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Europa ist vorgestern wohl gerade an einem Blackout vorbeigeschrammt

Das europäische Stromnetz ist ein meist verlässliches, aber auch fragiles System. Es bringt sich diesbezüglich hin und wieder in Erinnerung.

Freitag, 8. Januar 2021, 13:04:55 Uhr (MEZ)

Zu diesem Zeitpunkt kam es im europäischen Höchstspannungsnetz (ENTSO-E) zu einem deutlichen Frequenzeinbruch. Innerhalb von 14 Sekunden erfolgte ein Frequenzabfall von 50,027 auf 49,742 Hertz.

Damit wurde der Regelbereich mit einer Untergrenze von 49,8 Hertz verlassen, eine ernsthafte Gefahr bestand noch nicht. Die in diesem Fall vorgesehenen Maßnahmen – Einsatz positiver Regelenergie, Stopp des eventuellen Pumpbetriebes in Pumpspeicherwerken – reichten aus, nach wenigen Sekunden die Frequenz wieder über die 49,8 Hertz nach oben zu bringen. In folgendem Bild wurde der oben gelb angegebene Bereich nur kurzzeitig nach links überschritten, dennoch war es der stärkste Frequenzeinbruch seit November 2006 (der damals zu einem großflächigen Blackout in Westeuropa führte):

Zunächst gab es Unklarheit zur örtlichen Herkunft der Störung, die sich aber bald dem Versorgungsgebiet der Transelectrica im Nordwesten Rumäniens, auf Transsilvanien und Siebenbürgen, zuordnen ließ. Zu den Ursachen gibt es noch keine Erkenntnisse, eher offene Fragen: Ein Kraftwerksausfall, selbst mehrerer Blöcke, hätte einen solchen Einbruch kaum verursachen können. Missverständnisse im Handelsgeschehen können auch ausgeschlossen werden, denn der Zeitpunkt lag deutlich nach der vollen Stunde. Eine großflächige Abschaltung des regionalen Netzes in Rumänien wiederum hätte die Frequenz nach oben und nicht nach unten abweichen lassen. Gesicherte Informationen muss man abwarten.

Bei deutschen Netz- und Kraftwerksbetreibern liefen entsprechende Meldungen aus der Leittechnik auf. In Frankreich, das zu diesem Zeitpunkt viel Strom importierte, wurden Verbraucher aufgefordert, ihren Bezug zu verringern.

Gridradar.net äußerte sich zu begünstigenden Faktoren. Zum einen ist derzeit die Last pandemiebedingt geringer, was zur Folge hat, dass weniger konventionelle Kraftwerke am Netz sind. Dadurch sinkt der Effekt der rotierenden Massen, die im Netzverbund die Mikroschwankungen wegbügeln und die in einem solchen Störfall die erste Verteidigungslinie bilden. Ein 500-Megawatt-Braunkohleblock bringt zum Beispiel mit seinem Turbosatz 170 Tonnen Schwungmasse – vom Turbinen-Hochdruckteil bis zum Generator-Induktor – auf die Waage. Diese Masse an Stahl und Kupfer und einer Drehzahl von 3.000 Umdrehungen pro Minute stellt eine erhebliche Schwungmasse dar. Gekoppelt über das Netz sind also mehrere tausend Tonnen Massenträgheit mit dem entsprechenden Drehmoment wirksam.Mit der sinkenden Zahl in Betrieb befindlicher Turbo-Generator-Sätze geht nicht nur die Massenträgheit, sondern auch die Menge der verfügbaren Primär- und Sekundärregeleistung zurück, die nur von konventionellen Kraft- und Pumpspeicherwerken bereit gestellt werden kann. Die innerhalb weniger Sekunden erforderliche Primärregelleistung könnte auch durch Großbatterien erbracht werden, dies jedoch zu erheblichen Kosten und gegenwärtig sind sie nicht in nennenswerter Zahl verfügbar.

