Blackout möglich?!

Hintergrundinformationen zum VDE: Ist die Stromversorgung in Deutschland gesichert?

Wie sicher ist die Stromversorgung in Deutschland? Diese Frage wird nach dem Zusammenbruch des Stromnetzes in Nordamerika sowie dem jüngsten Stromausfall in Italien immer häufiger gestellt. Sie wird allerdings nicht immer so differenziert beantwortet, wie es aus Sicht des Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V. (VDE) nötig wäre.

Hochspannungsmasten© Günter Menzl / Fotolia.com

Laut VDE besteht einerseits angesichts der guten Substanz der Stromnetze und der Sicherheitsphilosophie in Deutschland kein Grund zur Panikmache. Andererseits sollten nach Ansicht der VDE-Experten die Stromausfälle zum Anlass genommen werden, eine langfristig tragfähige Energiestrategie zu entwickeln. "Wenn nämlich Energiemix und Netzstrukturen nicht bald auf die Herausforderungen der Zukunft eingestellt werden, könnte die Zuverlässigkeit des Stromnetzes in den nächsten 20 Jahren erheblich sinken", heißt es vom Verband.

Informationsverarbeitung Hauptursache des Blackouts in den USA?

Nach VDE-Analysen wurde der Blackout durch das Zusammentreffen zweier dauerhafter Kraftwerksausfälle und eines durch Buschfeuer verursachten Leitungsausfälle ausgelöst. Die Leitungsausfälle führten zu Netzüberlastungen, Kurzschlüssen und einer Kaskade von Ausfällen. Die Spannung sank ab, die üblichen Transitrouten wurden unterbrochen und schließlich bestanden nur noch Inselnetzbildungen mit unausgeglichener Leistungsbilanz.

Die Hauptursache für den Blackout sei jedoch eine andere gewesen: Einige Ausfälle wurden den Netzleitstellen nicht mitgeteilt. Da der kritische Netzzustand nicht wahrgenommen wurde, gab es auch keine rechtzeitige Reaktion auf die entstehenden Überlastungen. Als Erklärung dafür kämen ein Versagen der Schutz- und Leittechnik und konzeptionelle Probleme in der Informationsverarbeitung in Frage. Tatsache sei, dass in den USA sowohl eine Vielzahl alter elektromechanischer Relais unterschiedlicher Hersteller und Schutzgenerationen im Einsatz sind, als auch auf die üblichen Sicherheitsmechanismen in den Kommunikationsdiensten (z.B. nach der internationalen Norm IEC 61850) meist verzichtet wird. Darüber hinaus hätte nach Einschätzung der VDE-Experten eine lokale Blindleistungssteuerung das Problem der Netzüberlastung mindern können. Die genaue Rekonstruktion der Ereignisse bleibt allerdings schwierig, da die Berichte der betroffenen Netzbetreiber nicht konsistent sind.

Blackout wie in den USA in Deutschland unwahrscheinlich

Die VDE-Experten weisen in diesem Zusammenhang darauf hin, dass großflächige Stromausfälle zwar auch in Deutschland nicht generell ausgeschlossen, aber doch sehr viel unwahrscheinlicher sind als in den USA. Dies liege vor allem an der deutschen Sicherheitsphilosophie im Hinblick auf Netzkonfiguration, Schaltanlagen-Design, Schutz- und Leittechnik sowie Lastabwurf und Regelleistung. So sei die Netzkonfiguration - anders als in den USA - durch eine homogene Verteilung von Last und Erzeugung sowie ein dichtes Übertragungsnetz mit relativ kurzen Leitungslängen (Deutschland normalerweise unter 100 Kilometern, maximal 300 Kilometer, USA normalerweise mehrere 100 Kilometer, maximal 1500 Kilometer) charakterisiert.

