Flächendeckender Schwarzfall – Warum die Grünen für Leichenberge sorgen werden (Teil 2/2)



Von Gandalf, 21.02.2019,

Hier gehts zum Teil 1
Hier erhalten Sie die PDF-Datei beider Teile


Kann es in Deutschland einen flächendeckenden Schwarzfall oder „Blackout“, also einen großräumigen, vollständigen Ausfall der Stromversorgung für ein bis zwei Wochen geben? Wie groß ist das Risiko für ein solches Ereignis? Was wären die Folgen, sollte es soweit kommen? Und was haben die Grünen damit zu tun?

Dann lassen wir das Netz halt zusammenbrechen, na und?

Wenn der Strom ausgefallen ist, dann schalten wir die Kraftwerke aus, warten fünf Minuten und schalten sie dann wieder ein. Ist doch kein Problem, oder?

So, werte Leser, hier stoßen wir nun zum Kern der Sache vor!

Großkraftwerke können nicht einfach, wie z.B. ein Automotor gestartet oder ausgeschaltet werden oder im Stop-and-Go-Modus gefahren werden. Das ergibt sich bereits aus den Dimensionen dieser Kraftwerke mit zehntausenden von Tonnen an Gewicht. Aufgrund der Trägheit dieser Massen sind schnelle und abrupte Änderungen nicht möglich.

Das Herzstück eines Kohlekraftwerks ist der Kessel, eine zylinderförmige Konstruktion, bei der im unteren Bereich Kohlestaub und Druckluft eingeblasen und mit Temperaturen bis zu 1450 °C verbrannt wird. Im oberen Bereich des Kessels befindet sich der Dampferzeuger. In ihm verlaufen Röhrenbündel, in denen sich Wasser befindet. Durch die Hitze wird das Wasser in den Rohren auf Temperaturen von teilweise über 600 °C erhitzt und geht in den dampfförmigen Zustand über mit einem Dampfdruck von bis zu 274 bar. Dieser Dampf treibt dann den Turbosatz an.

Solche Kessel erreichen ein Gewicht von bis zu 10.000 Tonnen und Höhen bis zu 170 m für die größten Kraftwerke. Das Anfahren des Kraftwerks vom kalten Zustand aus muss besonders behutsam durchgeführt werden, da die gesamte Konstruktion sich aufgrund der Erwärmung um bis zu einem Meter oder mehr ausdehnt. Ist die Temperaturverteilung dabei nicht gleichmäßig, so kommt es zu Spannungen, welche das Material schädigen können.


Deshalb ist das Anfahren eines Großkraftwerks zeitaufwändig.

Beispiel für die Konstruktion eines Dampferzeugers.
 
Quelle: https://www.eike-klima-energie.eu/2013/09/15/ohne-grosskraftwerke-kein-strom-kohlekraftwerke-ackergaeule-sind-nun-mal-keine-springpferde/

Schäden an der Konstruktion treten auch dann auf, wenn der Kessel nicht in einem stabilen Betriebszustand mit langsamen Änderungen der Temperatur- und Druckverhältnisse verbleiben kann, sondern plötzliche Lastwechsel vollziehen muss. Solche Lastwechsel verursachen Temperaturunterschiede und damit Materialspannungen. In der Folge kommt es zu Schäden, die teure Reparaturen am Dampferzeuger zur Folge haben.

Maximal mögliche Laständerungswerte für Kraftwerke:

  • Kernkraftwerke: ± 63 Megawatt pro Minute
  • Neuere GuD-Kraftwerke: ± 38 Megawatt pro Minute
  • Neue Kohlekraftwerke: ± 26 Megawatt pro Minute
  • Alte Kohlekraftwerke: ± 8 Megawatt pro Minute

Ein weiterer Grund, warum die Kraftwerke behutsam angefahren werden müssen, sind die Wellen der Turbosätze. Diese Wellen können bis zu 60 Meter lang sein, der komplette Turbosatz mit Welle wiegt mehrere hundert Tonnen. Der Anlauf von Turbosätzen aus dem Kaltzustand kann bis zu einer Woche dauern. Lässt man den Turbosatz zu schnell anlaufen, kann sich durch die schnelle und vor allem ungleichmäßige Wärmedehnung die Welle im Gehäuse verklemmen. Im ungünstigsten Fall zerlegt sich dabei der Turbosatz.

Aus diesem Grund wird die Welle bei niedriger Drehzahl langsam auf bis 300 °C vorgeheizt. Danach kann der Turbosatz auf die Betriebsdrehzahl hochgefahren werden, typischerweise entweder 1500 oder 3000 Umdrehungen pro Minute.

Beispiel für eine Welle für den Einsatz für einem Turbosatz für konventionelle Kraftwerke
 
Quelle: www.eike-klima-energie.eu/2013/11/04/stromnetze-am-limit-das-risiko-waechst-mit-jedem-windrad-nehmen-die-probleme-zu/

Aus den genannten Gründen braucht es mindestens 7 bis 15 Stunden zum Anfahren eines Kraftwerks, bei den großen Grundlastkraftwerken kann das Anfahren eben bis zu einer Woche dauern.