Was leisteten die massenhaft installierten Wind- und Solaranlagen in Deutschland im fraglichen Zeitraum? Bei einer Netzlast von 66,26 Gigawatt (GW) um 13 Uhr lieferten sie gemäß Einspeisevorrang des EEG alles, was sie konnten: 4,34 GW Windstrom (6,5 Prozent des Bedarfs) und 2,12 GW Solarstrom (3,2 Prozent)1. Da sie in keiner Form an der Netzregelung und Netzdienstleistungen beteiligt sind, waren sie bezüglich der Störung weder betroffen noch beteiligt. Sie waren, um eine populäre Kanzlerinnenformulierung zu gebrauchen, „nicht hilfreich“. Eine frequenzstabilisierende Wirkung durch die Massenträgheit der Rotoren der Windkraftanlagen gibt es nicht, da die Netzkopplung elektrisch über Umrichter erfolgt. Der erzeugte Gleichstrom wird in eine digitalisierte Sinuskurve überführt und als Drehstrom abgeführt, bei zu starker Abweichung von der Netzfrequenz schalten sich die Anlagen ab.

Nun soll ausgerechnet der massenhafte Ausbau dieser Technologien das künftige Stromversorgungssystem dominieren. Die Fragen der rotierenden Massen, der Frequenzhaltung und der Spannungsregelung wird im Zusammenhang mit dem fortschreitenden Zubau volatiler Einspeiser schon lange in der Branche diskutiert. Nur im politischen Raum mit der ausschließlich CO2-zentrierten Sicht auf die Energieversorgung nicht. Schon längst hätte man den „Erneuerbaren“ Systemverantwortung übertragen müssen.

Unterdessen steigt die Anfälligkeit des Systems durch immer höhere Komplexität, durch die erhöhte Einspeisung von Strom in die unteren Spannungsebenen (dezentrale Erzeugung, vor allem regenerativ), durch verstärkten Handel, durch stärkere Erzeugungsschwankungen und Verringerung der gesicherten Einspeisung.
Einige Störungen aus jüngerer Vergangenheit zeigen verschiedene Ursachen. Bedenklich dabei ist, dass einige Ereignisse nicht oder nicht vollständig aufgeklärt werden konnten:

14. Dezember 2018: Abschaltungen von Teilen der deutschen Aluminiumindustrie („Prognosefehler bei den erneuerbaren Energien aufgrund einer komplexen Wetterlage“).

10. Januar 2019: Frequenzabfall auf 49,8 Hz – zwei gestörte Kraftwerke in Frankreich, in Verbindung mit einer defekten Messstelle im Netz. Dennoch hätte es diesen Einbruch nicht geben dürfen

24. Januar 2019: Überfrequenz von fast 50,2 Hz, Ursache unbekannt, evtl. hat sich das Netz „aufgeschaukelt“.

3. April 2019: Frequenzabfall 49,84 Hz – Ursache unklar

20. Mai 2019 „Alarmstufe rot“ bei Swissgrid

6., 12. und 25. Juni 2019: bis zu 7 GW Unterdeckung im deutschen Netz – Auswirkung des „Mischpreisverfahrens“ – Spotmarktpreis höher als Regelenergiepreis, Bilanzkreisverantwortliche haben gepokert. Inzwischen sind die Regularien geändert.

7. Juni 2019 Datenpanne bei der europäischen Strombörse EPEX, dadurch Entkopplung des europäischen Marktes. Ursache war vermutlich ein „korruptes“ Datenpaket.

8. Januar 2021 Unterfrequenz 49,742 Hz ?

(Aufzählung nicht vollständig)

Wie man sieht, können die Störungsursachen vielfältig sein und unglückliche Kombinationen verschiedener Ursachen unabsehbare Folgen haben. Dass die richtunggebende Politik dies wahrgenommen hat, ist nicht zu erkennen.

Daten aus: https://energy-charts.info/

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Neue deutsche Teilung – Die Südzone

Früher nahm die „Ostzone“ eine Sonderstellung ein. Als Sinnbild des Mangels, eingeschränkter Freiheit und eines ineffektiven Wirtschaftssystems war der Versuch, ein neues Gesellschaftssystem zu etablieren, ein am Ende gescheitertes Experiment.

