Argumente für eine sichere Stromversorgung
Ein Baum fällt in der Schweiz auf
eine Hochspannungsleitung und - kaum zu glauben - in der Folge ist ganz Italien
ohne
Strom.1 Versorgungssicherheit wird zum öffentlichen Thema. Die
deutschen Stromversorger behaupteten unmittelbar nach dem italienischen
Blackout, daß die Stromversorgung in Deutschland sicher sei, daß aber in den
nächsten zehn Jahren 40.000 MW Kraftwerkskapazität ERNEUERT werden müssten. Sie
suggerieren damit,
dass ausschließlich mit der bisherigen Kraftwerksstruktur die
Versorgungssicherheit erhalten werden könne. Vor allem für die
Freunde der Erneuerbaren Energien ist es wichtig, die Hintergründe und
Zusammenhänge zu kennen und so diese Behauptungen widerlegen zu können.
Versorgungssicherheit - mit Erneuerbaren Energien?
Wie sicher wird die Stromversorgung sein, wenn einmal wetterabhängige Wind- und
Solaranlagen die
Stromversorgung übernehmen, fragen nun selbst Menschen, die den
Erneuerbaren Energien grundsätzlich wohlgesonnen sind. Werden wir dann
vielleicht alle paar Wochen
im Dunkeln sitzen? Um diese Frage kompetent beantworten zu können,
müssen wir uns zunächst einmal mit den Ursachen für die
Zusammenbrüche befassen und dann überzeugend darstellen, ob und wie
diese Ursachen bei einer zukünftigen Stromversorgung aus
Erneuerbaren Energien vermieden werden können.
Wie kommt es zu einem landesweiten Blackout?
Wichtig für das Verständnis ist folgende Grundtatsache: Aus
physikalischen Gründen können die Verbraucher insgesamt nicht mehr
Strom verbrauchen als jeweils im gleichen Augenblick in allen
Kraftwerken insgesamt erzeugt wird. Versuchen sie es trotzdem, geht
die Spannung im Netz herunter, die Elektrogeräte verbrauchen
infolgedessen weniger Strom (der Verbraucher merkt es bisweilen an
einem Nachlassen der elektrischen Beleuchtung), und es entsteht ein
neues Gleichgewicht zwischen dem zwangsweise unmerklich
verminderten Stromverbrauch und der vorher nicht ganz ausreichenden
Stromerzeugung. In geringen Grenzen kommen solche kleinen
Spannungsänderungen ständig vor und werden möglichst rasch durch
eine Erhöhung oder Verringerung der Erzeugerleistung wieder
ausgeglichen. Erst wenn die Erzeugerleistung so weit abnimmt, daß
bestimmte Spannungswerte im Netz unterschritten werden, kann es
dramatisch werden. Nehmen wir also an, daß plötzlich und
unvorhergesehen eine Übertragungsleitung unterbrochen wird, über
welche Importstrom in ein Land fließt, dessen eigene
Kraftwerkskapazität im Moment des Unfalls nicht ganz ausreicht. Die
zweckmäßigste Reaktion wäre hier ein Abschalten aller
nicht-lebenswichtigen Elektrogeräte. Es ließen sich durchaus
Automaten einbauen, die dies automatisch auf ein geeignetes
Steuersignal hin durchführen würden. Doch diese Lösung ist
nicht vorgesehen. Die Stromwirtschaft wirbt ja sogar im Gegenteil
damit, daß sie IMMER die benötigte elektrische Leistung zur
Verfügung stellen wird.
So entsteht also plötzlich durch den Ausfall des Importstroms ein
heftiges Defizit im Stromangebot gegenüber der Nachfrage. Dieses
Defizit führt nun aber nicht im ganzen Land - wie weiter oben
beschrieben - zum schlagartigen Absinken der Spannung etwa auf die
Hälfte, also auf ein neues Gleichgewicht zwischen
Stromangebot und Stromnachfrage. Ein solches Gleichgewicht wäre
zwar theoretisch möglich und auch technisch zu verwirklichen. Doch
tolerieren die Verbraucher keine dunkelgelb glimmenden
Beleuchtungskörper, hängenbleibende Bohrmaschinen und andere
Unerträglichkeiten wie sie in Kriegs- und Katastrophenfällen an
der Tagesordnung waren und sind. Es kann dabei ja sogar zu Defekten
an einigen Geräten kommen. Deshalb wird nach der geltenden
Sicherheitsphilosophie lieber eine "saubere" Abschaltung
vorgenommen.