Bei Kernkraftwerken ist das Anfahren ein streng reglementierter und langwieriger Vorgang. Eine große Anzahl von Prüfungen muss durchgeführt werden, Haltepunkte eingehalten werden und das alles nach dem Grundsatz, dass die Sicherheit in jeder Hinsicht zuerst kommt. Auch hier ist ein schnelles Wiederanfahren nicht möglich.

Nun ist es aller Bemühungen zum Trotz doch soweit gekommen – der Schwarzfall ist eingetreten

Wenn in Bezug auf diesen Wahnsinn mit den erneuerbaren Energien nicht gegengesteuert wird, dann wird es eines Tages soweit sein. Das Netz konnte bei Schwankungen nicht zusammenhängend stabil gehalten werden und ist zusammengebrochen. Alle Versuche, das zu verhindern, sind fehlgeschlagen.

Die Kraftwerke trennen sich automatisch vom Netz, da sie den erzeugten Strom nicht mehr loswerden. Die Betreiber der thermischen Kraftwerke werden in dieser Situation versuchen, die Leistung soweit zu reduzieren, dass sie nur noch für den Eigenbedarf produzieren und diesen keineswegs optimalen Betriebszustand für einige Stunden durchzuhalten. Gelingt das nicht oder dauert der Ausfall zu lang, müssen die Kraftwerksblöcke abgeschaltet werden.

Der Strom ist weg – welche Auswirkungen hat das?

Die Folgen und Auswirkungen eines längeren, großflächigen Stromausfalls wurden vom Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag untersucht und in der Drucksache 17/567217 „Gefährdung und Verletzbarkeit moderner Gesellschaften –am Beispiel eines großräumigen und langandauernden Ausfalls der Stromversorgung“ veröffentlicht.

Aus der Zusammenfassung:

Aufgrund der nahezu vollständigen Durchdringung der Lebens- und Arbeitswelt mit elektrisch betriebenen Geräten würden sich die Folgen eines langandauernden und großflächigen Stromausfalls zu einer Schadenslage von besonderer Qualität summieren. Betroffen wären alle kritischen Infrastrukturen, und ein Kollaps der gesamten Gesellschaft wäre kaum zu verhindern. Trotz dieses Gefahren- und Katastrophenpotenzials ist ein diesbezügliches gesellschaftliches Risikobewusstsein nur in Ansätzen vorhanden.

Genau hier liegt der Hund begraben. Wohl nur wenige Menschen haben jemals darüber nachgedacht, wie sehr unsere hochtechnisierte Gesellschaft von Strom abhängig ist und dass ohne Strom so gut wie gar nichts funktioniert.

Als mögliche Ursachen werden technisches und menschliches Versagen, kriminelle oder terroristische Aktionen, Epidemien, Pandemien oder Extremwetter-Ereignisse angegeben. In einem Szenario mit einem Stromausfall von zwei Wochen oder mehr sind extreme finanzielle Schäden zu erwarten. Bisherige Stromausfälle dauerten höchstens einige Tage und verursachten Kosten bis zu mehreren Milliarden US-Dollar. Hier ist zu erwarten, dass die Schäden um Größenordnungen höher liegen.

Es wird festgestellt:

Insgesamt ist mit guten Gründen davon auszugehen, dass künftig die Ausfallwahrscheinlichkeit zunehmen wird

Betrachtung der Auswirkungen in unterschiedlichen Bereichen

Die Gefahr eines großflächigen Stromausfalls ist vor allem im Winter hoch, da der Energiebedarf in der kalten Jahreszeit höher ist. Die Auswirkungen sind gigantisch. Schauen wir uns diese Auswirkungen mal an.

Kommunikation

Digitale Festnetztelefone fallen sofort aus, analoge Festnetztelefone funktionieren solange, wie die Ortsvermittlungstellen Notstrom haben (maximal 8 Stunden). Internetzugang ist nicht mehr möglich, da die Router ohne Strom nicht arbeiten. Mobiltelefone können über ihren Akku noch ein paar Tage funktionieren, sofern die Basisstationen Strom zum Senden und Empfangen haben.

Notrufe sind schnell nicht mehr möglich.

Radiosendungen können nur über batteriebetriebene Geräte gehört werden. Die öffentlich-rechtlichen Sender haben aufgrund ihres Versorgungsauftrags eine Notstromversorgung und können einen Notbetrieb aufrechterhalten.

Auch die Kommunikationsnetze der Behörden können über Notstromanlagen 2 bis 3 Tage betrieben werden, danach wird es schwierig. Ein entsprechendes Chaos ist zu erwarten.

Verkehr

Straßenverkehr

Sämtliche Ampelanlagen fallen aus. Es entsteht vor allem in den Großstädten ein Verkehrschaos mit zahlreichen Unfällen. Tunnel und Schrankenanlagen sind blockiert. Der Verkehr auf den Autobahnen fließt noch relativ unbeeinträchtigt. Nachts steht keine Beleuchtung mehr zur Verfügung. Polizei, Krankenwägen und Feuerwehr bleiben im Verkehrschaos stecken. Die Bergung von Unfallopfern, sowohl von Verletzten als auch Toten gestaltet sich schwierig.

