Blackout – Das Undenkbare zu denken wagen

Letzte Aktualisierung am 16. März 2016.

Unter dem Motto „Blackout – Das Undenkbare zu denken wagen“ (Veranstalter EW-Medien) fand am 01. und 02. März in Stuttgart die 4. Fachtagung zum Thema „Blackout“ statt (siehe auch 3. Fachtagung 2015: Blackout – Vorbeugung, Bewältigung, Wiederaufbau). Blackout: Frequenz + Spannung + Strom = Null

Erkenntnisse aus der Fachtagung

Die Eindrücke waren ambivalent. Einerseits wurden viele unserer Wahrnehmung zur schwindenden Netzsicherheit, zur zunehmenden Anzahl kritischer Eingriffe und der Ignoranz des Marktes gegenüber der physikalischen Realität aufs Neue bestätigt bzw. verstärkt. Experten zweifeln zunehmend an der Beherrschbarkeit dieser Entwicklungen. Trotzdem ist die Gesellschaft weiterhin nicht im Mindesten auf so ein extrem einschneidendes Ereignis vorbereitet.

Besonders muss auf die zunehmende Verletzlichkeit der kritischen Infrastrukturen durch vermehrten Einsatz der Informations- und Kommunikationstechnik hingewiesen werden. Das trifft verstärkt auch auf Entwicklungen zu, die mit dem Thema „Industrie 4.0“ propagiert werden. Die Beiträge zum Thema IT-Sicherheit verdeutlichten zudem, dass wir deutlich umsichtiger an das Thema „Smart Grids“ herangehen sollten, was auch gerade durch aktuelle Meldungen wie „Drohen deutschen Kraftwerken russische Hacker-Angriffe?“ unterstrichen wird.

Einen besonderen Höhepunkt stellten die Ausführungen von Professor Stefan Bornholdt von der Universität Bremen, Complex Systems Lab, dar. Er verdeutlichte sehr anschaulich, welche Gefahren durch ein nachweisbares Schwarmverhalten beim Einsatz von Smart Meter und dynamischen Strompreisen entstehen: Blackout durch intelligente Stromzähler. Hier kollidieren regelrecht die Wunschvorstellungen der Markt“fetischisten“ mit der von ihnen ignorierten physikalischen Realität.

Eindringlich wurde deutlich, dass die Energiewende noch ganz am Anfang steht, die notwendigen Entwicklungen nicht durchdacht und nicht zu Ende gedacht sind. Zudem sind die anstehenden Herausforderungen viel größer, als sie derzeit erscheinen. Sie sind aber zu bewältigen. Das erfordert jedoch ein neues Denken und Handeln, ganz nach Albert Einstein: „Probleme kann man niemals mit derselben Denkweise lösen, durch die sie entstanden sind.“

Die andere Seite unserer Wahrnehmungen waren die erfreulichen Beiträge österreichischer Verteilnetzbetreiber, die ihre Erkenntnisse aus den Vorbereitungen für den Netzwiederaufbau nach einem Blackout präsentierten. Es besteht durchaus eine realistische Hoffnung, dass die Wiederherstellung einer stabilen Stromversorgung in Österreich nach einem europaweiten Stromausfall binnen 24 Stunden möglich sein wird. Das Vorhandensein schwarzstartfähiger Wasserkraftwerke und die regelmäßigen Übungen sind ein unschätzbarer Vorteil. Ob ein Netzaufbau in anderen Ländern auch so gelingen würde, muss bezweifelt werden. Damit bleiben die Einschätzungen bzgl. der Beeinträchtigung der Versorgung der Bevölkerung mit lebenswichtigen Gütern weiterhin gültig, denn viele Prozess- und Logistikketten sind heute transnational organisiert und werden daher erst dann ordnungsgemäß funktionieren, wenn in weiten Teilen Europas wieder eine zuverlässige Stromversorgung sichergestellt ist.

Nachfolgend einige Eindrücke aus den Vorträgen.

Herausforderungen

Beispiele

Wie an der Darstellung erkennbar ist, wird die Kompensation der Kernenergie bzw. besonders der Braunkohle nicht ganz so einfach von statten gehen. Insbesondere, wenn man beispielsweise die Stromerzeugung in den vergangenen 31 Tage in Deutschland rein aus Wind (blau) und Sonne (gelb) betrachtet. Die Varianz lag dabei zwischen rund minimal 1,5 und maximal über 40 GW!! Zum Vergleich, das Donau-Flusskraftwerk Wien-Freudenau kann rund 0,172 GW maximal produzieren. Der Baustein „Energiebevorratung“ ist für eine erfolgreiche Energiewende unverzichtbar. Wirklich brauchbare Lösungen sind aber noch weit entfernt, um nur ansatzweise den heutigen Bedarf decken zu können. Eine Energiewende ohne Bedarfssenkung ist daher aus heutiger Sicht ziemlich illusorisch.

