Der Redakteur | 17.06.2019 Ist ein großer "Blackout" auch in Deutschland möglich - wie gerade in Südamerika?

In ganz Argentinien und Teilen der benachbarten Länder (wie Uruguay und Chile) war am Wochenende der Strom ausgefallen. Mehrere Fragensteller wollten deshalb wissen: Kann das hier auch passieren?

von Thomas Becker

Vor Hochspannung warnt ein Schild vor dem Umspannwerk.
Achtung, Hochspannung! Bildrechte: dpa

Stellen wir uns einen Diesel-Generator vor. Dieser hat eine Leistung von 5 kW, er liefert 230 V und das mit unserer Frequenz von 50 Hertz. Beides muss bei unseren empfindlichen technischen Geräten auch sehr zuverlässig ankommen.

Nun läuft also unser Diesel-Generator, versorgt ein paar Lampen und Netzteile (macht 500 Watt), einen Fernseher (500 Watt) und einen PC mit Bildschirm (500 Watt). Auch ein Wasserkocher dampft vor sich hin (2000 Watt). Es werden also von den 5 KW=5000 Watt, die unser Generator bereitstellen kann, schon mal 3500 abgefragt. Noch ist alles im grünen Bereich. Doch jetzt kommt Mutti und schaltet den Fön ein. 2.000 Watt kommen nun auf einen Schlag hinzu. Der Generator geht in die Knie, die Drehzahl verringert sich, Spannung und Frequenz sinken ab und nun stellt sich die Frage, wie die einzelnen Geräte damit umgehen bzw. welche Sicherheitseinrichtungen (Sicherung) am schnellsten ist. Vielleicht schaltet sich nur ein Gerät ab (der Fernseher) oder die Sicherung des Generators reagiert. Das jeweilige Ergebnis reicht vom Ausfall einzelner Verbrauchersysteme bis zum Totalausfall.  

Und nun stellen wir uns dieses System einmal als europaweites Stromnetz vor: Dieses sogenannte Höchstspannungsnetz verdient mit 220 bis 380 kV seinen Namen. Wir reden da von 380.000 Volt und den beliebten Trassen ("Südlink"), die unsere schöne Landschaft zerstören. Unser kontinentaleuropäisches Netz deckt von Dänemark abwärts den gesamten Kontinent ab und außerdem die Türkei und Nordafrika bis zur Westsahara. Die Nordeuropäischen Staaten und die Briten haben ein eigenes Netz und das russische Verbundsystem ist von seiner räumlichen Ausdehnung her natürlich das größte Verbundnetz.

Bleiben wir aber mal bei unserem kontinentaleuropäischen Netz. Das hat wie alle anderen Netze auch das Problem, dass es eigentlich den Strom nur durchleitet und nicht speichert. Das bedeutet: Genau genommen muss immer genau so viel Strom eingespeist werden, wie abgenommen wird. Auf unseren Diesel-Generator bezogen hätte in dem Moment, als Mutti ihren Fön angeworfen hat, irgendein kleiner Zusatzgenerator anspringen und die fehlenden 500 Watt liefern müssen.

Im Großformat heißt das: Geht die Nachfrage nach oben, dann sinkt die Frequenz im Netz, sinkt die Nachfrage, dann geht die Frequenz rauf. Zwischen 49,95 und 50,05 Hertz pendelt die Frequenz bei uns im Laufe eines Tages und die Frequenz ist auch die sogenannte Führungsgröße, auf die die Experten schauen, die für letztlich die weitgehend automatisch ablaufenden Prozesse verantwortlich sind. Grundsätzlich gilt, dass ein großes Netz einfacher stabil zu halten ist, als ein kleines. Das sieht man am Beispiel unseres Diesel-Generators. Um es mit einer vollen Badewanne zu vergleichen: Der Wasserspiegel wird sich nicht merklich bewegen, wenn ich einen halben Zahnputzbecher entnehme. Wenn aber aus einem Zahnputzbecher die Hälfte ausgieße, ist das sofort sichtbar.