Die elektrisch betriebenen Pumpen an den Tankstellen fallen aus, der Treibstoff kann den Tanks nicht mehr entnommen werden. Autofahrer, welche mit leeren Tanks die Tankstellen an den Rastanlagen der Autobahnen anfahren, stranden dort. Schnelle Hilfe ist nicht zu erwarten.

Mit jedem weiteren Tag kommt der Individualverkehr mehr zum Erliegen. Das THW muss mit Notstromaggregaten an ausgesuchten Tankstellen die Betankung von Einsatzfahrzeugen unterstützen.

Schienenverkehr

Alle elektrisch betriebenen Züge, Straßenbahnen und U-Bahnen kommen sofort zum Stehen. Teilweise auf freiem Feld, in Tunnels, auf Brücken. Fahrgäste müssen teilweise unter schwierigen Umständen geborgen werden. Leitstellen und Stellwerke sind in ihrer Funktion stark eingeschränkt. Wichtige Trassen müssen freigemacht werden, überregionale Transportachsen eingerichtet werden, um die Versorgung der Bevölkerung mit wichtigen Gütern zu ermöglichen.

Luftverkehr

Die großen Flughäfen verfügen über Notstromanlagen, durch welche der Betrieb der technischen Einrichtungen sichergestellt ist. Starts und Landungen können für einige Tage noch abgewickelt werden. Aber immer mehr Passagiere können die Flughäfen nicht verlassen und stranden dort.

Wasserverkehr

Schiffe können nicht mehr be- und entladen werden, der gesamte Hafenbetrieb kommt zum Stillstand.

Versorgung

Gebäude

In den Häusern geht ebenfalls das Licht aus. Kühlschränke fallen aus, Elektroherde können nicht mehr benutzt werden. Die Wasserversorgung fällt aus, die Toilettenspülung funktioniert nicht, Körperhygiene ist nicht mehr möglich, saubere Kleidung bald nicht mehr vorhanden. Ebenso fällt die Heizung aus, es wird kalt in den Häusern. In den Häusern wird teilweise versucht, ohne Strom zu kochen, Brände werden ausgelöst. Aufgrund der ausgefallenen Wasserversorgung ist auch die Brandbekämpfung beeinträchtigt, besonders in dicht besiedelten Gebieten besteht die Gefahr von großflächigen Bränden.

In großen Gebäuden bleiben die Fahrstühle stecken, Rolltreppen kommen zum Stillstand. Menschen müssen aus den Fahrstühlen geborgen werden, in denen sie zum Teil erhebliche Zeit ausharren müssen. Alle Industrie- und Handwerksbetriebe müssen die Arbeit einstellen. Für die Unternehmen eine katastrophale und verlustträchtige Situation, wie viele Unternehmen das nicht überstehen würden, ist ungewiss.

Lebensmittel

Die Produktion von Lebensmitteln kommt zum Erliegen. Die Bauern können ihre Tiere nicht mehr versorgen. In der Massentierhaltung sterben die ersten Tiere in den nicht mehr belüfteten und beheizten Ställen schon nach wenigen Stunden. Kühe können nicht mehr gemolken werden und müssen entweder trockengestellt oder getötet werden. Die Lebensmittelindustrie fällt sofort aus. Tiefkühlprodukte in den Warenlagern und den Supermärkten verderben. Supermärkte werden schließen, da die Kassen nicht funktionieren.

Mit hoher Wahrscheinlichkeit wird es nicht möglich sein, eine flächendeckende und bedarfsgerechte Verteilung von noch verfügbaren Lebensmitteln sicherzustellen. Aufgrund der fehlenden Kommunikationsmöglichkeiten und dem Fehlen von Informationen zur Lage sind Planung und Koordinierung der Verteilung drastisch erschwert.

Nach wenigen Tagen brechen Unruhen aus, Supermärkte werden geplündert.

Gesundheit

Arztpraxen und Apotheken können ohne Strom nicht arbeiten und werden geschlossen. Die Krankenhäuser können mit Hilfe von Notstromanlagen einen eingeschränkten Betrieb innerhalb eines Zeitraums von 24 bis maximal 72 Stunden aufrechterhalten. Dialysezentren, Alten- und Pflegeheime müssen geräumt werden.

Arzneimittel werden im Verlauf der ersten Woche zunehmend knapper, da kein Nachschub mehr kommt und auch die Produktion zum Erliegen gekommen ist. Auch Narkosemittel, Blutkonserven, Insulin, Verbandmaterial, Desinfektionsmittel sowie saubere Wäsche werden knapp. Die Vorräte für die Mahlzeiten der Patienten schwinden. Danach müssen die Ärzte Patienten auf den Intensivstationen, die nicht mehr versorgt werden können, sterben lassen oder im schlimmsten Fall Euthanasien durchführen.

Spätestens am Ende der ersten Woche würde sich eine katastrophale, mit den noch vorhandenen Mitteln nicht mehr zu bewältigende Problemlage einstellen. Die medizinische Versorgung der Bevölkerung wäre nicht mehr möglich.

Selbst wenn es gelingt, ohne Notrufmöglichkeiten Verletzte in die Krankenhäuser zu bringen, will soll ihnen geholfen werden? Wenn den Ärzten keine Narkosemittel mehr zur Verfügung stehen, wie soll dann z.B. eine Blinddarmoperation durchgeführt werden? Wenn keine Medikamente mehr zur Verfügung stehen, wie sollen dann Krankheiten bekämpft und Wunden versorgt werden? Wie soll der Ausbruch von Krankheiten oder Seuchen verhindert werden?