Auch in der Schutz- und Leittechnik würden sich erhebliche Unterschiede zeigen. Die Schutzausrüstung hätte einen deutlich höheren Standard, und der Informationsaustausch erfolge über sichere Verbindungen (und nicht über das Internet). Während in Deutschland beispielsweise bei Ersatz eine Komplettumrüstung auf digitale Technik erfolgt und hohe Sicherheitsstandards angewandt werden, wird in den USA oft mit veralteter Technik auf einem niedrigeren Sicherheitsniveau gearbeitet. Beim Schaltanlagen-Design setzt Deutschland im Stromverbund UCTE auf Mehrfachsammelschienenanlagen bis Dreifachsammelschiene. Diese sind zwar nicht so billig wie die in Nordamerika verwendeten Polygonschaltungen, aber flexibler und zuverlässiger. Ähnlich positiv für Deutschland fällt der Vergleich beim Lastabwurf und bei der Regelleistung aus.

Italien-Szenario näher an deutscher Energieproblematik

Die Ereignisse in den USA sind laut VDE geografisch und sachlich relativ weit entfernt von der deutschen Energieproblematik. Anders verhalte es sich bei dem Stromausfall in Italien am 28. September 2003, von dem 57 Millionen Menschen betroffen waren. Italien ist wie Deutschland Teil des europäischen Stromverbunds UCTE, ist aber gegenwärtig schon mit größeren Strukturproblemen konfrontiert, die bei energiepolitischer Fahrlässigkeit auch auf Deutschland zukommen könnten: zu geringe Erzeugung im eigenen Land, hohe Importabhängigkeit, häufige Netzauslastung bis an die äußerste Grenze, zu wenig Investitionen in Erzeugung und Netze.

Am 28. September führte nach bisherigen Erkenntnissen der Ausfall einer 380 kV-Übertragungsleitung in der Schweiz und durch anschließende Überlastung Ausfälle weiterer Übertragungsleitungen zu einem Importausfall in Höhe von mehr als 6000 Megawatt. Das hieraus entstehende Leistungsdefizit führte zum Netzzusammenbruch in Italien. Um die Frequenz im europäischen UCTE-Verbund stabil zu halten, musste die Leistung von Kraftwerken reduziert und teilweise Pumpspeicher-Kraftwerke angefahren werden.

Risiken für deutsches Stromversorgungssystem steigen

In gewisser Weise sei Deutschland als UCTE-Verbundmitglied bereits betroffen gewesen, konstatiert der VDE. Bedenklicher sei aber, dass Deutschland momentan auf ein ähnliches Szenario wie Italien zusteuere, wenngleich zum Teil aus anderen Gründen. Deutschland ist laut VDE noch weitestgehend von einer verbrauchsnahen Stromerzeugung geprägt. Aber durch die großflächige Nutzung der Windkraft im Norden, die Stillegung von Kraftwerken und durch immer mehr Horizontaltransite im liberalisierten Energiemarkt finde zurzeit eine Verschiebung statt. Die Netzstabilität sei zwar gegenwärtig noch nicht gefährdet. Die Energietechniker im VDE weisen jedoch darauf hin, dass Deutschlands Netze nicht für Stromtransite über große Entfernungen konzipiert und geeignet sind.

Auch im Bereich Regelleistung können sich nach Ansicht des VDE Probleme auftun. Durch den wachsenden Anteil der schwankungsstarken Windleistung stiegen die Anforderungen an die Regelfähigkeit der Kraftwerke, an die Spannungshaltung und an die lastnahe Blindleistungsbereitstellung. Diese wird sich regional zusätzlich durch die erwähnten horizontalen Transite erhöhen.