Zunächst aber noch eine Überraschung: Obwohl sich elektrischer
Strom fast mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet, nimmt das
Stromangebot nicht schlagartig im ganzen Land ab; es wird also
nicht sofort dunkel. Diese kurze Gnadenfrist wird durch die
MOMENTANRESERVE ermöglicht, die aus den Schwungmassen der
rotierenden Generatoren in den großen Kraftwerken stammt. Wenn den
rotierenden Generatoren mehr elektrische Energie entnommen wird,
als ihnen an Antriebsenergie zugeführt wird, nutzen sie ihren
"Schwung" (gespeicherte kinetische Energie) aus, der in zusätzliche
elektrische Energie umgewandelt wird. Sie können also für Sekunden
eine höhere elektrische Leistung abgeben als ihre Dauerleistung.
Natürlich werden sie dabei langsamer und damit sinkt auch die
Frequenz des von ihnen erzeugten Drehstroms. Dies ist das
auffälligste Alarmsignal und deutet daraufhin, daß eine Trennung
des Netzes vom großen Europäischen Verbundnetz stattgefunden hat,
dessen Frequenz sich nur bei der Gefahr eines gesamteuropäischen
Blackouts ändern würde. Jetzt bleiben nur noch Sekunden für eine
gezielte Gegenreaktion. Nach einem Alarmplan muß vollautomatisch
die SEKUNDENRESERVE mobilisiert werden:
Ein oder mehrere Dampfkraftwerke, deren volle Leistung bis dahin
nicht benötigt wurde, werden absichtlich "angedrosselt" betrieben.
Das heißt: Ihre Heizkessel arbeiten mit voller Leistung, den
Generatoren wird aber nicht die volle Dampfleistung zugeführt. Ihre
Drosselung wird jetzt blitzschnell geöffnet und die Generatoren
erhalten die volle Dampfleistung, können also ohne zeitraubenden
Anheizvorgang mehr Leistung liefern. Gleichzeitig öffnen sich die
Schieber der riesigen Pumpspeicherkraftwerke, deren obere Becken
natürlich gefüllt sein müssen. Jetzt rauschen große Wassermengen
durch die Fallrohre und treiben dort die Turbinen an, deren
Generatoren nun ebenfalls das Stromangebot ausgleichen.
So wird Zeit gewonnen, in der eines oder mehrere der bisher nicht
benötigten Mittellastkraftwerke angeheizt werden können, und in der
auf jeden Fall die defekte Hochspannungsleitung repariert werden
muß. Wenn aber die hier geschilderte Vorsorge nicht getroffen
wurde, hilft nur noch die Zwangsabschaltung einer angemessenen Zahl
von Verbrauchern, möglicherweise einer ganzen Provinz, um den
weiteren Rückgang von Spannung und Frequenz sowie den landesweiten
Blackout zu verhindern.
Doch offenbar ist man darauf nicht vorbereitet gewesen. So bleiben
nur noch die automatischen Sicherungssysteme der Kraftwerke des
Landes, die jetzt eine "Entscheidung" treffen. Wenn Spannung oder
Frequenz einen zugelassenen Mindestwert unterschreiten, trennen sie
das ganze Kraftwerk vom Netz und stellen die weitere
Brennstoffzufuhr ab. Der ungenutzte Kesseldruck entweicht zischend
als Dampfwolke durch die Sicherheitsventile und das
Kraftwerkspersonal ahnt, daß in den nächsten Stunden oder Tagen
eine Menge Arbeit zum Wiederanfahren der Anlage bevorsteht.