Geldversorgung

Durch den Stromausfall funktionieren auch die Geldautomaten nicht mehr, ebenso wenig die elektronischen Zahlungsmöglichkeiten. Einige Banken mit Notstromversorgung haben noch geöffnet und geben Bargeld heraus. Nachdem die Bargeldreserven aufgebraucht sind, werden die Banken schließen. Großen Teilen der Bevölkerung wird schnell das Bargeld ausgehen. Die Menschen werden Angst haben, sich nicht mehr mit Nahrungsmitteln und anderen wichtigen Gütern versorgen zu können.

Es ist davon auszugehen, dass der Notstand ausgerufen wird und Ausganssperren verhängt werden. Doch wer wird sich daran halten, wer wird es überwachen und durchsetzen?

Berge von Leichen…

Ein flächendeckender Schwarzfall würde unser Land paralysieren und eine große Anzahl an Todesopfern fordern. Kranke auf den Intensivstationen, Verletzte von Unfällen und Bränden, unbehandelte Erkrankte. Treffen würde es vor allem Babys, Kinder, Alte und Schwache. Opfer von Kriminalität und Unruhen. Unsagbares Leid in vielerlei Formen wäre die Folge.

Dazu würden noch die wirtschaftlichen Verluste kommen. Unter anderem die Verluste der Aktiengesellschaften. Die Werte der Aktien würden unter diesen Umständen in den Keller rauschen. Möglicherweise müsste der Aktienhandel für betroffene Unternehmen vom Staat ausgesetzt werden, um zu verhindern, dass diese Unternehmen aufgekauft werden.

Die volkswirtschaftlichen Kosten eines Schwarzfalls wurden auch schon berechnet. Es kommt ein Wert von 10 € pro nicht gelieferter Kilowattstunde heraus. Unter der Annahme, dass auch an jedem weiteren Ausfallstag 70 Gigawatt an Verbrauch abgerufen worden wären, ergeben sich folgende Zahlen:

  • 1 Stunde Ausfall = 700 Millionen €
  • 10 Stunden Ausfall = 7 Milliarden €
  • 24 Stunden Ausfall = 16,8 Milliarden €
  • 1 Woche Ausfall = 117,6 Milliarden €
  • 2 Wochen Ausfall = 235,2 Milliarden €

Die beschriebenen Folgen stellen nur einen unvollständigen Abriss dar. Wer mehr wissen möchte, kann sich in die Drucksache und die Quellen einlesen und dort mehr erfahren. Dabei ist zu sagen, dass die Beschreibung in der Drucksache naturgemäß recht trocken ausfällt.

Wer es spannender haben möchte, kann den Roman Blackout des österreichischen Schriftstellers Marc Elsberg lesen. Elsberg hat hervorragend recherchiert und beschreibt die Folgen sehr gut und genau. Er geht von einem Hackerangriff auch die Stromversorgung aus und entwickelt daraus eine spannende und gleichzeitig außerordentlich gruselige Geschichte.

Derartige Hackerangriffe bzw. Verdachtsfälle gab es schon. Bereits im Juni 2017 hatte das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) eine Warnung mit Handlungsempfehlungen an mehrere hundert Unternehmen aus der Energiebranche herausgegeben.

Zivilisation?

Nüchtern betrachtet benehmen sich Menschen einigermaßen zivilisiert, solange die Grundbedürfnisse gedeckt sind. Aber was ist, wenn das nicht mehr der Fall ist?

  • Was ist nach 3 Tagen Hunger? Wer wird dann nicht versuchen, ein Geschäft zu plündern, um seinen Hunger zu stillen? Oder den Hunger des eigenen Kleinkindes, das seit zwei Tagen schreit?
  • Wer wird versuchen, die Situation zu nutzen, um offene Rechnungen zu begleichen?
  • Wer wird sich erinnern, dass ein Nachbar mal über seine angelegten Vorräte an Lebensmitteln für den Notfall gesprochen hat? Wie viele werden auf die Idee kommen, ihren Nachbarn zu besuchen und mehr oder weniger freundlich die Herausgabe der Vorräte zu fordern?
  • Wer wird ein Auto mit noch gefülltem Tank stehlen, wenn der Tank des eigenen Wagens schon leer ist und seine Frau oder sein Kind mit einem gebrochenen Bein ins nächste Krankenhaus gebracht werden muss?
  • Was werden die Millionen von ungebetenen Invasoren machen? Mord, Totschlag, Vergewaltigung? Wer wird vor denen sicher sein? Wer wird kommen, um zu helfen? Höchstwahrscheinlich niemand!

Der Firnis unserer Zivilisation ist hauchdünn. In solchen Situationen kommen alte, überlebenssichernde Verhaltensweisen hoch. Dann zerreißt die dünne Schicht und nur das Überleben und was dazu nötig ist, zählt.

Ich möchte es nicht erleben. Doch genau da werden uns die Grünen hinbringen, wenn sie nicht gestoppt werden.