Nunmehr wird die „Südzone“ zu einer Besonderheit. Die neue Demarkationslinie wird nicht bewacht, sie definiert sich über das Höchstspannungsnetz und weist dem Gebiet etwa südlich der Mainlinie eine besondere Stellung zu. Auch hier handelt es sich im Rahmen der „Energiewende“ um ein Experiment. Wie viele Kraftwerke kann man abschalten, ohne dass die Weißwurst kalt bleibt, beim Daimler nicht mehr geschafft werden kann oder die Seilbahn zur Zugspitze nicht mehr fährt?

Offenbar ist die absehbare Situation von einigem Ernst, so dass die Uni Stuttgart, und das DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt) im Auftrag des baden-württembergischem Umweltministerium im Dezember 2018 zum wiederholten Mal eine Studievorlegte, die schon die betreffende Frage im Titel trägt: „Versorgungssicherheit in Süddeutschland bis 2025 – sichere Nachfragedeckung auch in Extremsituationen?“

Alle Leistungsbilanzen wurden betrachtet, auch in den Nachbarländern, auch die „aufgetretenen Schwierigkeiten mit der Systemsicherheit im Januar 2017“. Zwei Varianten wurden untersucht, sowohl die mit als auch ohne beschleunigten Kohleausstieg, wobei nach den Empfehlungen der „Kohlekommission“ wohl nur noch die Variante des schnelleren Abschaltens zum Tragen kommen dürfte.

Ganz kurz zusammengefasst: Das Ergebnis lautet, dass „2025 für die Deckung der Nachfrage ausreichende Erzeugungskapazitäten vorhanden sind“. Die wichtige Ergänzung lautet: „Allerdings ist Deutschland dann in deutlichem Umfang auf Importleistung aus den Nachbarländern angewiesen“ und seine Kapazitätsreserven würden aufgebraucht, die eigentlich eine zusätzliche Sicherheit bei unvorhergesehenen Entwicklungen bilden sollen. Risiken für besonders kritische Zustände würden steigen.

Im Vergleich zu einer Vorgängerstudie würde durch den längeren Weiterbetrieb von Kraftwerken im Ausland, insbesondere Frankreich und Polen, mehr Leistung zur Verfügung stehen. Im Klartext bedeutet dies, dass Altanlagen im benachbarten Ausland durch ihren Weiterbetrieb die Abschaltung zum Teil moderner deutscher Anlagen erst ermöglichen. Wer in bewährter deutscher Nabelschau nur die nationale Emissionsbilanz sieht, wird das dennoch begrüßen.

Im 60-seitigen Text kommt der Begriff „Import“ immerhin 44-mal vor.

Ausgehend von der nüchternen Feststellung, dass die Südzone bereits heute ein Bilanzdefizit mit den dort am Markt agierenden Kraftwerken von 9,1 Gigawatt habe, rechneten die Wissenschaftler die Kapazitäten aus. Dabei werden die über die Bundesnetzagentur gebundenen Netzreservekraftwerkevon 6,9 Gigawatt für die Versorgungssicherheit berücksichtigt. Weiterhin zwei Gigawatt aus der  Kapazitätsreservesowie auch die Braunkohlekraftwerke mit insgesamt 2,7 Gigawatt, die politisch erzwungen in die „Sicherheitsbereitschaft“ gestellt wurden. Die Leistung aller Pumpspeicherwerke wurde ebenso mit verfrühstückt, wenngleich sie nur zeitweise zur Verfügung steht.

Ohne diese Reserven anzugreifen, blieben insgesamt bis zu 16 Gigawatt an Importbedarf (bei 17,2 Gigawatt Leitungskapazität), wobei man rechnerisch annimmt, dass die Nachbarländer diese Leistung auch zur Verfügung stellen werden. Abstimmungen oder Verhandlungen zur Sicherung dieser Lieferungen seien bislang nicht geführt worden, Verträge existieren nicht.

Obgleich unsere Regierung für jegliche Frage nach einer EU-weiten Lösung ruft, bleibt man an dieser Stelle merkwürdig passiv. Mit Italien gibt es bereits einen Netto-Stromimporteur, der auch beliefert werden will.