Kühltürme eines Braunkohlekraftwerks.
Kühltürme eines Braunkohlekraftwerks. Bildrechte: MITTELDEUTSCHER RUNDFUNK

Der Schweizer Übertragungsnetzbetreiber Swissgrid hat das Wechselspiel der Stromflüsse zwischen den umliegenden Ländern auf seiner Internetseite sehr übersichtlich dargestellt. Die Swissgrid ist quasi eine Schnittstelle für den Stromaustausch zwischen Italien im Süden, Österreich im Osten, Frankreich im Westen und Deutschland in Norden. Aus Richtung Frankreich (Atomkraftwerke) ist es quasi eine Einbahnstraße, hier fließen die Megawatt kontinuierlich. Deutschland nimmt oder gibt je nach Sonneneinstrahlung und Windstärke, die Österreicher fallen kaum ins Gewicht und die Italiener halten dauerhaft die Hand auf.

Solche Schnittstellen innerhalb der Höchstspannungsnetze gibt es überall auf der Welt und analog dazu auch in den Hochspannungs- und Mittelspannungsnetzen. Dazwischen sind - wie bei unseren Netzteilen am Computer - Transformatoren, die eben dann von 380 kV, über 10 kV bis hinunter auf unsere heimatlichen 230 Volt +/- 23 V die Spannung regeln. Wenn alles gut geht.

Wenn nicht, dann sind wir bei dem, was am Wochenende in Südamerika passiert ist. Vor einem solchen totalen Blackout sollen aber verschiedene Sicherungssysteme schützen. Das kann klappen, muss aber nicht. Aktuell laufen unsere Leitungen im Höchstspannungsbereich häufig an ihrer Leistungsgrenze. Mehr geht also manchmal nicht. Und nun stellen wir uns vor, bei einer Handvoll von Höchstspannungsleitungen fällt plötzlich eine der Leitungen aus. Im Ergebnis müssten die verbleibenden die Last noch mit übernehmen, obwohl sie ja selbst schon bei "Oberkante-Unterlippe" angekommen sind. An dieser Stelle greifen dann Abschalt- und Umschaltautomatismen um zu verhindern, dass Leitungen überlastet werden oder im Netz Überkapazitäten auftreten.

Dass es auch in unserem europäischen Stromnetz zu größeren Ausfällen kommen kann, das hat der 4. November 2006 gezeigt. Damals sollte eigentlich nur ein sehr großes Kreuzfahrtschiff von der Meyer-Werft in Papenburg über die Ems zum Meer ausgeschifft werden. Weil da auch unter zwei Höchstspannungsleitungen durchgefahren werden musste, sollten diese kurzzeitig abgeschaltet werden. Das war auch alles geplant, beantragt und durchgestellt, bis auf die Vorverlegung der Aktion von 1 Uhr (5.11.) auf 22.00 Uhr (4.11.) Zumindest kam diese Information nicht mehr überall rechtzeitig an und dann nahm das Drama seinen Lauf. Salopp gesagt lieferten die Windräder in der Nordsee fleißig Strom, den aber die verbliebenen Leitungen so schnell gar nicht gen Süden liefern konnten. Eine Leitung nach der anderen schaltete sich wegen Überlastung automatisch ab und am Ende stand halb Europa im Dunkeln.

Geholfen hatten verschiedene Maßnahmen, wie zum Beispiel das Aufspalten des kontinentaleuropäischen Netzes in drei kleine - es wurden also quasi an ein paar Verbindungsstellen die Stecker gezogen. Eine wichtige Rolle zur Stabilisierung des Stromnetzes spielte dabei dann unser Pumpspeicherwerk in Goldisthal. Das ist in der Lage, innerhalb kürzester Zeit die Pumpen anzuwerfen, damit das Wasser vom Unterbecken ins Oberbecken zu pumpen und somit überschüssigen Strom aus dem Netz zu nehmen. Wenn Strom fehlt, geht das ganze retour.