Wie kommt der Strom wieder?

Der Wiederaufbau des Stromnetzes, nach einem längeren Ausfall ist eine komplexe und schwierige Aufgabe. Zunächst können durch den Zusammenbruch des Netzes Schäden an den Anlagen der Kraftwerke und an der Infrastruktur (Umspannwerke, Leitungen etc.) ausgelöst werden. Diese Schäden sind zu reparieren, bevor das Wiederanfahren der Kraftwerke in Angriff genommen werden kann.

Für den Wiederaufbau des Netzes muss ein Kraftwerk dazu imstande sein, einen Schwarzstart durchzuführen. Schwarzstart bedeutet, dass das Kraftwerk mit eigenen Mitteln angefahren werden kann, also den Strom dafür selbst erzeugen kann. Etwa 20 % der Kraftwerke in Deutschland sind schwarzstartfähig, hauptsächlich Wasserspeicher- und Pumpspeicherkraftwerke sowie Gaskraftwerke, die dafür entsprechend ausgerüstet sind.

Alle anderen Kraftwerke benötigen große Mengen Strom von einem bereits laufenden Kraftwerk, um angefahren zu werden.

Vorgehensweise

Der erste Schritt ist also, ein schwarzstartfähiges Kraftwerk anzufahren. Bei Pumpspeicherkraftwerken muss darauf geachtet werden, dass sie ausreichend Leistung über den benötigten Zeitraum hinweg bereitstellen können. Ist das Kraftwerk angefahren, dann werden die notwendigen Leitungen zu dem Kraftwerk, dass beim Anfahren unterstützt werden soll, geschaltet.

Hier sind wieder die Netzbetreiber gefragt, diese Vorgänge zu koordinieren. Mit dem bereitgestellten Strom wird das Kraftwerk dann angefahren. Ein Vorgang, der wie oben beschrieben, bis zu einer Woche dauern kann.

Zu überwindende Schwierigkeiten

Ist das zweite Kraftwerk dann bereit, Strom ins Netz einzuspeisen, dann wird erst eine Strominsel um das Kraftwerk herum aufgebaut und versorgt. Das kann im Zweifelsfall erst nach mehreren Anläufen gelingen. Wenn das Netz im Bereich der Insel wieder mit Strom versorgt wird, schalten sich alle Geräte im Netz wieder ein, die zum Zeitpunkt des Ausfalls in Betrieb waren und danach nicht abgeschaltet wurden.

Da aber weder der Netz- noch der Kraftwerksbetreiber wissen, welche Leistung exakt in diesem Moment eingespeist werden muss, kann es sein, dass das Inselnetz gleich wieder zusammenbricht. Dann muss es eben nochmal versucht werden, solange, bis die Insel stabil betrieben werden kann.

In dieser Phase ist es nicht hilfreich, Wind- und Solarenergie ins Netz einzuspeisen, da dieser Flatterstrom eher dazu geeignet ist, den Inselbetrieb erst recht zum Zusammenbruch zu bringen.

Wenn es tatsächlich irgendwann soweit kommen sollte, dass nur noch Windräder und Solarmodule Strom liefern, könnte das Netz nach einem Ausfall nicht mal mehr in Gang gesetzt werden. Der Grund dafür ist die bereits erläuterte Tatsache, dass diese Anlagen nicht regelfähig sind und auch nicht exakt die benötigte Leistung bereitzustellen imstande sind.

Zurück zur Normalität

Auf diese Art und Weise werden zunehmend Strominseln im stabilen Betrieb aufgebaut. Wenn zwei benachbarte Strominseln stabil in Betrieb sind, wird der Netzbetreiber eine der beiden Inseln unter Beachtung der Phasenlage mit der anderen zusammenschalten und stabilisieren. Auf diese Art und Weise werden immer größere Teilbereiche des Netzes weiter synchronisiert, bis das Netz wieder landesweit stabil in Betrieb ist.

Wenn das Stromnetz wieder in Betrieb ist, dann können die Aufräumarbeiten beginnen und das Chaos beseitigt werden.

Und wie wahrscheinlich ist es, dass es zu einem flächendeckenden Schwarzfall kommt?

Knapp an der Katastrophe vorbei

Die letzte kritische und grenzwertige Situation, in der die Netzbetreiber schnell handeln mussten, um das Netz zu stabilisieren, ist erst etwa 5 Wochen her. Am Abend des 10.01.2019 sank die Netzfrequenz auf 49,2 Hertz ab. Also bis auf den Grenzwert, bis zum dem Instabilitäten ausgeglichen werden. Das Netz war an der kritischen Grenze, da bei diesem Wert der Regelbereich der Primärregelleistung zu 100 % ausgereizt war und somit weitere Maßnahmen ergriffen werden mussten.

Quelle: http://www.netzfrequenzmessung.de/aktuelles.htm#2019_01

Zu den bereits genannten Faktoren, die das Netz destabilisieren, kommt hier noch ein weiterer hinzu. Von den Kraftwerksbetreibern werden stundenweise bestimmte Leistungen eingekauft, diese schwanken von Stunde zu Stunde. Nach jeder Stunde wird dann die Leistung angepasst. Das führt ebenfalls zu Abweichungen der Netzfrequenz vom Sollwert. Das ist ein zusätzlicher Risikofaktor, der ebenfalls durch die Energiewende hinzugekommen ist.

