Gastbeitrag

Warum durch die Gaskrise das Risiko für einen Strom-Blackout steigt

Österreich droht im Winter nicht nur ein Gas-, sondern auch ein Strommangel. Die Erzeugung aus Wasserkraft liegt angesichts der Trockenheit um 15 Prozent unter dem langjährigen Schnitt und die Betreiber von Gaskraftwerken bangen um ihren Brennstoff. Frankreich leidet etwa darunter, dass die Hälfte der 56 Nuklearreaktoren, die das Land sonst mit Strom versorgen, gewartet werden oder defekt sind.

Die Stromversorgung, bisher ein Musterbeispiel für Verlässlichkeit, ist ziemlich unsicher geworden.

Der Gasanteil an der Stromerzeugung in Österreich ist mit 15 bis 20 Prozent im Jahresschnitt hoch. Im Winter noch deutlich höher. Die Hälfte unseres Stroms wird im Winter aus dem Import, im Wesentlichen aus tschechischen Atom- und Braunkohlekraftwerken gedeckt.

Und selbstverständlich werden die Menschen die elektrischen Heizlüfter einschalten, wenn die gasbeheizten Wohnungen in Wien und Graz kalt bleiben sollten. Was sowohl die Stromaufbringung und manche lokale Stromverteilungsnetze an die Grenzen bringen wird.

Energie(=Strom) Bedarf steigt weiter.

Und das wird sich in nächster Zeit auch durch den alternativlosen Ausbau der Erneuerbaren und die gleichzeitige starke Steigerung der Stromnachfrage (insbesondere für batteriebetriebene Elektroautos, elektrischen Heizungen mit Wärmepumpen oder industrielle Prozesse) noch deutlich verstärken. Klimaschutz, Energieeffizienzsteigerung und Dekarbonisierung sind nur durch weitere Elektrifizierung in erheblichem Ausmaß möglich. Wir brauchen also zusätzlich zum massiven Ausbau von Wind- und Sonnenstrom ebenso dringend Investitionen in noch erschließbare Wasserkraftanlagen und vor allem in Speicher- und Pumpspeicherkraftwerke. Und natürlich in konventionelle fossile Kraftwerkskapazitäten für notwendige Regelenergie. Aber auch große Investitionen in die für die Energiewende viel zu schwachen Übertragungsnetze bzw. fehlenden Leitungsverbindungen. Nicht nur im Höchstspannungsnetz, sondern auch in den regionalen Stromverteilernetzen.

Das europäische Stromverbundnetz ist seiner gewachsenen Konzeption und Struktur nach ein Netz, das auf verbrauchsschwerpunktsnahe Erzeugungsanlagen basiert. Also ausgelegt auf regionale Balance von Last und Erzeugung. Ergänzt durch Verbindungen zu anderen regionalen Bereichen, sogenannten Verbundleitungen für Reservezwecke und zur Ausfallsvorsorge. Zum Unterschied von verbrauchsfernen Konzepten, mit langen Leitungen von den entlegenen Kraftwerken in die Verbrauchszentren, wie beispielsweise in Südafrika, Westen der USA, Russland und China. Durch den starken Ausbau vor allem der vielen Windkraftanlagen im Norden Deutschlands und in der Nord- und Ostsee ist aus dem historisch gewachsenen europäischen Verbundnetz mit den verbrauchsnahen, vorwiegend thermischen Kraftwerken (Kohle, Kernenergie und Gas), die Notwendigkeit entstanden, die verbrauchsferne Windenergie aus dem Norden in den Süden zu übertragen. Darauf war und ist das bestehende Netz nicht ausgelegt. Die dafür fehlenden zusätzlich erforderlichen Nord-Süd Höchstspannungsleitungen gibt es leider nur im Plan, aber überwiegend nicht in der Realität. Damit wurden die Übertragungskapazitäten immer weiter ausgelastet und an die technischen Grenzen gebracht und bzw. durch Überlastungen gefährdet. Die Folge waren Engpassmaßnahmen und zeitweilige Abschaltungen nicht übertragbarer Einspeisungen von erneuerbarem Strom.

Auch in Österreich gibt es ähnliche Probleme. Beispielsweise bei der Ost-West Übertragung von Windstrom aus dem Osten zur Speicherung in Pumpspeicherkraftwerken, die natürlich in den zentralen Alpen liegen und nicht im flachen Osten, wo die meisten Windkraftanlagen, situiert sind. Auch die stark zunehmenden Engpassmaßnahmen durch notwendigen Einsatz von Gasturbinen z.B. in Mellach zur Sicherung der Netzstabilität sind Folgen unzureichenden Netzkapazitäten. Stark steigende Engpasskosten waren und sind die unmittelbare Folge.

