Im Stromnetz muss immer genau so viel Strom erzeugt werden, wie gerade verbraucht wird. Bei einer massiven Störung des Gleichgewichts zwischen Erzeugung und Verbrauch kommt es zum Blackout.
Was kann einen Blackout auslösen?
Mögliche Ursachen für so eine Störung können, Netzstörungen, Kraftwerksausfälle und unerwartete Nachfrage- oder Leistungsspitzen sein. Aber auch Maktmanipulationen, Hackerangriffe auf Netzbetreiber oder Kraftwerke oder Sabotageakte erhöhen das Blackout-Risiko. Auch Versorgungsengpässe bei den erforderlichen Energieträgern, wie Kohle und Gas können einen Blackout auslösen.
Ein einzelnes lokales Ereignis reicht im Normalfall allerdings nicht aus um einen Blackout hervorzurufen. Wenn aber mehrere Ursachen gleichzeitig auftreten ist ein großflächiger Stromausfall wahrscheinlich.
Eine instabile Stromversorgung lässt sich an der Netzfrequenz erkennen. Je höher das Ungleichgewicht zwischen Stromerzeugung und Verbrauch um so größer ist die Abweichung der Netzfrequenz von den üblichen 50 Hz.
Können die Netzbetreiber auf eine entsprechende Abweichung nicht schnell genug durch Einsatz von Regelenergie oder Abwurf großer Verbraucher reagieren, kommt es zum Abwurf von Teilnetzen. Dies kann zu einem Dominoeffekt führen, der das gesamte europäische Stromnetz zum Kollaps führen kann.
Für das steigende Blackout-Risiko gibt es mehrere Gründe.
Fehlende Leistung im Kraftwerksverbund
Windkraft- und Solaranlagen können keine gesicherte Leistung zur Verfügung stellen. Die Stromerzeugung dieser Anlagen sind wetter- und tageszeitabhängig. Unabhängig wie viele dieser Anlagen man in Zukunft noch baut, liefern diese bei Dunkelflaute keinen Strom. Deshalb müssen immer genügend Backup-Kraftwerke zur Verfugung stehen, die dann einspringen können.
Durch den Atom- und Kohleausstieg wird aber immer mehr sichere Kapazität vom Netz genommen. Konkret sind das kumuliert 12 GW bis 2023, 25 GW bis 2030 und 42 GW bis 2039.
Aktuell gibt es in Deutschland noch 91 GW gesicherte Leistung, die gerade noch ausreicht den Strombedarf zu decken. Bis 2035 entsteht aber nach dem aktuellen Netzentwicklungsplan bereits eine Versorgungslücke von 44 GW.
Fehlender Netzausbau
Allerdings reichen die 91 GW gesicherte Leistung nur rein theoretisch, denn wenn in Norddeutschland noch Reserven vorhanden sind, der Strom aber in Süddeutschland benötigt wird, fehlen die erforderlichen Leitungen um den Strom auch dorthin zu bringen.
Baden-Württemberg und Bayers sind aufgrund der Abschaltung der Atomkraftwerke bereits nicht mehr in der Lage sich autark mit Strom zu versorgen. Der erforderliche Ausbau der Nord-Süd- Stromtrassen hängt aber dem Plan um Jahre hinterher. Der Ausbau sollte rechtzeitig zum Atomausstieg fertig sein.
Wenn allerdings alle geplanten Leitungen fertig sind, können sie in Summe nur 10 GW Leistung übertragen. Das ist deutlich weniger als die Leistung der abgeschalteten Atomkraftwerke im Süden.
Volatile Wind- und Solarstromproduktion
Bei einem unerwarteten Ausfall eines konventionellen Kraftwerks geht es um eine Kapazität unter einem1 Gigawatt Leistung. Bei unerwarteten Schwankungen beim Wind hingegen kann aber eine plötzliche Leistungsdifferenz von mehreren Gigawatt auftreten. Ebenso kann eine unerwartete großflächige Bewölkungzu einem massiven Abfall der Solarstromproduktion führen.
