Kampf gegen Blackouts:So werden die Stromnetze im Winter geschützt
von Jan Schneider und Oliver Klein
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Stromnetzbetreiber müssen die Netzstabilität um jeden Preis aufrechterhalten, um einen Blackout zu verhindern. Das klappt gut, wurde aber auch schon mal eng. So wappnen sie sich.
Droht im Winter ein großflächiger Stromausfall? Experten beruhigen.
Quelle: ZDF/ohde, christian
Die Mehrheit der Deutschen hat Angst vor einem großen Stromausfall: 53 Prozent äußerten in einer Umfrage des Civey-Instituts große Sorgen, dass es wegen der Energiekrise im Winter zu Stromausfällen kommt. Auch das Wirtschaftsministerium kann eine "krisenhafte Situation im Stromsystem im Winter" nicht vollständig ausschließen, hält sie jedoch für sehr unwahrscheinlich - das ist das Ergebnis des Stresstests, der Anfang September vorgestellt wurde.
Experten rechnen für diesen Winter nicht mit einem unkontrollierten, großflächigen Stromausfall, einem sogenannten Blackout. Viele halten ihn aber nicht für unmöglich. Doch wie würde ein solcher Blackout ausgelöst? Und was tun Stromnetzbetreiber, um ein solches Szenario zu verhindern?
Als Blackout wird ein flächendeckender Zusammenbruch des europäischen Übertragungsnetzes definiert, was es seit dem Zweiten Weltkrieg nicht gegeben hat. Es könnte theoretisch dazu kommen, wenn das europäische Übertragungsnetz mit mehreren erheblichen Störungen zur gleichen Zeit konfrontiert ist - etwa durch ein massives Unwetterereignis, dass große Schäden im Netz verursacht. Experten halten diese großflächigen Stromausfälle allerdings für höchst unwahrscheinlich. Was aber theoretisch notwendig werden könnte ist ein sogenannter Brownout.
Als Brownout - oder kontrollierte Lastabschaltung - bezeichnet man eine gezielte Abschaltung einzelner Regionen und Bereiche, um Strom zu sparen und so das Netz stabil zu halten. Auch das ist seit dem Zweiten Weltkrieg in Deutschland noch nicht vorgekommen und gilt als letztes Mittel der Stromnetzbetreiber, wenn der Strombedarf nicht mehr vollständig gedeckt werden kann. Durch die angespannte Situation auf dem Strommarkt, die Probleme der Atomkraftwerke in Frankreich und die Versorgungunsicherheit beim Erdgas sind solche Brownouts etwas wahrscheinlicher geworden, es handelt sich nach Aussage der Netzbetreiber aber weiterhin eher um ein geringes Risiko.
Wie entsteht ein Blackout?
Stabilität ist der entscheidende Faktor: Die Frequenz im Netz muss stabil bei 50 Hertz liegen. Sinkt oder steigt diese Frequenz zu stark, können elektrische Geräte oder gar die angeschlossenen Kraftwerke Schaden nehmen. Und da das Netz keine Elektrizität speichern kann, muss immer genau so viel Strom eingespeist werden, wie aktuell verbraucht wird.
Der Experte für Energieversorgung, Professor Harald Schwarz von der Technischen Universität Cottbus-Senftenberg, erklärt, wie sensibel das Stromnetz selbst auf kleine Schwankungen der Hertz-Frequenz reagiert: Schon bei einem Abfall auf 49,8 Hertz würden alle verfügbaren Reserven aktiviert, um einen weiteren Abfall zu verhindern. "Fallen wir auf 49 Hertz, werden die ersten Verbraucher abgeschaltet und gehen in einen regionalen Blackout", so Schwarz.
Fallen wir auf 48 Hertz sind fast alle Verbraucher vom Netz weg. Fallen wir auf 47,5 Hertz, trennen sich alle Kraftwerke vom Netz und wir sind im großflächigen und lang anhaltenden Blackout.
Harald Schwarz, Technische Universität Cottbus-Senftenberg
Deutschland will aussteigen: keine Kohle, kein Gas, keine Atomkraftwerke. Stattdessen wollen wir voll auf erneuerbare Energien umsteigen. Droht ein großer Strom-Blackout? 01.08.2022 | 43:30 min
Beinahe-Blackout bereits vor zwei Jahren
Im Januar 2021 habe es bereits eine kritische Situation gegeben, erklärt Schwarz. Weil zu viel Strom durch den Balkan nach Nordwest-Europa transportiert werden sollte, kam das System in massive Schwierigkeiten: "Es gab erst eine Überlastung in einer Schaltanlage in Kroatien und diese Anlage fiel aus. Damit musste der Strom, der bislang da durchgeflossen ist, durch die Nachbarleitungen und trieb diese in die Überlastung." Innerhalb kürzester Zeit seien alle Leitungen zwischen der Adria und dem Schwarzen Meer gekappt gewesen, so Schwarz. Dadurch kam es im Süden zu einem Stromüberfluss, im Nordwesten zu einem Strommangel - die Netzfrequenz sackte dort laut Netzbetreiber Amprion auf 49,74 Hertz ab.
Kein Katastrophenfall, aber ein klares Indiz, dass das Verbundnetz am Limit war und leider immer öfter und heftiger an dieses Limit gefahren wird.