Die fluktuierenden „Erneuerbaren“ werden mit Leistungen zwischen 77 und 2,4 Gigawatt kalkuliert, was kaum einen Beitrag zur Versorgungssicherheit darstellt.

Wer liefert?

Welche Kraftwerke werden für die Versorgung der Südzone besonders wichtig sein?

Zunächst gibt es den innerdeutschen Export in die Zone. NRW stellt mit den großen Braunkohlekraftwerken in Niederaußem, Neurath, Weisweiler und Frimmersdorf noch eine Hochburg der Stromerzeugung dar. Wenn jedoch politische Festlegungen zum Hambacher Forst oder zur Nicht-Inbetriebnahme des Steinkohle-Neubaus in Datteln führen sollten, geht der mögliche Export in den Süden deutlich in die Knie. Zudem diskutiert man schon öffentlich, ob nun zwei oder drei Gigawatt zusätzlich in Umsetzung der Ergebnisse der „Kohlekommission“ abgeschaltet werden.

Im Nordosten in Lippendorf bei Leipzig steht ein Braunkohlekraftwerk, das schon heute einen großen Teil seiner Produktion gemeinsam mit dem Braunkohlekraftwerk in Schkopau über die neue, 2015 eröffnete Südwest-Kuppelleitung („Thüringer Strombrücke“) via Bad Lauchstädt in Sachsen-Anhalt nach Redwitz in Oberfranken schiebt.

Im Osten liefert auch das Kernkraftwerk Temelin (2000 in Betrieb genommen), knapp 60 Kilometer von der bayrisch-tschechischen Grenze gelegen und von bayrischen wie österreichischen Atomgegnern gleichermaßen als „Pannenreaktor“ verteufelt. Bei der Erstinbetriebnahme gab es Probleme mit der Turbine, was zu häufigen Abschaltungen führte. Inzwischen denken die Tschechen über einen weiteren Neubau ab 2030 nach, was auf Grund absehbaren Mangels auf der bayrischen Seite einen guten Grund hat.

Nur sechs Kilometer südlich der baden-württembergischen Grenze steht im Kanton Aargau das Kernkraftwerk Beznau (seit 1969 in Betrieb und damit eines der weltältesten) und druckt fleißig Franken für die Eidgenossen, künftig vermutlich mehr denn je. Das eidgenössische Kernkraftwerk Leibstadt (1984) dampft am Rhein, gegenüber von Dogern in Baden. In der Schweiz gibt es keine Abschalttermine, aber ein Neubaumoratorium.

Direkt am westlichen Rheinufer arbeitet immer noch der Oldtimer in Fessenheim vor sich hin (Inbetriebnahme 1977). Schon mehrfach mit Abschalttermin versehen, ist nunmehr von Monsieur le President die Abschaltung für 2020 angekündigt. Weiter nördlich spaltet das Kernkraftwerk Cattenom (1986) weiter unverdrossen die Atomkerne, zwölf Kilometer westlich der saarländischen Grenze. Es soll noch bis Ende der vierziger Jahre laufen. Wie lange noch die belgischen Reaktoren in Tihange und Doel laufen werden, ist ungewiss. Sie liegen zwar auf der Höhe von Aachen und damit entfernter von der Zone, haben aber ebenfalls Einfluss auf die Bilanzen des Großraums.

Soweit seien nur einige der großen Kraftwerke genannt, die auf Grund ihrer Lage und Netzanbindung große Mengen an Strom nach Deutschland exportieren werden, zumindest sollen. Zum Teil ist es heute schon Praxis, wie einige Gaskraftwerke der Linz AG zeigen, die in den beiden letzten Jahren für 82 bzw. 100 Tage im deutschen Netz aushalfen.

 

Geld spielt keine Rolle

In der Studie wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass keine Kostenbetrachtung durchgeführt wurde. Jede Schwächung der Angebotsseite wird zwangsläufig zu höheren Marktpreisen führen, Zahlen anzugeben wäre auf Grund der vielen Unwägbarkeiten blanke Spekulation. Aussagen unserer Umweltministerin, es werde steigende Preise nicht geben oder die Absicht des Wirtschaftsministers, man könne sie durch Steuergeld abfedern, entspringen erkennbar einem Wunschdenken.