Ergriffene Gegenmaßnahmen

Um den kompletten Zusammenbruch zu vermeiden, wurden von Netzbetreibern in Frankreich 1,5 Gigawatt Last abgeworfen, hauptsächlich Industriebetriebe. Die Region, in der das Problem seine Ursache hatte, liegt im Bereich Frankreich/Spanien. In Spanien ist ein Kraftwerk ausgefallen. Noch ist nicht sicher, ob der Ausfall des spanischen Kraftwerks oder die Instabilitäten bezüglich des Stundenhandels die Ursache waren.

Eine zweite, noch nicht geklärte Frage ist, warum dieser Ausfall nicht über die Primärregelleistung abgefangen werden konnte. Die vorhandene Primärregelleistung im Netz hätte ausreichen müssen, um das Netz ohne Lastabwurf zu stabilisieren. Zum einen könnte die Abweichung größer gewesen sein, wie die zum Zeitpunkt des Vorfalls vorgehaltene Primärregelreserve von 2,6 Gigawatt, zum anderen ist es möglich, dass Kraftwerke zugesicherte Primärregelreserven regelwidrig nicht zur Verfügung gestellt haben.

Frühere Ereignisse dieser Art

Um weitere Ereignisse zu finden, reicht es, in den Dezember 2018 zurückzugehen. Am 14.12.2018 mussten Lastabwürfe durchgeführt werden, weil die Sonne entgegen der Wettervorhersage nicht schien und deswegen die Solarmodule deutlich weniger Strom lieferten wie eingeplant. Auch in den Jahren davor gab es immer wieder kritische Situationen im Netz. Wie oben angeführt, steigt die Anzahl der Eingriffe in das Netz und die damit verbundenen Kosten.

Zum Vergleich schauen wir ins Münsterland. Dort ist am 28.11.2005 (glücklicherweise) regional begrenzt das Netz zusammengebrochen. Ursache waren hier starke Schneefälle mit nassem Schnee, dadurch wurden Leitungen beschädigt und sogar Strommasten gefällt. 250.000 Bewohner der betroffenen Region waren ohne Strom. Hier dauerte es bis zu einer Woche, bis wieder überall Strom verfügbar war. Da es sich um einen eng begrenzten Bereich des Netzes handelte und ansonsten die Stromversorgung funktionierte, hielt sich der Schaden in Grenzen.

Andere machen es vor – abschreckendes Beispiel Süd-Australien

Interessant ist es auch, einen Blick nach Australien zu werfen. Dort versucht man sich noch intensiver an der Stromerzeugung möglichst ohne Kohlekraftwerke. Das Ergebnis ist katastrophal.

Schon im Februar gab es einen ersten größeren Netzzusammenbruch. Im Mai 2016 wurden dann sinnigerweise die letzten beiden Kohlekraftwerke stillgelegt. Der Anteil von Wind- und Solarenergie stieg auf fast 50%. Von diesem Zeitpunkt an kam es immer wieder zu Netzzusammenbrüchen oder Lastabwürfen, im September und Dezember 2016, im Januar und Februar 2017.

Nachdem die Wut in der Bevölkerung immer weiter anwächst und Unternehmen abgewandert sind oder mit Abwanderung drohen, hat die Regierung ein Schnellprogramm für den Bau neuer Gaskraftwerke aufgelegt und versucht sich am Bau von großen Batterien und dem Einsatz von Notstrom-Dieselgeneratoren. Kosten spielen auf einmal keine Rolle mehr. Diese Vorgehensweise ist ganz offensichtlich nicht zur Nachahmung geeignet.

Was soll die Panikmache? Bisher hat es doch immer funktioniert

Ja, werte Leser, ist das nun alles Panikmache? Wenn es bisher gut gegangen ist, dann kann es doch so weitergehen? Oder doch nicht?

Aus Fachkreisen gibt es schon seit einigen Jahren dringliche Warnungen. Und mittlerweile auch Aussagen, dass es nicht mehr um die Frage geht, ob dieser  Schwarzfall stattfinden wird, sondern nur noch darum, wann und wie lange es noch hinausgezögert werden kann.

Andere Stimmen sagen, dass immer noch genügend konventionelle Kraftwerkskapazität vorhanden ist und die Netze deshalb stabil gehalten werden können. Diese Aussage ist zur Zeit noch korrekt. Aber das wird sich ändern. Ab 2022 sind alle Kernkraftwerke stillgelegt und somit fehlen dann etwa 12 Gigawatt konventioneller, regelbarer Kraftwerkskapazität.

Und dann kommt ja noch der neueste Wahnsinn zum Thema Stromerzeugung: der Kohleausstieg. Spätestens 2038 soll das letzte Kohlekraftwerk vom Netz gehen. Dann gibt es bis auf einige Gaskraftwerke und Pumpspeicherkraftwerke keine regelfähige Energie mehr, ganz zu schweigen von Trägheits- und Primärregelreserven.

Aber dafür gibt es dann einen neuen Exportschlager. Die stillgelegten Kohlekraftwerke werden abgebaut, nach Afrika und Asien exportiert und dort wiederaufgebaut und weiter betrieben. Natürlich mit Kohle.