Der Dominoeffekt
Wenn das erste Kraftwerk automatisch vom Netz gegangen ist, wird
nun das Ungleichgewicht zwischen Stromangebot und Stromnachfrage
noch schlimmer. Der landesweite Zusammenbruch ist nicht mehr
aufzuhalten. Im gesamten Stromnetz sinken Spannung und Frequenz noch schneller
ab und immer mehr Kraftwerke gehen vom Netz. Wie bei dem Spiel mit
den senkrecht stehenden Dominosteinen reißt der erste umkippende
Stein alle anderen mit. Ein rasches Wiedereinschalten der
Kraftwerke nach der erfolgten Reparatur des auslösenden
Leitungsdefekts ist zunächst ausgeschlossen, weil die überwiegende
Mehrheit der Stromverbraucher ihre Elektrogeräte nicht ausschaltet
und jedem Kraftwerk, welches alleine den Versuch eines Neustarts
wagen würde, eine Vielzahl energiehungriger Verbraucher
gegenübersteht, deren Bedarf es nicht einmal annähernd befriedigen
kann. Das Wiedereinschalten ist deshalb nur netzabschnittsweise
nach einem genauen Plan möglich und kann sich über Stunden
hinziehen. Im ganzen Land gehen also für viele Stunden die Lichter
aus, Fahrstühle und Untergrundbahnen bleiben in ihren Schächten
stecken, die Wasserversorgung bricht zusammen, weil die Pumpen
nicht mehr arbeiten. In technischer Hinsicht bricht finsteres
Mittelalter aus, ohne daß jemand darauf vorbereitet ist.
Die Schuldfrage
Und nun wird die Frage nach der Verantwortung gestellt.
Technisches oder menschliches Versagen? Wer ist Schuld, wer hätte
den Blackout verhindern können? Wenn ein Orkan einen Baum auf eine
Hochspannungsleitung schleudert und sie damit zerstört, so deutet
dies zunächst auf "höhere Gewalt" und vermittelt den Eindruck,
als gäbe es keinen Schuldigen. Doch dieser Erklärungsversuch greift
zu kurz. Die Vorgänge, die zum landesweiten Blackout führen, wurden
vorher absichtlich etwas ausführlicher dargestellt, damit ein
Eindruck von der Komplexität entsteht, ein Eindruck davon, wie
viele Dinge zusammen kommen müssen, damit ein Blackout NICHT
geschieht. Die Schuld besteht nämlich nicht in einem fehlerhaften
Tun, sondern sie liegt in einem Bündel von Unterlassungen. Die
Suche nach einem Schuldigen ist deshalb nicht einfach und sie führt
uns einige Jahre in die Vergangenheit.
Verantwortung liegt beim Netzbetreiber
Der erste Anstoß für einen Blackout kann sowohl in einem plötzlich
versagenden Kraftwerk, er kann aber auch in einem Ausfall des
Stromnetzes liegen. Die rasche Ausbreitung des Schadens nach dem
Dominoeffekt jedoch kann nur der verantwortliche Netzbetreiber
verhindern.
Anstoß und Ursache sind hier zu unterscheiden: Die tiefere Ursache
für die landesweite Ausbreitung des Blackouts liegt nicht an den
Kraftwerken oder an dem umstürzenden Baum, sondern an mangelnder
Vorsorge durch die Betreiber der Übertragungsnetze. Geht man den Dingen
dann noch weiter auf den Grund, stellt man fest, daß der Fehler in
einer Energiepolitik liegt, die ihre Verantwortung nicht mehr
erkennt, geschweige sie wahrnimmt.
Die Energiepolitik nimmt ihre Verantwortung nicht wahr
Wir kommen hier zu einem strukturellen Problem. Stichworte sind:
Zentralisierung, Privatisierung, Verlust der staatlichen Kontrolle,
Irrglaube an die alles regelnde Kraft des freien Marktes.
Beschränken wir uns in dieser Angelegenheit einmal auf die
Verhältnisse in Deutschland. Das noch bis November 1997 geltende
Energiewirtschaftsgesetz aus dem Jahr 1935 enthielt in § 13 die
Bestimmung:
"Der Reichswirtschaftsminister erläßt Vorschriften und Anordnungen
über die technische Beschaffenheit, die Betriebssicherheit, die
Installation von Energieanlagen (... ) sowie deren Überwachung".
Im Überschwang der Liberalisierung wurde dieser Passus 1997
ersatzlos gestrichen. Im Energiewirtschaftsgesetz vom 28.11.97
fehlt die Ermächtigung für den Erlaß von Vorschriften zur
Netz-Sicherheit und ihrer Überwachung. Auch gibt es keine Behörde
zur Überwachung der Stromnetze mehr. Der Glaube an die alles
regelnden Kräfte des freien Marktes hat damals dem Gesetzgeber die
Hand geführt. Er hat übersehen, daß im Bereich der Stromnetze kein
freier Markt existiert2.