Allein dadurch sind die Stromnetze in den letzten Jahren sicher nicht sicherer geworden.

Die Probleme von Sonne und Wind

Sonne und Wind liefern keine zuverlässig konstante Versorgung. Einmal zu viel, ein andermal zu wenig, manchmal auch nichts. Wind und Solarstrom aus PV sind hoch volatil. Das ist ein naturwissenschaftliches Faktum! Dunkelflauten und die Tatsache, dass nachts die Sonne leider nicht scheint, sind keine Mythen, wie manche „sogenannte“ Experten meinen.

Das Problem mit volatilem Strom ist generell: Der gewünschte Ausbau von Wind- und Sonnenstrom benötigt zusätzlich hohe Regelkapazität in Form von Energie zum Ausgleich der Produktionsschwankungen von Wind- und Sonnenstrom. Vorwiegend also schnellstartfähige Gaskraftwerke!

Um den Doppelausstieg aus Kohle und Atomkraft und den Übergang zur grünen Energie abzufedern, hat daher Deutschland zugleich beschlossen, viele zusätzliche Gaskraftwerke zu errichten, um seine Energieversorgung zu sichern. Das Erdgas würde, so glaubte man ja noch kurz vor dem Krieg, immer verlässlich aus Russland fließen.

Stromspeicherung

Das Problem ist, dass die Stromspeicherung in großindustriellem Stil derzeit nur in Pumpspeicherkraftwerken möglich ist. Davon gibt es viel zu wenige. Und wenn einmal ein neues konkretes Projekt realisiert werden soll, gibt es leider nur Widerstand und Probleme bei der Genehmigung (siehe das Projekt Pumpspeicherkraftwerk Koralm). Das realistische Ausbaupotenzial ist außerdem zu gering, um den enormen zukünftigen Bedarf zur Speicherung abzudecken.

Ein kleines Beispiel: Alle weltweit installierten Batteriespeicher würden gerade einmal reichen, den globalen Elektrizitätsbedarf für knapp 80 Sekunden zu decken. Selbst bei sehr ambitionierten Ausbauplänen werden es 2030 ungefähr zehn Minuten sein. Das ist Lichtjahre von jeder Versorgungssicherheit entfernt. Deshalb war auch die fossile Erzeugung von Strom zum Ausgleich der Ökostrom-Schwankungen sogar im Rahmen der deutschen Energiewende fixer Bestandteil aller Überlegungen. Allerdings mit Gas, was jetzt ein bisschen schwierig ist.

Auch die im ehrgeizigen Österreich zu erwartende Situation im Jahre 2030, wenn die politisch beschlossenen Ausbauten in Wind und Solar tatsächlich realisiert sein sollten, wird sehr problematisch sein. Es wird im Sommer viel zu viel Strom geben, aber im Winter ganz sicher viel zu wenig. Ob es wirklich gelingen wird, die hohen Stromüberschüsse der Sommermonate in die Wintermonate zu akzeptablen technischen und wirtschaftlichen Bedingungen zu transferieren, ist bei weitem noch nicht sicher und klar.

Selbst wenn Österreich das Regierungsziel sich 2030 rein rechnerisch (bilanziell) mit rot-weiß-rotem Grünstrom zu versorgen erreichen sollte, werden wir die Winter ohne Stromimporten aus dem Ausland nicht überstehen. Ohne „lieferfähige und lieferwillige“ Nachbarländer mit meistens Atomstromüberschüssen geht bei uns dann gar nichts.

Und für die Übergangszeit wäre es erforderlich umweltverträgliches Fracking (ein solches Verfahren hat ja die Leobener Montanuni längst entwickelt) der reichlich vorhandenen Gasfelder Österreichs einzusetzen und damit die heimische Gasförderung zu erweitern.

Netzstabilität in Österreich: Ohne Erdgas geht es nicht!

Laut Klaus Kaschnitz, dem Betriebsdirektor des Übertragungsnetzbetreibers Austrian Power Grid (APG), ist klar: „Die Bedeutung der Gaskraftwerke für die Stromversorgung ist enorm hoch.“ Übers Jahr hinweg decken sie rund 15 Prozent des Bedarfs an elektrischer Energie in Österreich, in manchen Stunden sogar über 40 Prozent. Und nicht nur die heimischen Gaskraftwerke sind für die österreichische Stromversorgung von Bedeutung. „Zu manchen Zeiten ist es notwendig, Strom zu importieren. Am europäischen Strommix haben Gaskraftwerke einen Anteil von rund 20 Prozent. Das heißt, auch die nötigen Exportüberschüsse anderer Länder würden bei einer Gasverknappung geringer werden.“

Benötigt werden solche Anlagen insbesondere im Winterhalbjahr, wenn die Wasserkraftwerke und Photovoltaikanlagen vergleichsweise wenig Strom erzeugen, aber der Strombedarf wegen niedriger Temperaturen sein Maximum erreicht.