Dann müssen die Netzbetreiber die Schwankungen durch entsprechende Eingriffe auszugleichen. Diese sogenannten Redispatch-Maßnahmen haben sich seit 2010 von 1.8 GWh auf 15.6 GWh nahezu verzehnfacht. Diese Eingriffe sind ein Gradmesser für die Netzstabilität und zeigen, dass es immer schwieriger wird das Netz stabil zu halten
Fehlende Regelenergie
Solar- und Windstrom machen aber auch bei hoher Stromerzeugung Probleme. Denn die Ökostromanlagen haben Vorrang bei der Netzeinspeisung. Bei hoher Stromerzeugung durch Wind- und Solaranlagen müssen dann konventionelle Kraftwerke vom Netz. Diese Kraftwerke haben aber sehr große Schwungmassen, die das Netz bei Frequenzschwankungen stabilisieren. Mit der Abschaltung der konventionellen Kraftwerke fehlt dann die stabilisierende Schwungmassen, die man zur Überbrückung dringend benötigt. Die Störanfälligkeit steigt damit und damit auch das Blackout-Risiko.
Bei einem Stromnetz mit überwiegend Wind- und Solaranlagen müssten Akkus für einen entsprechenden Ausgleich sorgen. Diese sind allerdings extrem teuer und werden noch lange nicht im ausreichenden Maß zur Verfügung stehen.
Steigender Stromverbrauch
Der aktuelle Netzentwicklungsplan sieht bis zum Jahr 2035 eine Spitzenlast von 106 GW vor das sind 24 GW mehr als heute zur Verfügung steht. Der Mehrbedarf resultiert aus der zunehmenden Elektrifizierung bei Fahrzeugen und Heizungen.
Heizungen laufen aber hauptsächlich im Winter und je niedriger die Außentemperatur umso höher ist der Stromverbrauch. Im Winter produzieren die Ökostromanlagen allerdings jahreszeitlich bedingt viel weniger Strom. Wenn die niedrige Leistung auf der Erzeugerseite auf eine erhöhte Nachfrage trifft steigt auch das Blackout-Risiko.
Fehlende Gaskraftwerke
Für die Energiewende waren ursprünglich mehr als 100 Gaskraftwerke für eine gesicherte Leistungsreserve geplant. Aktuell stehen aber nur Gaskraftwerke mit einer Kapazität von insgesamt 27 GW Kapazität zur Verfügung. Bis zum Jahr 2035 ist ein weiterer Ausbau um 12 GW geplant. Das ist in Summe viel weniger als man durch den Rückbau von Atom- und Kohlekraftwerken im gleichen Zeitraum vom Netz nimmt. Es fehlt an Investoren für die neuen Kraftwerke, denn es gibt kein Geschäftsmodell für einen profitablen Betrieb dieser Reservekraftwerke. Deshalb lehnen die großen Stromversorger wie RWE oder Uniper dankend ab und investieren lieber im Ausland. Die Deckungslücke an gesicherter Stromerzeugung wird dadurch immer größer.
Abschaltbare Lasten und Lastabwurf
Bei akutem Strommangel bleibt den Netzbetreibern zur Vermeidung eines Blackouts dann noch ein letztes Mittel, die sogenannten Brownouts. Darunter versteht man kontrollierte Lastabwürfe.
Eine Vorstufe zur Trennung von Teilnetzen sind die abschaltbaren Lasten. Hier werden Industriebetriebe mit hohem Stromverbrauch zuerst vom Stromnetz getrennt. Diese Betriebe haben mit den Netzbetreibern entsprechende Verträge und können für die Bereitschaft vom Netz getrennt zu werden ihren Strom billiger beziehen. Dieses Jahr wurden bereit Industiebetriebe vom Netz getrennt um einen Blackout zu verhindern. Die entsprechenden Einnahmeausfälle bezahlt der normale Verbraucher mit der Umlage für abschaltbare Lasten, die auf den Strompreis erhoben wird.
Das Blackout-Risiko steigt zunehmend
Mit der Abschaltung weiterer Atom- und Kohlekraftwerken geht immer mehr gesicherte Leistung verloren. Gleichzeitigt steigt der Strombedarf immer weiter an. Der Ausbau der erneuerbaren Energien kann das Defizit nicht annähernd decken. Der Netzausbau kommt nicht voran. Lieferengpässe bei Kohle und Gas sorgen für weitere Unsicherheit in der Versorgung.
Es ist nur eine Frage der Zeit bis die Versorgung zusammenbricht. Bereiten Sie sich deshalb rechtzeitig auf einen langanhaltenden Stromausfall vor.
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