Die hellblauen „Spitzen“ sind auf Netzstützungsmaßnahmen (Kraftwerk Timelkam) zurückzuführen.

Wie ein Netzaufbau mit einem hohen Erneuerbaren Energieanteil funktionieren wird, kann heute noch niemand sagen. Gleichzeitig nimmt die Verfügbarkeit von thermischen Kraftwerke zunehmend ab. Hier besteht definitiv ein „Experimentstatus“ mit ungewissem Ausgang.

Krisenvorbereitung

Österreich kann durchaus als „Insel der Seeligen“ bezeichnet werden. Diese „Notstromaggregate“ werden – sollte es nicht massive Probleme beim Wasserstand geben, erheblich zu einem raschen Netzwiederaufbau beitragen. Dieses Potential könnte noch dazu durch regulatorische Maßnahmen – die Förderung von dezentralen schwarzstartfähigen Kraftwerken – deutlich erhöht werden, was bisher von der Regulierungsbehörde E-Control abgelehnt wird. Siehe dazu auch BlackÖ.2: Blackoutprävention und –intervention – Endbericht.

Ein „rascher“ Netzwiederaufbau kann gelingen, hängt jedoch doch von einigen Rahmenbedingungen ganz entscheident ab, was nie vergessen werden sollte.

Aus dem Erfahrungsbericht der ENTSO-E zum Blackout in der Türkei am 31.03.2015

Report on Blackout in Turkey on 31st March 2015 – Final Version 1.0 – siehe auch Blackout in der Türkei: War eine Kette von Fehlern verantwortlich?, Größter Stromausfall seit 15 Jahren legt Türkei lahm

After the major disturbances in Western Europe in 20031 and in 20062, the disturbance of March 31st 2015 was the third serious event in the Continental European (CE) System within the last 15 years. All these three events had similar characteristics such as high corridor loading, underfrequency load shedding and non-conform power plant behaviour with respect to abnormal frequency deviations.

Even for Turkey, the total system black-out had only minor negative effects as most of the critical infrastructure equipment possesses its own emergency power supply, and the power system restoration process was finished in a quite short time. It was reported that e.g. mobile communication in Turkey was functional at all times during the blackout and airport traffic was not affected either.

A lesson has been learned from each of the past blackouts in the industrialized countries, which helps to make the transmission system more robust in the future.

A large electric power system is the most complex existing man-made machine. Although the common expectation of the public in the economically advanced countries is that the electric supply should never be interrupted, there is, unfortunately, no collapse-free power system. 

The restoration time after the blackout on 31st March 2015 was shorter than it has been reported in case of other blackouts of large power systems in industrialized countries. It was satisfactory. Experience has however shown that the restoration is speeded-up if the disconnected thermoelectric generating units remain in service supplying their auxiliary services (load rejection capability).

Anmerkung: Eine derart rasche Wiederherstellung der Stromversorgung ist in Zentraleuropa nicht zu erwarten, was vor allem am sehr hohen Anteil an dezentralen Erzeugungsanlagen liegt, da diese sich anders verhalten, als konventionelle Großkraftwerke. In der Türkei gibt es etwa nur rund 5 GW Wind + Sonnenkraftwerke, alleine in Deutschland sind das über 80 GW! Die Auswirkungen auf die restliche Kritische Infrastruktur dürften in Europa ebenfalls deutlich negativer ausfallen, wie viele regionale Beispiele zeigen. Daher geht es einmal mehr nur um die Frage: Wären wir darauf vorbereitet?

 

Steigende Komplexität

 

Was da noch im Rahmen von Industrie 4.0 auf uns bzw. das Stromversorgungssystem zukommen wird, lässt sich nicht abschätzen. Es scheint jedoch sehr realistisch zu sein, dass wir durch die Wechselwirkung der steigenden Komplexität noch einige böse Überraschungen erleben werden, insbesondere, wenn wir am bisherigen linearen und großtechnischen Denken festhalten.

Ausblick

Siehe dazu das Energiezellensystem.