Besonders kritisch wird es, wenn auch noch der Wind auslässt: „Die ‚kalte Dunkelflaute‘ macht uns am meisten Sorgen. Ohne Gaskraftwerke ist es auf absehbare Zeit sicher nicht möglich, das Netz stabil zu halten. Das ist undenkbar.“ Ein Embargo auf russisches Gas zu verhängen, sei natürlich eine politische Entscheidung. Doch ohne Gaskraftwerke „ist eine sichere Stromversorgung für Österreich nicht möglich“.

Stromsparen gegen Blackouts

Paris und Tokio haben bereits im Juni 2022 die Bevölkerung zum Sparen aufgerufen, in Japan wird die Lage durch eine Hitzewelle und stillgelegte AKWs noch erschwert. Die japanische Regierung warnte angesichts der Sommerhitze vor einem Engpass. In Paris kam der Appell von großen Versorgungsunternehmen. Die drei großen französischen Energiekonzerne Engie, EDF, TotalEnergies riefen Privatpersonen und Unternehmen zum Stromsparen auf. „Wir müssen gemeinsam daran arbeiten, unseren Verbrauch massiv und sofort zu senken, um wieder Handlungsspielraum zu gewinnen.“ Der starke Rückgang russischer Gaslieferungen sowie die eingeschränkte Stromerzeugung aufgrund von Wartungsarbeiten in mehreren französischen AKWs wurden als Gründe dafür angeführt

In der Region Tokio werde es zu einer angespannten Lage kommen, erklärte indes die japanische Regierung. In Japans Hauptstadt und acht nahe gelegenen Präfekturen im Osten des Landes wird die überschüssige Stromerzeugungskapazität zeitweise auf bis zu 3,7 Prozent sinken, wie das Ministerium für Wirtschaft, Handel und Industrie mitteilte. Ein Puffer von drei Prozent gilt als Mindestvoraussetzung für eine stabile Energieversorgung. Das Ministerium forderte daher die Nutzer auf, den Stromverbrauch zwischen 15 und 18 Uhr einzuschränken, um eine mögliche Stromkrise zu vermeiden. Die Stromversorgung Japans gilt als angespannt, da viele Kernkraftwerke nach der Nuklearkatastrophe von Fukushima 2011 noch immer abgeschaltet sind.

Physik und Naturgesetze

Physik macht keine Kompromisse und Naturgesetze gelten für uns alle immer, unabhängig von politisch moralischen und ideologischen Vorstellungen und Wünschen. Viele Probleme, mit denen man in der Energiewirtschaft zu kämpfen hat, haben damit zu tun, dass hochrangige Politiker (oftmals Sozialwissenschaftler, Sozialpädagogen, Politikwissenschaftler, Kommunikationswissenschaftler etc) über kein technisch physikalisches Basiswissen verfügen und einfach Ideologie vor Physik stellen. Und ganz ungeniert blanken Unsinn wie „den Strom speichern wir im Netz“ oder „Grundlast ist ein Konzept von gestern“ von sich geben!

Werden die Netze noch sicher betrieben?

Am 8. Jänner 2021 beispielsweise ist das synchrone europäische Verbundnetz, das von Portugal bis zur Ukraine und von Dänemark bis Sizilien reicht, an einem Freitagnachmittag während der Weihnachtsferien, also zu einer echten Schwachlastzeit, in zwei Teile auseinandergebrochen. Mit schwerwiegenden Folgen in ganz Europa: Nur mit Lastabwurf im westlichen Teil und Kraftwerksabschaltungen im Südosten konnten die Teilnetze gerettet werden. Und das nur wegen eines einzigen Schalterfalles durch vorher erkennbare und registrierte Überlast in einem Umspannwerk in Kroatien. Kein technisches Gebrechen, kein Anlagenschaden, wie mitunter behauptet wurde und kein Unwetter, keine höhere Gewalt war die Ursache.

Das europäische Verbundnetz ist grundsätzlich nach dem (n-1)-Prinzip zu betreiben:

Das heißt, der Ausfall eines beliebigen Netzelementes oder der größten Erzeugungseinheit darf zu keinen Folgeauslösungen (Kaskadeneffekt) führen!