Darf es noch ein bisschen mehr Wahnsinn sein?

Bis hier ist schon genug Wahnsinn zu erkennen, aber das ist leider noch nicht das Ende! Zusätzlich sollen ja auch noch alle Autos mit Verbrennungsmotor durch Elektroautos ersetzt werden. Dafür sind geschätzte 500 bis 1000 Gigawatt nötig, also mehr als das zehnfache des aktuellen Verbrauchs im Spitzenlastbereich. Woher nehmen?

Und selbst wenn es jetzt noch geht, wenn ein System (egal ob es sich um eine Maschine, ein Stromnetz oder auch um Prozesse handelt) ständig in einem kritischen Bereich betrieben, seiner Reserven nach und nach beraubt wird und immer wieder beinahe ausfällt, dann wird eines Tage der Zusammenbruch kommen. Der Krug geht bekanntlich solange zum Brunnen, bis er bricht.

In der Industrie würde bei mehrfachem Auftreten von kritischen Zuständen sofort eine Analyse durchgeführt und Maßnahmen ergriffen werden, um das fortschreitende Auftreten von kritischen Zuständen zu unterbinden, wieder Reserven zu schaffen und das System auerhaft in einem sicheren Betriebszustand zurückzuführen und zu halten.

Dieser gefährliche Unfug mit dem Ausstieg aus Kernkraft- und Kohleverstromung gehört sofort gestoppt. Ebenso der weitere Ausbau der absolut unnützen Wind- und Solarenergie. Während sich glücklicherweise bei der Diesel-Hysterie langsam auch in der Bevölkerung Widerstand regt, bleibt der Widerstand in Bezug auf unsere Stromversorgung bis dato hauptsächlich auf Fachkreise beschränkt. Das sollte sich dringend ändern.

Wenn es unglücklicherweise zu einem flächendeckenden Schwarzfall kommen sollte, ist eines sicher: Die grünen Urheber der Misere werden die Verantwortung ganz sicher nicht übernehmen.

Zusammenfassung

1. Funktionsprinzipien von Kraftwerken

Konventionelle Großkraftwerke können aufgrund ihrer Dimensionen und Massen nicht einfach ein- und ausgeschaltet werden. Aufgrund der Wärmeausdehnung von Bauteilen im Kessel und den Turbosätzen muss das Anfahren behutsam ausgeführt werden. Die Anfahrzeiten liegen bei 7 bis 15 Stunden, können auch bis zu einer Woche betragen.

Ebenfalls ungünstig und schadensträchtig sind schnelle Lastwechsel. Die möglichen Laständerungswerte sind abhängig vom Kraftwerkstyp begrenzt.

2. Schwarzfall

Nach einem Zusammenbruch des Netzes trennen sich die Kraftwerke vom Netz und versuchen die Leistung für einige Stunden auf das Niveau des Eigenbedarfs zu reduzieren. Danach müssen die Blöcke abgeschaltet werden.

Ein langandauernder Schwarzfall würde die Gesellschaft zum Kollaps bringen, da in Prinzip ohne elektrischen Strom so gut wie gar nichts funktioniert. Leider gibt es gute Gründe, davon auszugehen, dass die Ausfallswahrscheinlichkeit zunehmen wird.

Die Kommunikation wird innerhalb weniger Stunden stark eingeschränkt bis unmöglich. Notrufe könnten nicht mehr abgesetzt werden.

Der Verkehr auf den Straßen bricht vor allem in Ballungsräumen zusammenit der Folge von Unfällen und Staus. Die Pumpen an den Tankstellen fallen aus. Der Individualverkehr kommt mehr und mehr zum Erliegen.

Auf der Schiene bleiben alle elektrischen Züge, Straßen- und U-Bahnen sofort stehen. Fahrgäste müssen unter teilweise schwierigen Umständen geborgen werden. Leit- und Stellwerke funktionieren nur noch sehr eingeschränkt. Transportachsen müssen mit Dieselloks freigemacht werden.

Flughäfen verfügen über Notstromanlagen und können ihre Funktion für einige Tage aufrechterhalten. Passagiere stranden jedoch an den Flughäfen. In den Häfen kommt der gesamte Betrieb zum Stillstand.

In den Häusern fallen Licht, alle Elektrogeräte und die Wasserversorgung aus, ebenso die Heizung. Brandgefahr entsteht durch Versuche, in den Häusern ohne Strom zu kochen. Fahrstühle und Rolltreppen kommen zum Stillstand. Die Bergung der Eingeschlossenen dauert teilweise eine erhebliche Zeit. Unternehmen müssen die Arbeit einstellen.

Die Lebensmittelproduktion und -verteilung kommt zum Erliegen. Empfindliche Produkte verderben rasch. Die Supermärkte schließen, weil die Kassen nicht mehr funktionieren. Eine flächendeckende und bedarfsgerechte Verteilung ist wahrscheinlich nicht zu erreichen. Nach einigen Tagen werden Supermärkte geplündert.