Vom Stillstand auf volle Leistung (1060 MW) benötigt das Kraftwerk etwa 100 Sekunden.

Vatenfall Internetseite

Solche Pumpspeicherwerke können entscheidend dazu beitragen, unser Stromnetz stabil zu halten, auch mit Hinblick auf den Ausbau von Wind- und Solarenergie. Denn die Beiden liefern halt nicht kontinuierlich. Unsere Netzsteuerung ist aber mittlerweile nahezu voll digital und reagiert innerhalb von Zehntelsekunden auf mögliche Lieferschwankungen.

Hinzu kommt: Wir haben in Deutschland viele verschiedene Einspeisepunkte, sodass es nicht so schlimm ist, wenn einmal ein Punkt ausfällt. Im Falle von Südamerika war der Einspeisepunkt eben ein riesiges Wasserkraftwerk, das auch noch die Hauptlast des gesamten Netzes trägt und dessen Ausfall und sei es auch nur kurzzeitig, zu einer fatalen Kettenreaktion führt, so wie bei uns 2006. Dann hilft es nur, das Gesamtnetz in einzelne Bereiche aufzutrennen. Das bedeutet: Es werden überall "die Stecker gezogen". Dann werden die einzelnen Bereiche für sich stabilisiert, also spannungs- und frequenzmäßig auf das gleiche Niveau gebracht und am Ende wieder zusammengeschaltet. Ob das am Ende wirklich in jedem Einzelfall schnell funktioniert, das kann man schlecht vorhersagen.

Ein Düsentriebwerk wird für den Einsatz als Heizgebläse vorbereitet.
Wegen Stromkollaps im Extremwinter: Ein Düsentriebwerk wird für den Einsatz als Heizgebläse vorbereitet. Bildrechte: Deutsches Rundfunkarchiv

Kyrill, Kreuzfahrtschiff, Hackerangriff - es gibt verschiedene Szenarien, die dazu führen können, dass der Strom ausfällt, aber es gibt Großstörungskonzepte, die dann hoffentlich greifen. Das Stromnetz in Deutschland jedenfalls gehört zu den modernsten der Welt, so die Aussage eines Sprechers unseres Netzbetreibers TEN Thüringer Energienetze, der aber auch den Kollegen in Südamerika großes Lob zollte. Wer einen flächendeckenden Ausfall so schnell wieder kompensieren kann, der habe sein Netz im Griff.

Quelle: MDR THÜRINGEN

Dieses Thema im Programm: MDR THÜRINGEN - Das Radio | Ramm am Nachmittag | 17. Juni 2019 | 16:40 Uhr

Zuletzt aktualisiert: 17. Juni 2019, 16:31 Uhr

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3 Kommentare

18.06.2019 11:39 part 3

Die USA intensivieren ihre Angriffe auf das russische Stromnetz, dies berichtete die New York Times am Samstag unter Berufung auf Teils ehemalige Mitarbeiter des US- Regierung. Dabei hat das U.S. Cyber Command seine Angriffe seit 2012 erheblich verstärkt und Schadprogramme im russischen Netz platziert, die bei Bedarf aktiviert werden können.

18.06.2019 11:11 Mediator an andreas (1) 2

Selbstverständlich sind wir als Hochtechnologiestandort besonders von Ausfällen der Elektrizität betroffen. Genau deswegen laufen intensive Studien und individuelle Sicherungsmaßnahmen um genau auf solch ein Ereignis eingestellt zu sein.

Typisch "Germany" ist hier gar nichts und den von ihnen benannten Mangel an Hubschraubern zum löschen aus der Luft gibt es nicht. Es macht einen Unterschied, ob von einer Mangelressource tatsächlich zu wenig vorhanden ist, oder ob die Anforderungswege, um solch eine Mangelressource zeitnah einsetzen zu können, einfach zu komplex sind.

Die Kommunen beherrschen schlicht und ergreifend meist den Anforderungsweg Polizei / Bundeswehr besser als den über zivile Dienstleister, die genau diese Fähigkeit auch anbieten.