Als Folge der deutschnationalen Abschaltpolitik sind Spannungen mit unseren Nachbarn zu erwarten, die ihre eigene Versorgung natürlich in den Vordergrund stellen werden. Wie schon die Auflösung der deutsch-österreichischen Strompreiszoneund die Differenzen um Nordstream 2 zeigen, ist auf dem Sektor Energie ein Zusammenwachsen in der EU nicht zu erkennen, eher eine Spaltung, die von Deutschland ausgeht.

Die „Energiewende“ wird kein Exportmodell sein, wenn sie darauf fußt, dass wir uns nicht mehr selbst versorgen können und Nachbarländer ihre konventionellen Kraftwerke länger laufen lassen müssen, um sich und den „Vorreiter“ abzusichern.

Wie auch immer, viel Glück für die Zone im Rahmen dieses Experiments.

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Grüner Strom ist Fake-Strom

„Als Fake (Engl., eigentlich Fälschung) bezeichnet man ein Imitat, einen Schwindel oder eine Vortäuschung falscher Tatsachen. Im weiteren Sinne ist Fake ein Begriff für den damit verbundenen Betrug.“So steht es bei Wikipedia. Die Deutsche Energiepolitik und vor allem die Versorgung mit grünem Strom ist nach dieser Definition ein Fake. Das soll an einer Reihe von Beispielen erläutert werden.

Einfügung der Redaktion

Dr.Edenhofer Vizechef des Potsdam Instituts für Klimaforschungsfolgen (PIK) und Vizechef des

IPCC Ottmar Edenhofer

Heft „et“ – Energiewirtschaftliche Tagesfragen 5

Klimavorschriften: „Sie sollen rentablen Technologien Klötze ans Bein binden, neuen grünen Technologien uneinholbare Vorteile verschaffen.“

Neue Zürcher Zeitung (NZZ) Interview mit Bernd Pötter

 „Wir verteilen durch die Klimapolitik defacto das Weltvermögen um“

http://www.nzz.ch/aktuell/startseite/klimapolitik=verteilt=das=weltvermoegen=neu=1.8373227

Kann Deutschland mit 80 oder sogar 100 Prozent grünem Strom versorgt werden?

Das ist nicht möglich, weil mit dem wetterabhängigen, ständig schwankenden Strom aus Wind- und Solaranlagen keine stabile Netzfrequenz mit gleicher Phase möglich ist. Schon geringe Abweichungen von Frequenz und Phase der einzelnen Anlagen führen zu einem Wellensalat, also zum Zusammenbrechen des Netzes. Es müssen wenigstens 45 Prozent des Stromes von den großen Kraftwerken kommen, deren Turbinen synchronisiert sind. Die Kleinerzeuger müssen ihren Strom auf die Frequenz und Phase der Kraftwerke vor der Einspeisung in das Netz regeln. Geringe Abweichungen werden von der Grundlast der großen Kraftwerke dann geschluckt.

Das Wendeziel selbst ist also ein Fake. Es wird ein Ziel vorgetäuscht, das technisch nicht zu erreichen ist. Schon heute haben wir bei Starkwind und Sonnenschein zu viel grünen Strom, der unter Zuzahlung entsorgt werden muss. Mit jeder weiteren Wind- und Solaranlage wird mehr unbrauchbarer Strom, Fake-Strom, erzeugt.

Stromversorger werben mit Fake-Strom

Fast alle Stromversorger bieten grünen Strom an, in einigen Fällen sogar preiswerter als den normalen Netzstrom. Dem nicht sachkundigen Verbraucher wird vorgegaukelt, er würde tatsächlich grünen Strom beziehen. Doch das ist technisch nicht möglich. Er erhält den gleichen Strom wie auch sein Nachbar, der mit dem allgemeinen Netzstrom versorgt wird. Erst im Kleingedruckten erfährt er, sein Versorger hätte grünen Strom eingekauft, der irgendwann in das Netz eingespeist wurde.

 

Die Versorgung mit grünem Strom wie auch die Behauptung der Bahn, man würde mit grünem Strom durch die Lande fahren, wenn man eine Bahn Card besitzt, erfüllen voll die Fake-Definition. Es ist die Vortäuschung falscher Tatsachen.