Harald Schwarz, Technische Universität Cottbus-Senftenberg
In diesem Winter könnte es laut Schwarz wieder kritisch werden: Bei einer längeren "Dunkel-Flaute", wenn also wenig Strom durch Wind- oder Solarkraft produziert wird, müsse viel Strom im Ausland zugekauft werden. Möglicherweise gäbe es erneut eine regionale Überlastung der Netze, die eine fatale Kettenreaktion in Gang setzen könnte. "Und wenn das passiert, werden wir sehen, ob der Frequenzeinbruch so heftig wird, dass wir die 49 Hertz unterschreiten", so Schwarz.
Dass es so weit kommt, hält auch Energie-Fachmann Niko Paech von der Universität Siegen für möglich, schränkt jedoch ein: Das sei "unwahrscheinlich - außer ein besonders strenger Winter träte ein".
Europaweit geht aufgrund der Energiekrise die Sorge vor großflächigen Stromausfällen um. Wie wahrscheinlich sind Blackouts in Deutschland und wie bereitet man sich darauf vor?
von Lukas Wagner
Wie wird das Stromnetz stabil gehalten?
Für die Stabilität verantwortlich sind die Übertragungsnetzbetreiber. Vier große gibt es davon in Deutschland: 50Hertz, Amprion, TenneT und TransnetBW. Laut Laura Witzenhausen, Elektroingenieurin und Referentin der Systemführung bei Amprion, haben die Netzbetreiber verschiedene Sicherungsmechanismen aufgebaut, um Schwankungen beim Stromverbrauch auszugleichen:
Wir planen schon eine Woche im Voraus, wie viel Strom zu jeder Stunde des Tages voraussichtlich gebraucht wird und passen dann die Netzführung an.
Laura Witzenhausen, Netzbetreiber Amprion
Dabei werden selbst Prognosen zur Stärke des Windes einbezogen, Sonnenstunden, Kraftwerkkapazitäten im In- und Ausland oder auch planbare Anstiege im Verbrauch - etwa durch sinkende Temperaturen und dadurch mehr Energiebedarf beim Heizen.
Wie viel Gas verbrauchen Haushalte und Industrie? Wie voll sind die Gasspeicher? Wie viel Gas bekommt Deutschland? Grafiken zur Gasversorgung in Deutschland.
von H. Koberstein, R. Meyer, N. Niedermeier, M. Zajonz
Grafiken
Reservekraftwerke springen ein, wenn Strom nicht reicht
Sollte in dieser Planung deutlich werden, dass zu wenig Strom verfügbar ist, muss mit Reservekraftwerken gegengesteuert werden: Das sind Kraftwerke, die schnell hochgefahren werden können, um die nötige Energie zu erzeugen. In der Regel handelt es sich dabei um Gas- oder Wasserkraftwerke, Batteriespeicher können aber auch eine Rolle spielen.
Gerade in Bezug auf die Gaskraftwerke entspannt es die Lage aktuell sehr, dass die Gasspeicher komplett gefüllt sind. Und sollte das alles nicht reichen, gibt es noch Notreserveverträge mit dem Ausland. Das sei zwar dann teurer, aber "die Solidarität" zwischen den europäischen Systemführungen ist groß, meint Witzenhausen.
Durch die steigenden Gaspreise wollen viele auf elektrische Heizlüfter umsteigen. Sie sind derzeit ausverkauft. Einige Stadtwerke sind besorgt, dass eine hohe Nutzung von Heizlüftern das Stromnetz lahmlegt.08.08.2022 | 1:48 min
Heizlüfter-Horror-Szenario?
Und wenn es doch - trotz all der Bemühungen - nicht reicht? Dazu wird häufig das Szenario eines sehr plötzlichen Temperatursturzes in Europa beschrieben. Wenn es von einem auf den anderen Tag wesentlich kälter wird, braucht das Netz mehr Strom. Gerade in Frankreich wird viel mit Strom geheizt, das Land könnte also weniger Strom exportieren. Und auch in Deutschland wurden zuletzt viele Elektro-Heizlüfter verkauft.
Ist das Netz also unmittelbar in Gefahr, wenn viele plötzlich ihre Heizlüfter anwerfen? Nein, sagt Christoph Maurer von der Energieberatung Consentec und stützt damit auch die Einschätzung der Netzbetreiber. Zum einen ist die Strommenge, die Heizlüfter insgesamt verbrauchen, noch zu gering. Es könne sein, dass in manchen Gebieten die Sicherung rausfliegt, weil die Infrastruktur nicht auf die Strommenge vorbereitet sei. Einen Zusammenbruch könne das aber nicht verursachen.
Diese Ausfälle sind in einigen Fällen sicher lästig zu beheben, aber es ist kein Problem für das ganze Netz.
Christoph Maurer, Energieberatung Consentec
Im Idealfall sollte ein Haushalt bei einem Blackout mehrere Tage ohne fremde Hilfe auskommen. Dazu braucht es ausreichend Hygieneartikel, eine gefüllte Hausapotheke mit wichtigen Medikamenten und Verbandsmaterial, haltbare Lebensmittel und vor allem Wasser – das Bundesamt für Bevölkerungsschutz empfiehlt zwei Liter Flüssigkeit pro Tag und Person.
Wer sich einen eigenen Stromerzeuger anschaffen will, sollte sich im Vorfeld über die richtige Lagerung und den Aufstellort informieren, da ansonsten unter anderem Erstickungsgefahr droht.
Stromunabhängige Zubereitungsgeräte wie Camping-Kocher, dazu benötigtes Brennmaterial und Lichtquellen wie Kerzen oder Kurbeltaschenlampen sollten daheim lagern. Gleiches gilt für Batterien und damit betriebene Radiogeräte, mit denen man sich auch ohne Smartphone weiter über die aktuelle Situation informieren kann.
Quelle: Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe