswirkungen v. a.
bei der Herstellung des Schutzstreifens im Wald (Schneisenhieb) zu erwarten.
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16.09.2016
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Dr. Elke Bruns , Magdeburg 13.09.2016
Einschlag / Abtrag Oberboden (im Falle Querung Waldlebensräume)
Dauerhafter Lebensraumverlust und/oder Funktionsminderung für Waldarten im „baumfreien“ Schutzstreifen
Baufeldfreimachung / Abtrag Oberboden
(im Falle Querung Feuchtlebensräume, Auen, Moore, Magerrasen)
Dauerhafte Funktionsminderung infolge irreversibler Standortveränderungen
Vermeidung
Umgehung Prüfung von Alternativen zur Querung empfindlicher/nicht oder bedingt regenerierbarer Lebensräume auf vorgelagerter Planungsebene
Unterbohrung wertvoller / zerschneidungsempfindl. Lebensräume
II Anlagebedingte (dauerhafte) Auswirkungen - Pflanzen, Tiere, Lebensräume, Biodiversität
9
Beispiel EGL-Trassen, 30 m Schneisenbreite
© Lechtenböhmer/ Assonov
Dr. Elke Bruns , Magdeburg 13.09.2016
Vermeidung erhebl. Beeinträchtigungen/ Verbotstatbestände
• (Streng) geschützte Arten und ihre Lebensräume
• Geschützte LRT / § 30er-Biotope, u. a.
• Schutzgebiete/ geschützte Teile von NuL
– GLB (z. B. Wallhecken)
– ND (Einzelgehölze, auch flächenhaft)
– NSG-Flächen; teils auch LSG
Vermeidung von Barriereeffekten in zusammen- hängender Waldlebensräumen ?!
Vermeidung der Beeinträchtigung seltener und/oder hoch verdichtungsempfindlicher Böden/ CO2-Senkenfunktion
Vermeidung unterirdischer Barriereeffekte (in Bereichen mit Grundwasserzug)
ABER: Bohrrisiken mit Vermeidungseffekten abwägen!
II Anlagebedingte (dauerhafte) Auswirkungen - Vermeidung durch Unterbohrung
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©192mscbert
380-kV-HDÜ-Trasse b. Raesfeld Auenlandschaft Mittl. Elbe; © J. Bauer
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16.09.2016
6
Dr. Elke Bruns , Magdeburg 13.09.2016
„Unterirdische Versiegelung“
Feinporige Bettung, Abdeckplatten, Kennzeichnungsbänder, Sohle, Muffengruben
Barrierewirkung für Grundwasserbewegung (vertikal/lateral)
Minderung Retentionsvermögen für Niederschläge
Vermeidung:
--/--
II Anlagebedingte Auswirkungen - Bodenfunktionen, Wasserhaushalt
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Randstad-Projekt (NL) (Schneller 12.03.2015)
Wissensstand: • Keine quantitativen Daten über Minderung der Landschaftsfunktionen (GW-
Neubildung, Retention) •
→ Ökolog. Begleitforschung erforderlich
Dr. Elke Bruns , Magdeburg 13.09.2016
Wirkfaktoren Schutzgüter des Naturschutzrechts
Biologische Vielfalt (Arten, Lebensgemein
schaften)
Boden Wasser Klima/Luft Landschaftsbild /
Erholungswert
Baufeldfreimachung (Entfernung der Vegetation)
● ○ -- -- ○
Temporäre Zerschneidung ● -- -- -- ●
Mechanische Belastung -- ● ○/-- -- --
Sonstige mechanische Eingriffe in den Boden
○ ● ○/-- -- --
Wasserhaltung/ GW-Absenkung / Bauwassereinleitung
● ○ ● -- --
Wasserhaltung und Drainage
○ ● ● -- --
Schadstoff- und , Staubemissionen
● ● ● ● ○
Licht- und Geräusch-emissionen, Bewegung
● -- -- -- ●
II Wirkungsbeurteilung - Baubedingte Wirkfaktoren
12
Legende:
● Direkte Betroffenheit des Schutzgutes, erhebliche Beeinträchtigungen möglich;
○ Indirekte Betroffenheit des Schutzgutes möglich
(--) Betroffenheit vernachlässigbar.
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16.09.2016
7
Dr. Elke Bruns , Magdeburg 13.09.2016
Baustelleinrichtung / Flächeninanspruchnahme / Freimachung / Abtrag Oberboden
Lebensraumverlust / -minderung im Offenland im Arbeitsstreifen / auf Zuwegungen
auf landw. genutzten Flächen i.d.R. temporär => keine erhebl. Beeinträchtigung
Habitatverlust / Funktionsminderung
Prüfung Vorliegen Verbotstatbestände !
Vermeidung
Maßgaben nach artenschutzrechtl. Prüfung (Markieren, Absammeln, Vergrämen …)
Umsetzung im Rahmen Ökolog. Baubegleitung (zwingend)
Minimierung der Arbeitsflächen (abzuwägen mit Platzbedarf für bodenschonende Maßnahmen)
II Baubedingte Auswirkungen - Pflanzen, Tiere, Lebensräume, Biodiversität
380-kV-HDÜ-Trasse b. Raesfeld
© Büro Feldwisch
Dr. Elke Bruns , Magdeburg 13.09.2016
Grabenaushub, Bodenumlagerung, Befahren
Verdichtung → Irreversible Gefügeschäden
→ Standortveränderungen
→ Mind. Ertragsfähigkeit
Vermeidung Bodenbaubegleitung → Umsetzung und Kontrolle
Wirksamkeit der Vorkehrungen
Klare Schwellenwerte (Bodenfeuchte) für Beschränkung der Befahrbarkeit (vgl. Leitfäden LLUR 2014 und LBEG 2014)
II Baubedingte Auswirkungen - Boden
14
Abhängig von
Verdichtungsempfindlichkeit der Böden
Gewicht / Bereifung der eingesetzten Fahrzeuge
Witterungsbedingungen (Niederschlagsereignisse)
© Ing.büro Feldwisch
© Ing.büro Feldwisch
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16.09.2016
8
Dr. Elke Bruns , Magdeburg 13.09.2016
Schwellenwerte (Bodenfeuchte) für Beschränkung der Befahrbarkeit
Klassifizierung der Fahrzeuge nach Gewicht und Bereifung (Maschinenkataster)
=> SH: LLUR (2014) ; NI: LBEG (2014)
II Wirkungsbeurteilung - Vermeidung bauzeitlicher Bodenschäden
15
Befahrbarkeit nach BVB 2013, in LBEG (2014, 20)
Dr. Elke Bruns , Magdeburg 13.09.2016
Wasserhaltung
Abpumpen von Grund- und Niederschlagswasser
Einleitung Pumpwasser in Oberfl.gewässer
(Temporäre) GW-Absenkung
→ Veränderung Wasserhaushalt
→ Bei organ. Böden: Austrockenen der oberen Bodenschichten → Mineralisierung/Humuszehrung
Einleitung von Schwemm- und Trübstoffen in OW
→ Sauerstoffzehrung → Neg. Folgen für Gewässerflora und -fauna
Vermeidung/Minderung, z. B.
Reinfiltration
Absetzbecken
II Baubedingte Auswirkungen - Wasserhaushalt
16
(Foto: dpa)
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16.09.2016
9
Dr. Elke Bruns , Magdeburg 13.09.2016
Wirkfaktoren Betroffenes Schutzgut
Biologische Vielfalt (Arten, Lebensgemein-
schaften)
Boden Wasser Klima/Luft Landschaftsbild /Erholungswert
Wärmeemissionen des Kabels
-- -- -- -- --
Emission magnetischer Felder
-- -- -- -- --
Wartung und Fehlerfallbehebung
●/○ -- -- -- --
Austausch / Erneuerung
●/○/-- ○/-- ○/-- -- ○/--
II Betriebsbedingte Wirkfaktoren - offene Grabenbauweise
17
Legende:
● Direkte Betroffenheit des Schutzgutes, erhebliche Beeinträchtigungen möglich;
○ Indirekte Betroffenheit des Schutzgutes möglich
(--) Betroffenheit vernachlässigbar.
Wärmeemissionen des Kabels werden als bei der Eingriffsbewertung vernachlässigbar eingestuft;
Auswirkungen magnetischer Felder sind mit derzeitigen Methoden/Kenntnisstand nicht nachweisbar.
Dr. Elke Bruns , Magdeburg 13.09.2016
Auswirkungsschwerpunkte
Boden und Wasserhaushalt
• Bauzeitl. Irrevers. Verdichtung durch Befahren
Arten; Lebensräume
• Anlage: Freihaltung im Schutzstreifen (Lebensraumverlust; Barrierewirkung)
• Bauzeit: Tötungs- und Störungsrisiken; Vergrämung Lebensraumverlust
Vermeidung
Baubegleitung = wichtigste Vermeidungsmaßnahme
• Rechtlich geboten zur Vermeidung von Tötungsrisiken
• Bodenbaubegleitung: rechtlich nicht zwingend, aber „gute fachl. Praxis“
Umgehung empfindlicher Bereiche im Zuge vorgelagerter Verfahren
Einsatz Unterbohrungen /Unterpressungen (HDD-Verfahren; Microtunnelling)
II Zwischenfazit Wirkungsbeurteilung
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16.09.2016
10
Dr. Elke Bruns , Magdeburg 13.09.2016
±525 kV/2 GW: Ausführung mit 4 MI-Kabeln + Rückleitern: Ein- oder Zweigrabenbauweise
III Perspektiven - Planung Gleichstromübertragung (2 GW); Verlegeformen und Trassenbreiten
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4 HGÜ-Kabel: Zweigrabenbauweise – fiktiv. Beispiel (nicht maßstabsger.)
4 HGÜ-Kabel: Eingrabenbauweise – fiktiv. Beispiel (nicht maßstabsger.)
Sohlbreite : ca. 4 m Seitl. Schutzstreifen: 2,5 m ab äuß. Kabelachse Schutzbereich : ca. 9 -10 m
Sohlbreite : 2 mal 1-1,2 m Abstand/Fahrstreifen: ca. 5-6 m Seitl. Schutzstreifen: 2,5 m ab äuß. Kabelachse Schutzbereich: ca. 11 - 12 m
Schutzbereich ca. 11 -12 m
2,5 m
1-1,2 m
2,5 m
Abstand 5-6 m
Schutzbereich ca. 9-10 m
2,5 m 2,5 m Sohlbreite 4 m
1-1,2 m
Optional bei Verfügbarkeit 525-kV-VPE-Kabel: 2 VPE-Kabel, Eingrabenbauweise
Geringere Trassenbreiten möglich.
Dr. Elke Bruns , Magdeburg 13.09.2016
III Perspektiven - Trassengestaltung
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Gestaltungsspielräume
Waldrandgestaltung im ehemal. Arbeitsstreifen mit Gehölzen
Punktuelle Gehölzentwicklung/Riegel in der Schneise als „Gestaltungsmaßnahme“ sowie als „Querungshilfe“
Gehölzbestockung mit gezielter Entfernung / Rückschnitt von hochwachsenden Gehölzen => differenzierte Pflegekonzepte
Entwicklung von wertvollen Offenlandbiotopen (bei Standorteignung) => differenzierte Pflegekonzepte
=> Vorbehaltlich der Klärung der Finanzierung/Durchführung, sofern nicht als Kompensationsmaßnahme verpflichtend
(
Beispiel EGL-Trasse, 30 m Schneisenbreite
© Lechtenböhmer/ Assonov
Beispiel EGL-Trasse, 15 m Schneisenbreite
© Brandmeyer
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16.09.2016
11
Dr. Elke Bruns , Magdeburg 13.09.2016
Schutzstreifenbreite: 2-2,5 m zur Kabelachse des äußeren Kabels
Freihaltungsverpflichtung von tiefwurzelnden Gehölze > 1 m Wurzeltiefe
Gründe:
Schutz des Kabels vor Beschädigungen (Wurzeldruck; Umschlingung und Herausreißen des Kabels bei Windwurf)
Gewährleistung Zugänglichkeit für Wartung und Fehlerfallbehebung
Freihalteverpflichtungen bedeuten
Einschränkungen für Wiederbestockung mit Gehölzen zur Wiederherstellung Lebensraum- und Verbundfunktion, insbes. bei Waldquerungen
nur wenige Gehölzarten mit < 1m Wurzeltiefe; diese sind i. d. R keine Waldbaumarten
wenn kühl-feuchtes Waldinnenklima nicht wiederherstellbar: Barriereeffekt der Schneise für bodenlebende Waldarten (Insekten /Käfer);
Konkretes Wirkungswissen und Erheblichkeitsschwellen für Barrierwirkung fehlen.
Alternative: Entwicklung von Offenlandbiotopen; ggf. mit insel- oder riegelartigen Gehölzbeständen
III Perspektiven - Freihalteverpflichtung im Schutzstreifen
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Dr. Elke Bruns , Magdeburg 13.09.2016
Insgesamt unterliegt die ökologische Trassengestaltung von EK-Trassen im Offenland und im Wald ähnlichen Restriktionen wie sie bei EGL-Trassen bestehen.
Die Spielräume für eine ökologische Trassengestaltung sind aufgrund der Freihaltungsverpflichtungen derzeit begrenzt.
Wenn Wiederherstellung gehölzgeprägter Biotope und ihrer Verbund-funktionen nicht möglich, muss Erhalt vor Wiederherstellung gehen.
Die Zulässigkeit (Tolerierung) punktueller/ abschnittweiser Gehölz-bestockung (Inseln, Riegel) ist von Sicherheits-, Wartungs- und Reparaturkonzepten abhängig und muss ggf. verhandelt werden.
Naturschutzfachlich wertvolle Trassen (Waldränder, Gehölzbestände sowie Offenlandbiotope) bedürfen in der Regel spezif. Pflegekonzepte.
Die Finanzierung der Pflege ist zu klären; sie muss ggf. außerhalb von Kompensationsverpflichtungen erfolgen, sofern sie nicht anrechenbar ist.
Fazit
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16.09.2016
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Dr. Elke Bruns , Magdeburg 13.09.2016
Vielen Dank für die Aufmerksamkeit
Dr. Elke Bruns
INER – Institut für nachhaltige Energie- und Ressourcennutzung
Umweltforschung und –beratung;
Hochwildpfad 47, 14169 Berlin
Email: [email protected]
Tel.: 030 / 24 37 93 05
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