Der eigentliche Disziplinierungsmechanismus, der Unternehmer zur
Qualitätssicherung zwingt, ist der Wettbewerb. Wer keine Qualität
anbietet, verliert seine Kunden. Wettbewerb ist aber durch das
Quasi-Monopol der Netzbetreiber, d.h. durch die praktische
Unmöglichkeit, Parallelnetze in einem fremden Versorgungsgebiet zu
errichten, ausgeschaltet. Die Netzbetreiber handeln somit nur noch
nach ihrem Eigeninteresse und dieses wird ausschließlich von
finanziellen Gesichtspunkten bestimmt. Erwägungen zum Gemeinwohl spielen
da keine Rolle.
Fragen wir also - ganz im Sinne dieser Abwägung von Kosten und
Nutzen: Was riskiert eigentlich ein Netzbetreiber, der sein
Stromnetz nicht so sicher ausgestaltet und betreibt, wie es nach
dem technischen Wissenstand möglich ist, so daß es sogar durch
einen umfallenden Baum außer Funktion gesetzt werden kann?
- Die Kunden können ihn nicht verlassen.
- Eine strafrechtliche Verfolgung entfällt, solange nicht ein
Verstoß gegen die Mindestvorschriften zur Einhaltung der
elektrischen Sicherheit nachgewiesen werden kann - und diese wurden
vermutlich nicht verletzt.
- Eine zivilrechtliche Inanspruchnahme des Netzbetreibers durch die
Menge der Geschädigten ist nur noch in Spuren möglich. Die
Haftpflicht der Stromnetzbetreiber gegenüber dem Stromkunden bei
Stromausfall ist nämlich durch Gesetz bzw. Verordnung auf ein
lächerliches Mindestmaß beschränkt: Die Verordnung über Allgemeine
Bedingungen für die Elektrizitätsversorgung von Tarifkunden
(AVBEltV) vom 21.06.79 bestimmt in § 6 unter der Überschrift
"Haftung bei Versorgungsstörungen" unter anderem: "Bei
grobfahrlässig verursachten Sach- und Vermögensschäden ist die
Haftung des EVU gegenüber seinen Tarifkunden auf 5000 DM begrenzt.
Die Haftung für Sach- und Vermögensschäden ist je Schadensereignis
insgesamt begrenzt auf 20.000.000 DM bei einer Versorgung von mehr
als einer Million Abnehmer."
10 EUR (20 DM) pro Kunde ist also das ganze Risiko, welches ein
Netzbetreiber eingeht, der grob fahrlässig sein Netz nicht
redundant auslegt (also keine Ersatzleitung vorsieht), die
billigste Lösung für die Trassenführung (Freileitung statt
Erdkabel) wählt, keinen Alarmplan zum Abschalten von Teilnetzen
ausgearbeitet hat, nicht dafür sorgt, daß seine
Pumpspeicherkraftwerke gefüllt sind. Die Folgen solcher
unangemessenen Risikoverminderung sind absehbar... Seit der
Liberalisierung des deutschen Strommarktes 1997 häufen sich die
Tagungen der Stromwirtschaft, in denen Kaufleute und Techniker sich
gegenseitig darüber informieren, wie man beim Ausbau und bei der
Unterhaltung der Stromnetze noch mehr Geld sparen kann. Beim
Solarenergie-Förderverein Deutschland (SFV)
gehen mehrmals jährlich Einladungen zu solchen Veranstaltungen ein.
Es besteht die Gefahr, daß das deutsche Stromnetz - einmal eines
der zuverlässigsten der Welt - sich langsam aber stetig in ein Netz
verwandelt, das nur noch bei "Schönwetter" funktionieren kann.
(Doch hat dies nichts mit den Erneuerbaren Energien zu tun.)
Wichtiges Ziel der Energiepolitik muß deshalb die Wiedereinführung
einer strengen staatlichen Kontrolle sein3. Eine fachlich kompetente
Netzaufsicht muß Mindestforderungen an die Sicherheit der
Stromnetze ausarbeiten und durchsetzen. Dies muß unabhängig davon
geschehen, ob der zukünftige Kraftwerkspark konventionell oder
regenerativ sein wird.
Schlußfolgerung und Zusammenfassung
Aus den vorangegangenen Überlegungen lassen sich einige beruhigende
Erkenntnisse zur zukünftigen Energiewende herleiten: Der
Zusammenbruch der Netze war in keinem der bekanntgewordenen Fälle
auf ein Versagen von Anlagen zur Nutzung der Erneuerbaren Energien
zurückzuführen, sondern auf ein Versagen im Verantwortungsbereich
der Betreiber der Übertragungsnetze.
