Stromnetz-Ausfall Hexenschuss in Europas Rückgrat

Höchstspannungsleitungen sind gigantische Überlandtrassen, die den grenzübergreifenden Stromhandel in Europa erst ermöglichen - aber auch dessen schwächstes Glied sind. Der Stromausfall am Samstag zeigte: Ein Fehler kann eine Serie von Problemen im ganzen Netz auslösen.

Von Stefan Schmitt


Der Strom war schnell wieder da - zumindest im Vergleich dazu, dass die Suche nach den Ursachen des europaweiten Netz-Ausfalls am Samstag noch immer läuft.

Eines steht fest: "Eine halbe Stunde vor dem Netzausfall wurde eine Höchstspannungsleitung über der Ems nördlich von Papenburg ausgeschaltet, um ein Schiff passieren zu lassen", sagte am Sonntag Christian Schneller, Sprecher des Netzbetreibers E.on. Der Blackout nahm daraufhin im Emsland seinen Anfang - und zog halb Europa in Mitleidenschaft. Die Höchstspannungsleitungen: Bei Weener im Kreis Leer spannen sie sich als Alumium-Stahlseile auf gewaltigen, rund 60 Meter hohen Masten über die Ems. Sie gehören zum Rückgrat der europäischen Stromversorgung - und sind zugleich ihre Schwachstelle.

Europa bei Nacht: Eine abgeschaltetete Leitung löste am vergangenen Samstag vermutlich das Blackout aus
AP/ NASA

Europa bei Nacht: Eine abgeschaltetete Leitung löste am vergangenen Samstag vermutlich das Blackout aus

Europas gemeinsamen Strommarkt kann man sich wie einen großen See vorstellen: Im Norden gießen Wasserkraftwerke oder Betreiber von Windparks Strom hinein. Weiter im Süden Europas (wo tendenziell mehr Strom gebraucht wird) zapfen Industrie und Haushalte ihn ab. Der Verbraucher bekommt nicht zwangsläufig elektrische Leistung aus den Kraftwerken des Anbieters, dessen Rechnung er bezahlt. Vielmehr ist der Strommarkt ein kompliziertes System, in dem verrechnet wird, wer wo wie viel in den europäischen Stromsee einleitet und aus diesem heraus verkauft - organisatorisch gesehen.

Klar ist: Der Stromverbrauch in Europa steigt, der Kraftwerksbau hält damit nicht Schritt, irgendwann drohen Engpässe - doch mangelnde Energie war am Wochenende keineswegs das Problem. Die wahre Schwachstelle ist das Übertragungsnetz. Ein Geflecht aus Höchstspannungsleitungen überzieht den Kontinent. Sie leiten Strom mit 380 Kilovolt Spannung, im Gegensatz zu nur 220 Kilovolt in gewöhnlichen Hochspannungsleitungen (was immer noch 1000 Mal mehr ist, als zu Hause aus der Steckdose kommt). Mindestens acht Meter Abstand zum Boden müssen die Höchstspannungsleitungen halten, ihre Trasse ist 70 Meter breit. Sie sollen den Lebensfunken der modernen Industriegesellschaft fast überall in beinahe beliebiger Menge verfügbar machen. Eigentlich.

Doch nach Angaben des Verbandes der Netzbetreiber (VDN) stößt Deutschlands internationaler Stromhandel an allen Grenzen zu Nachbarländern auf Engpässe. Die einzige Ausnahme seien die Stromleitungen nach Österreich. Es mangelt an Übergangskapazitäten zwischen den Staaten. Es ist ein Flaschenhals im 23 Länder umfassenden Verbundnetz UCTE ("Union for the Co-ordination of Transmission of Electricity"), das von Dänemark bis Griechenland, von Polen bis Portugal reicht.

Engpässe an jeder Grenze, außer nach Österreich

Als im August 2003 der Ausfall eines einzigen großen Kraftwerks in den USA zu einem riesigen Blackout führte, gab man sich in Europa noch überlegen. "Unser Spinnennetz ist engmaschiger", sagte damals Wolfgang Irrek vom Wuppertaler Institut für Klima, Umwelt und Energie zu SPIEGEL ONLINE. Hartwig Roth, beratender Ingenieur für den VDN, findet das mit Blick aufs vergangene Wochenende "vermessen": "Unsere Netze sind besser als die amerikanischen. Aber das schließt nicht aus, dass mal etwas passiert." Er gibt allerdings zu bedenken: An diesem Samstag habe der Stromausfall 15 bis 30 Minuten gedauert. In den USA seien es 2003 mehrere Tage gewesen. "Fehler lassen sich nie vermeiden", sagt Roth. Sie ließen sich hierzulande aber schneller beheben als in den USA.