Krankenhäuser haben für bis zu drei Tage Notstrom, Arztpraxen und Pflegeheime nicht. Nach spätestens einer Woche sind keine Arzneimittel, Narkosemittel, Blutkonserven, Desinfektionsmittel usw. verfügbar. Operationen können nicht mehr durchgeführt werden, Notfälle entweder gar nicht oder nur schwer behandelt werden. Patienten auf den Intensivstationen können nicht mehr versorgt werden.

Dazu kommen noch die wirtschaftlichen Verluste, die in die Milliarden gehen würden.

3. Wie kommt der Strom zurück?

Zunächst müssen aufgetretene Schäden an Kraftwerken und Infrastruktur des Netzes repariert werden. Dann werden zuerst die schwarzstartfähigen Kraftwerke angefahren. Danach mit Hilfe der bereits laufenden Kraftwerke Schritt für Schritt die anderen Kraftwerke, zunächst im Inselbetrieb. Schrittweise werden dann die Inseln zusammengeschaltet, bis dass gesamte Netz landesweit wieder stabil in Betrieb ist.

Einen Beinahe-Zusammenbruch gab es zuletzt im Januar 2019. Diese Fälle treten seit einigen Jahren immer wieder auf. Ein abschreckendes Beispiel ist die Situation in Süd-Australien. Dort kommt es aufgrund der Stillegung von Kohlekraftwerken immer häufiger zu Netzzusammenbrüchen.

Es gibt deshalb aus der Fachwelt dringende Warnungen, hier umzusteuern. Mit dem Wegfall der Kernkraftwerke wird dem Netz wertvolle Kapazität entzogen und mit dem Ausstieg aus der Kohleverstromung wird die Situation vollends unhaltbar. Der Ausstieg aus Kernkraft- und Kohleverstromung gehört sofort gestoppt.

Quellen:

https://www.amprion.net/Übertragungsnetz/index-2.html

https://kraftwerkforschung.info/quickinfo/grundbegriffe/

https://www.eike-klima-energie.eu/2015/10/21/die-funktionsweise-des-stromnetzes/

https://www.eike-klima-energie.eu/2018/12/18/annalena-baerbock-in-deutschland-emittiert-jeder-buerger-9-gigatonnen-co2/

https://www.eike-klima-energie.eu/2019/01/13/gruene-energieweisheit-wuerde-die-stromkosten-um-ca-25-eur-kwh-erhoehen/

http://www.udo-leuschner.de/basiswissen/

https://www.next-kraftwerke.de/wissen/regelenergie

https://www.eike-klima-energie.eu/2012/02/09/windenergie-in-der-grund-mittel-und-spitzenlast/

https://www.eike-klima-energie.eu/2016/01/27/netzstoerungen-der-unheilbare-erbdefekt-der-energiewende/

https://www.eike-klima-energie.eu/2016/12/11/zwei-stromerzeugungssysteme-kollidieren/

https://www.eike-klima-energie.eu/2014/01/29/windstrom-ist-zur-gefahr-geworden-immer-naeher-an-den-blackout-heran/

https://www.eike-klima-energie.eu/2013/12/04/die-blackout-koalition-sicherheit-der-stromversorgung-bleibt-auf-der-strecke/

https://de.wikipedia.org/wiki/Stromausfall

https://www.dzig.de/Die-technischen-Grenzen-des-Oekostroms

https://de.wikipedia.org/wiki/Kraftwerksmanagement

https://www.leifiphysik.de/uebergreifend/fossile-energieversorgung/kohlekraftwerk

https://www.eike-klima-energie.eu/2013/09/15/ohne-grosskraftwerke-kein-strom-kohlekraftwerke-ackergaeule-sind-nun-mal-keine-springpferde/

https://de.wikipedia.org/wiki/Kernkraftwerk

https://de.wikipedia.org/wiki/Speicherkraftwerk_(Wasser)

http://www.stromgewinnung.com/pumpspeicherkraftwerk.shtml

https://de.wikipedia.org/wiki/Kraftwerksmanagement

https://www.energie-lexikon.info/frequenzregelung_im_stromnetz.html

https://de.wikipedia.org/wiki/Vorsätze_für_Maßeinheiten

https://de.wikipedia.org/wiki/Energieerhaltungssatz

https://www.erneuerbare-energien.de/EE/Redaktion/DE/Dossier/eckpunkte_der_eeg_novelle.html?cms_docId=75592

https://www.dzig.de/Die-technischen-Grenzen-des-Oekostroms

https://de.wikipedia.org/wiki/Dampfturbine

http://www.klimaretter.info/energie/nachricht/23561-kohlestrom-verstopft-auch-exportleitungen

https://www.eike-klima-energie.eu/2013/11/04/stromnetze-am-limit-das-risiko-waechst-mit-jedem-windrad-nehmen-die-probleme-zu/

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https://www.eike-klima-energie.eu/2013/02/25/sind-ressourcen-endlich-eine-zeitreise-in-die-welt-der-rohstoffe/

https://www.eike-klima-energie.eu/2019/02/13/die-groesste-batterie-der-welt-im-einsatz-und-nur-ein-tropfen-an-energie/

Stromverbraucher sind die größten Verlierer: wahnsinnig hohe Kosten für etwas Strom, wenn Wind- und Sonne keine Lust haben

Marc Elsberg, Blackout, Blanvalet

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