Wind-, Wasserkraft- und Biomasse-Anlagen arbeiten mit rotierenden
Massen; sie bieten deshalb genauso wie die Synchrongeneratoren der
Großkraftwerke im Bedarfsfall eine Momentanreserve an. Diese ist
bei Windanlagen wegen des großen Trägheitsradius ihrer Flügel sogar
besonders hoch. Die landesweite Verteilung von Anlagen der
Erneuerbaren Energien stellt einen weiteren Vorteil dar. Der oben
geschilderte Dominoeffekt kann nur dann auftreten, wenn in einem
Netzgebiet mehr Strom verlangt wird als gleichzeitig zur Verfügung
gestellt werden kann. Je ausgewogener also das lokale Verhältnis
zwischen Stromverbrauchern und Stromerzeugern ist, desto leichter
ist es schaltungstechnisch, im Katastrophenfall das Verbundnetz in
unabhängig voneinander reagierende selbständige Teilnetze
aufzutrennen, und so den Totalausfall zumindest räumlich
einzugrenzen. Dies spricht besonders für den Ausbau der
Solarenergie auf den Dächern der Ballungszentren und für einen
Ausbau der Windenergie auch im küstenfernen Binnenland.
Die Aufteilung der Leistung in viele kleine Anlagen der
Erneuerbaren Energien stellt ebenfalls einen Vorteil dar. Der
unvorhergesehene Ausfall einer kleinen Stromerzeugungseinheit kann
viel leichter ausgeregelt werden als der unvorhergesehene Ausfall
eines großen konventionellen Kraftwerks. Eine Vielzahl kleiner,
anstelle weniger großer Anlagen, erhöht deshalb die
Versorgungssicherheit. Die Frage der Versorgungssicherheit ist
selbstverständlich auch eine Frage der Sicherheit bestimmter Kraftwerkstypen
bei extremer Witterung. Hier ist eine Erfahrung des jüngsten Zeit
zu erwähnen: Wind- und Solarstromanlagen bekommen keine
Kühlungsprobleme, wie sie im vergangenen Sommer bei fossilen und
atomaren Großkraftwerken an den zum Rinnsaal eingetrockneten
Flüssen auftraten.
Stromerzeugung aus Biomasse muß besser vergütet werden
Die Frage, wie eine Stromversorgung ohne konventionelle Kraftwerke
aufrecht erhalten werden kann, wenn die Sonne nicht scheint und der
Wind nicht weht, wird im Artikel "Grundlastfähigkeit oder
Regelbarkeit - Ihre Bedeutung für die künftige Stromversorgung"
(http://www.sfv.de/lokal/mails/wvf/grundlas.htm) ausführlicher
behandelt. Hier nur soviel: Je höher der Anteil an rasch regelbaren
und zuschaltbaren Stromerzeugungseinheiten ist, desto leichter kann
der verantwortliche Netzbetreiber ein Defizit im Stromangebot durch
Abruf von Reserveleistung ausgleichen. Hieraus ergibt sich die
Forderung nach einem höheren Anteil von Speicherkraftwerken und
regelbaren Biomassekraftwerken. Die Notwendigkeit einer besseren
Einspeisevergütung für Strom aus Biomasse wird hier deutlich.
Eine großen Zahl über das ganze Land gut verteilter
Stromerzeugungsanlagen der Erneuerbaren Energien bei einem hohen
Anteil regelbarer Biomassekraftwerke ist der
richtigen Weg.
Wolf von Fabeck
Anmerkungen
(Redaktion der news-Seite von NETZWERK REGENBOGEN):
1 Siehe auch unsere Artikel
'Blackout - Zu den Ursachen des Stromausfalls
in New York, Detroit, Ottawa u.s.w.' v. 23.08.2003
und
'Weiterer US-Energie-Konzern pleite' v.
16.07.2003
2 Siehe auch unseren Artikel
'Schoenauer Stromanbieter mal wieder im Kampf
gegen EnBW'
v. 27.07.2003
3 Dies ist praktisch aussichtlos, da die nationalen Regierungen immer
mehr Macht verloren haben, während die oft international agierenden
Energie-Konzerne immer mehr Macht hinzu gewannen. Einzige reale
Chance wäre eine Enteigung der Energie-Konzerne und eine -
historisch beispiellose - Demokratisierung der Energiewirtschaft.