Viele der 380-Kilovolt-Leitungen, die Strom durch Deutschland leiten, stammen aus den siebziger Jahren. Dabei ist die Bundesrepublik Europas Strom-Drehscheibe, aus vier Gründen:

  • Es gibt einen deutschen Exportüberschuss ins Ausland. Also fließt physikalisch mehr Strom hinaus, als herein kommt. Und der Überschuss wächst: Im ersten Halbjahr 2006 wurden rund zwölf Milliarden Kilowattstunden mehr exportiert als importiert - eine Steigerung um 76 Prozent.
  • Deutschland liegt in der Mitte Europas. Kein anderes Land hat mehr Nachbarn, also ist es das zentrale Transitland für Strom aus dem Osten in den Westen, aus dem Norden in den Süden.
  • Energieverbrauch und -erzeugung klaffen in Europa regional immer weiter auseinander - eine Folge der Markt-Liberalisierung. Während die Leistungskapazitäten der Transitnetze weitgehend gleich blieb, müssen entlang der gesamten Durchleitungsstrecke höhere Belastungen verkraftet werden, vor allem in den Spitzenzeiten.
  • Energien wie die Windkraft, die politisch gefördert werden, können diese Situation noch verschärfen. Denn bei ihnen treten Leistungsmaxima auf, die den Druck auf die Netze noch erhöhen.

Mittlerweile spricht allerdings auch E.on nicht mehr davon, dass eine solche Stromüberproduktion aus Windkraftanlagen für das Malheur mitverantwortlich war. In der Tat hatte es am Samstagabend eine Flaute gegeben. Der wahre Auslöser für den Zusammenbruch war die Abschaltung der Höchstspannungsleitung über die Ems.

Nach dieser Abschaltung gab es in einem Teil des Netzes schlicht zu wenig Strom. Die Netzmanager können das an der Frequenz sehen: Sie ist der Nennwert, an dem sie ablesen können, ob Stromeinspeisung und -verbrauch im Gleichgewicht sind. "Wenn die Frequenz aufgrund eines Energiemangels abnimmt, dann werden Verbraucher bewusst vom Netz getrennt, um diesen Mangel auszugleichen. Dann greift die Reserve, aber das geht nicht ad hoc", sagte Experte Roth. Für die UCTE-Netzstörung am 4. November zeigt das Diagramm einen plötzlichen Abfall von 50 auf 49 Hertz. Das klingt für Laien nicht nach viel. Für die Automatik der Netze ist es aber ein Alarmsignal. Fällt die Spannung nur um wenige Prozent ab, kann teure Steuerelektronik zerstört werden. Zittert die Frequenz, kennen die Sicherheitssysteme darum kein Pardon.

"Da entsteht Potenzial für größere Ausfälle"

Die Verbraucher werden in diesem Fall so lange automatisch von der Versorgung abgekoppelt, bis wieder ein Gleichgewicht hergestellt ist. Doch unter ungünstigen Umständen kann sich so eine Reihe von Unter- und Überkapazitäten auch durch das Netz ausbreiten - das war offenbar am Wochenende der Fall. Die Ermittlungen zu den Ursachen laufen noch, doch Marcel Bial von der UCTE in Brüssel spricht schon von einem "Dominoeffekt".

Für den Laien klingt das paradox, denn eigentlich soll die automatische Abschaltung einen Blackout vermeiden - statt ihn zu befördern. "Sie sollte helfen, doch sie löst nicht die Probleme", sagte Adilson Motter, Physiker von der Northwestern University in Chicago. Er hat als Gastforscher am Dresdner Max-Planck-Institut für Komplexe Systeme kaskadenartige Ausfälle im Netz untersucht - auch am Beispiel des Blackouts im Nordwesten der USA im August 2003. Seine Erkenntnis aus dieser Forschung: "Es gibt Maßnahmen, die lokal völlig folgerichtig sind und doch ganz andere lokale Konsequenzen zeitigen."

Die Internationalisierung und Öffnung der Netze mache das Ganze eher schlimmer, weil der Widerspruch zwischen lokalen Einschätzungen und globalen Folgen wachse. Zwar könne man sich in einer idealen Welt auch die perfekte Draufsicht auf ein Netz vorstellen, das durch allerlei Redundanzen robust gegen jeden Ausfall gesichert sei. Aber aus Markt- und Technologiegründen sei das unrealistisch, sagt Motter. "Da ensteht Potential für größere Ausfälle - und für komplexere." Der Forscher fügt allerdings hinzu: "Das heißt nicht, dass sie auch zwangsläufig häufiger werden."

Mitarbeit: Franziska Badenschier, mit Material von dpa/rtr

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