Perspektivisch ist die Versorgungszuverlässigkeit aus VDE-Sicht deshalb in Gefahr, und zwar aus technischen, wirtschaftlichen und politischen Gründen. Ähnlich wie in den USA finde auf dem deutschen und europäischen Strommarkt ein harter Preiswettbewerb statt. Unter dem Druck, Strom zu niedrigen Preisen anzubieten, würden Investitionen zurückgestellt, Betriebszeiten von Anlagen verlängert und die Aufwendungen in Instandhaltungsmaßnahmen zurückgefahren. Darüber hinaus würden Anlagenauslastung und Energiehandel zunehmen, während Netze verschlankt, Netzreserven abgebaut und Erzeugungsreserven minimiert würden. Weiter könnten sich der Verlust von Fachwissen und der sich abzeichnende Nachwuchsmangel negativ auswirken.

Bisher hätte die gute Substanz der deutschen Stromnetze einen spürbaren Qualitätsverlust bei der Stromversorgung verhindert. Angesichts der Hitze und niedrigen Flusswasser-Pegelstände der vergangenen Wochen könnten laut VDE jedoch regional und zeitlich begrenzte Stromabschaltung auch in Deutschland nicht mehr ausgeschlossen werden. Vor diesem Hintergrund stelle sich die Frage, ob auch in einer wirklichen Notsituation noch genügend Kraftwerkreserven zur Verfügung stünden - zumal dann, wenn mehrere der genannten Risikofaktoren ungünstig zusammenwirken.

Energiestrategie für zukunftsfähigen Energiemix

In den Augend es VDE wird die Zuverlässigkeit der deutschen Stromversorgung wird durch drohende Leistungsdefizite in Frage gestellt. So ist geplant, zwischen 2004 und 2021 alle Kernkraftwerke stillzulegen sowie die Kohleverstromung zu reduzieren. Das damit entstehende Leistungsdefizit soll durch Erneuerbare Energien kompensiert werden. Dies stelle eine enorme technische und finanzielle Herausforderung dar. Denn um die dezentrale Energieeinspeisung im allgemeinen sowie die Übertragung von Windenergie von Nord nach Süd im besonderen erhöhen zu können, sind - wie bereits angesprochen - erhebliche Netzausbauten mit komplizierten Genehmigungsverfahren nötig, gibt der VDE zu bedenken.

Darüber hinaus würden die genannten Leistungsschwankungen der Windenergie-Einspeisung bis zu 100 Prozent betragen, so dass erhebliche Regelleistung durch konventionelle Kraftwerke bereitgestellt werden muss. Diese Kraftwerke werden aber nach der bisherigen Zurückhaltung in den Planungen für das Energieszenario 2020 nicht termingerecht zur Verfügung stehen. Denn der Ersatzbedarf bis 2020 betrifft die Hälfte aller Kraftwerke und beläuft sich auf etwa 40 000 Megawatt. Der VDE weist deshalb darauf hin, dass auch in Zukunft ein Energiemix aus Kohle, Gas, Kernkraft und regenerativen Energien gesichert und eine langfristig tragende Energiestrategie entwickelt werden muss.

VDE-Task Force eingerichtet

Nach Meinung des VDE müssen die Stromausfälle in Nordamerika, England, Südschweden und Dänemark sowie in Italien gründlich analysiert werden. Auf dieser Basis gilt es, Schlussfolgerungen für das deutsche Stromversorgungssystem zu erarbeiten. Zu diesem Zweck hat die Energietechnische Gesellschaft im VDE eine Task Force eingerichtet. Sie arbeitet nach ihrer 1. Sitzung Ende September an einem Bericht über die Stromausfälle, der im November der Öffentlichkeit vorgestellt und in Berlin mit Vertretern aus der Politik diskutiert werden soll. "Wie auch immer die Ergebnisse der Analysen im Detail aussehen mögen: Bereits die bekannten Fakten zeigen klar, dass die deutsche Stromversorgung gründlich auf den Prüfstand gestellt werden muss. Darüber hinaus ist es dringend erforderlich, ein zukunftsfähiges Konzept für die Energieversorgung in den nächsten Jahrzehnten zu entwickeln und die dafür nötigen Investition zu tätigen", schließt der VDE seine Ausführungen ab.

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