Das europäische Netz kann am 8.1.2021 aber wohl nicht, wie gefordert sicher, d.h. (n-1) sicher, betrieben worden sein. Denn der Ausfall eines einzigen Elementes z.B. einer Leitung, eines Großkraftwerkes oder einer Schaltanlage oder wie im konkreten Falle einer Sammelschienenkupplung dürfte nicht zu einem kaskadenartigen Auseinanderbrechen und europaweiten beträchtlichen Beeinträchtigung der Versorgung und Versorgungssicherheit führen!

Bereits ohne Gasmangel und sogar bei Schwachlast hat sich eine latente Unsicherheit in der Stromversorgung gezeigt, die zwar wieder „gerade noch einmal“ gut ausgegangen ist. Ein solches, jederzeit wieder mögliches Ereignis zu einer Starklastzeit oder gar bei gleichzeitigem Gasmangel, wäre extrem problematisch und jedenfalls zunehmend mit hohem Ausfallsrisiko bzw. sogar mit Blackoutrisiko behaftet.

Kohlerevival von Mellach

Wie angespannt die Versorgungssicherheit ist, zeigt sich aktuell an der beabsichtigten Wiederinbetriebnahme des bereits 2020 stillgelegten Kohlekraftwerkes in Mellach. Wenn vor einem Jahr irgendjemand behauptet hätte, dass das seit 1986 mit Steinkohle befeuerte Kraftwerk jemals wieder – sogar auf ausdrückliches Betreiben einer grünen Infrastrukturministerin – zur Stromerzeugung eingesetzt werden würde, der wäre wohl für verrückt erklärt worden. Aber selbst das mit 200 MW relativ kleine Kraftwerk wird möglichst bald dringend zur Stromaufbringung mit Kohle gebraucht, um den Gasmangel zu lindern. Die Ölkraftwerke Neudorf/Werndorf 1 und 2 am selben Standort sind ja schon 2020 abgetragen bzw. rückgebaut worden.

Resümee

• Nicht erst die durch den Krieg in der Ukraine entstanden Problemen wie Einschränkung bzw. (zeitweise) Aussetzung der russischen Gaslieferungen haben Kosten für Gas und damit unmittelbar verbunden den elektrischen Strom exorbitant steigen lassen. Bereits 2021 ist ein enormer Strompreisanstieg zu verzeichnen. Funktionsfähige und zuverlässige deutsche Kernkraftwerke, die außer Betrieb genommen wurden, verursachen auch im Stillstand viele Jahre weiter erhebliche Kosten, verkaufen aber keinen Strom mehr. Und deren bisherige Erzeugung muss durch alternative Quellen, also durch teure Gaskraftwerke ersetzt werden. Schon ohne Ukrainekrieg sind daher die Stromkosten wesentlich gestiegen.

• Die Stromversorgungssicherheit ist auch durch die von vielen Experten stark angezweifelte Effizienz der deutschen Energiewende und den Doppelausstieg aus Atom und Kohle deutlich gesunken (Prof. Hans Werner Sinn: „Der deutsche Scherbenhaufen der Energiewende. Mit Doppelausstieg aus Atom und Kohle hat sich Deutschland im Höchstmaß gefährdet“).

• Aktuelle Trockenheit sowie die Ausdünnung und die Überalterung des europäischen Kraftwerkparks gefährden die Stromversorgungssicherheit und Netzstabilität und erhöhen die Blackout Wahrscheinlichkeit.

• Die Sicherheit und Resilienz der Stromversorgung in Europa und Österreich ist in einem kritischen Zustand.

• Die Gefahr, dass nach einem bevorstehenden Gasmangel oder sogar durch einen länger dauernden bzw. permanenten Ausfall russischer Gaslieferungen die Stromversorgung eingeschränkt oder nicht gewährleistet werden kann, ist absolut real und darf nicht negiert oder verharmlost werden. Ohne Gas kein Strom!

---

Definition Blackout

Unter einem Blackout wird ein plötzlicher, überregionaler, weite Teile Europas oder zumindest mehrere Staaten umfassender und länger andauernder Strom- sowie Infrastruktur- und Versorgungsausfall verstanden.

Lokale Stromunterbrechungen zum Beispiel in der Steiermark bzw. Teilen der Steiermark sind Regionalstörungen und gelten nicht als Blackout.

---

Quellenverweise: Verwendet werden Auszüge aus Artikeln aus Die Presse / Economist und dem Wall Street Journal. Veröffentlichungen und Beiträge von Hans-Werner Sinn, Josef Urschitz, Björn Lomborg u.a.

Project Syndicate, CRO-Forum Power Blackout Risks, StromLinie, Magazin von Österreichs E-Wirtschaft, sowie APG, EnergyBrainpool, Energie Control und eigene Studien

Bildnachweis: eigene Bilder