Die installierte Leistung von Wind- und Solaranlagen erreicht fast 100.000 Megawatt

Die geforderte Leistung liegt in Deutschland bei 40.000 bis 80.000 Megawatt, abhängig von der Tageszeit und dem Wochentag. Danach müsste eine Vollversorgung mit grünem Strom möglich sein. Doch diese einfache Rechnung geht nicht auf, denn der Wind weht meistens zu schwach oder auch gar nicht und die Sonne scheint nur am Tag und wird oft von Wolken verdeckt. So liegt die mittlere Jahresleistung von Windturbinen nur bei 20 Prozent und von Solaranlagen nur bei 10 Prozent der installierten Leistung.

Die installierte Leistung bestimmt die Investitionskosten. Für Dampfkraftwerke und Windgeneratoren muss man für ein Megawatt Leistung eine Million Euro investieren. Die Windgeneratoren erreichen selbst  bei Starkwind nicht ihre volle Leistung, weil Bodenwirbel oder Wirbel durch benachbarte Turbinen ein gleichmäßiges Anblasen der Rotoren verhindern. Die konventionellen Dampf- und Gaskraftwerke können dagegen jederzeit ihre installierte Leistung abgeben. Der Bau von Windgeneratoren mit gleicher verfügbarer Jahresleistung kostet also das Fünffache im Vergleich zu Dampfkraftwerken.

Die Leistung von Wind- und Solaranlagen lässt sich dagegen nicht planen. Nachts und bei Flauten wird die Leistung Null. Es handelt sich um FakePower (Leistung, englisch: Power).

Autark mit FakePower?

Am 13. September brachte das ZDF in der Heute-Sendung einen Bericht über die Nordseeinsel Borkum, die nach den Vorstellungen des Bürgermeisters in Zukunft vollständig mit Windstrom aus der Nordsee und von Solardächern, also mit FakePower, versorgt werden soll. Profiteure stellten Batteriespeicher für Solaranlagen vor und in der Grundschule bauten Kinder kleine Windgeneratoren, die mit ein paar Haartrocknern angetrieben wurden. Die Kinder wussten, sie müssen die Energiewende vorantreiben, um die bösen Strahlen von Kernkraftwerken zu verhindern und das Klima zu retten. Hier zeigte sich die Indoktrination von ihrer schlimmsten Seite, nämlich Kinder einseitig und falsch zu prägen, um eigene ideologische Vorstellungen durchzusetzen.

Der Bürgermeister von Borkum, aber auch die Mitarbeiter des ZDF, brauchen sich nur in der Welt umzuschauen, ob eine Versorgung mit FakePower gelingt. Es gibt eine Reihe von Inseln und Dörfer, die das versucht haben. Das Ergebnis war in allen Fällen niederschmetternd. Die Spannung schwankte stark. Es gab ständige Stromausfälle. Die Stromkosten stiegen auf einen Euro pro Kilowattstunde. Die Autarkiebestrebungen mussten aufgegeben werden.

Zur Anschauung reicht bereits eine Reise zur Insel Pellworm.  Dort wurden Batterien als Speicher installiert, die den Strombedarf für zwei Wochen abdecken können. Doch es wird nicht gewagt, die Netzstromleitung zur Insel zu kappen. Der lokale Stromversorger, die Schleswig-Holsteinische Netz AG, eine Tochter von e-on, ist inzwischen aus dem Projekt ausgestiegen. Es ist wohl ein Zusatzgeschäft.

In Australien wurden etliche Kohlekraftwerke stillgelegt und die Energieversorger geben an den Kontinent inzwischen mit 40 Prozent grünem Strom zu versorgen. Die nachgewiesenen Folgen sind häufige Stromausfälle, durch die auch Tote zu beklagen sind, und steigende Kosten.

FakePower ist teuer und unzuverlässig. Wann realisieren das die deutsche Regierung und die deutschen Politiker?

 

Hans-Günter Appel

Pressesprecher, Stromverbraucherschutz NAEB e.V.

www.naeb.de