Kernseminar unter Strom: Elektrizität ist Kritische Infrastruktur

Donnerstag, 8. Juni 2017

Ohne elektrischen Strom geht in einer modernen Gesellschaft nichts. Elektrizität ist überlebenswichtig und zählt zur Kritischen Infrastruktur eines Landes. Das Kernseminar informierte sich deshalb beim Stromnetzbetreiber 50 Hertz über wachsende Anforderungen an die Versorgungssicherheit.

Mehrere große Strommasten mit dazwischen laufenden Kabeln stehen in einer ebenen Landschaft; unten links im Bild sind Wohnhäuser erkennbar.

Stromtrassen stellen die europaweite Versorgung mit Elektrizität sicher, zum Beispiel von Winkraftanlagen an der Küste zu industriestarken Regionen im Inland.
Foto: Ralph Kuehnl/flickr/CC BY 2.0

Die moderne Industriegesellschaft ist ohne eine leistungsfähige und ausfallsichere Energieversorgung nicht lebensfähig. Die Stromversorgung in Deutschland ist demnach eine kritische Infrastruktur, da nahezu das gesamte wirtschaftliche und gesellschaftliche Leben nur noch mit elektrischem Strom funktioniert. Der Geldautomat in der Bank, die Kasse im Supermarkt, die Zapfsäule an der Tankstelle oder das Mobilfunknetz – für den Betrieb all dieser Einrichtungen wird Strom benötigt. Ein Ausfall der Stromversorgung kann erhebliche Einschränkungen des öffentlichen und privaten Lebens zu Folge haben und schwere wirtschaftliche Schäden verursachen. Längerfristige Stromausfälle können die öffentliche Sicherheit und Ordnung bedrohen und sogar Todesfälle zur Folge haben, wenn beispielsweise die Versorgung von chronisch erkrankten Patienten nicht mehr sichergestellt werden kann.

Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer des Kernseminars 2017 der BAKS verschafften sich in der Zentrale des Übertragungsnetzbetreibers 50 Hertz einen Einblick in die sicherheitstechnischen Herausforderungen des europäischen Energieversorgungsnetzes. Andy Matthias Müller, Chief Security Officer des Unternehmens und Teilnehmer des BAKS-Kernseminars 2016, stellte in seinem Vortrag über die Kritische Infrastruktur Strom und die Verletzbarkeit moderner Gesellschaften die Aufgaben der Netzbetreiber dar und erläuterte die Einrichtungen und Maßnahmen des Unternehmens zur Sicherstellung der Stromversorgung in Deutschland und Europa. Gunter Scheibner, Leiter der Systemführung von 50 Hertz, erläuterte die Herausforderungen im Systembetrieb durch die Integration erneuerbarer Energien wie Windkraft und Photovoltaik.

Ohne Strom kann eine moderne Gesellschaft nicht funktionieren

Mehrere mit Operationskleidung und Mundschutz verhüllte Ärzte beugen sich mit Operationswerkzeug über einen verdeckt liegenden Patienten.

Strom dient den nur dem Komfort der Menschen, sondern ist überlebenswichtig, wie etwa hier bei einer Operation. Foto: European Commission/flickr/CC BY-NC-ND 2.0

50 Hertz ist einer von vier Netzbetreibern in Deutschland und zuständig für die Sicherstellung des Stromnetzes für fast 20 Millionen Menschen in den Bundesländern Hamburg, Mecklenburg-Vorpommern, Sachsen-Anhalt, Brandenburg, Berlin, Thüringen und Sachsen. In den Vorträgen wurde deutlich, dass die Netzbetreiber in Deutschland verantwortlich für Erhalt, Instandhaltung, Betrieb und Ausbau des Stromversorgungsnetzes im Hoch- und Mittespannungsbereich sind – sie bilden gleichsam das Rückgrat des Energieversorgungssystems in Europa, da sie das Transportnetz des europäischen Strommarkts sicherstellen. Weiterhin übernehmen die Netzbetreiber die finanzielle Abwicklung für erneuerbare Energien und Kraft-Wärme-Kopplung. Die Versorgung der Haushalte und Unternehmen erfolgt dann durch die lokalen oder überregionalen Stromversorgungsunternehmen.

Der Europäische Strommarkt ist liberalisiert, und Strom wird europaweit gehandelt. Somit hängen auch die Stromnetze europaweit zusammen, und durch dieses kaskadenförmige Netz können kleine Ereignisse große Auswirkungen in ganz anderen Teilen des Netzes haben. Beispielhaft wurde dies am Stromausfall in weiten Teilen Europas erläutert, der im November 2006 durch eine zwar beabsichtigte aber fehlerhaft berechnete Stromabschaltung verursacht worden war.

230 Volt, 50 Hertz, 365 Tage im Jahr – und bitte keine Schwankungen

Das Bild zeigt ein unübersichtliches, fluchtpunktartig zusammenlaufendes Gewirr von Metallstreben, Transformatoren, Isolatoren und Stromleitungen in einem Umspannwerk.

Versorgungssicherheit ist komplex: Die Stromnetze hängen europaweit zusammen, und Ereignisse in einem Teil des Netzes können gravierende Auswirkungen in anderen Teilen haben.
Foto: Eric Wilcox/flickr/CC BY-NC 2.0

Durch den Atomausstieg Deutschlands und die Förderung der regenerativen Energien habe sich die Stromproduktion in Deutschland stark geändert, so die Vortragenden. Die Stromnetze hätten sich zu Energietransportnetzen gewandelt, da zum Beispiel an der Küste produzierte Windenergie zu den Verbrauchern in den Industrieanlagen in Süddeutschland übertragen werden müsse. Dieser Prozess werde sich in den kommenden Jahren noch weiter intensivieren.

Durch die regenerative Energieerzeugung habe sich die Stromgewinnung stark dezentralisiert, da an vielen Stellen Strom durch Windparks und Photovoltaikanlagen in das Netz eingespeist werde. Weiterhin müssten durch die Netzbetreiber die witterungsbedingten Erzeugungsspitzen und die produktionsbedingten Auslastungen ständig abgeglichen werden, um das Netz sicher im vorgesehenen Frequenzband von 50 Hertz zu betreiben – dieses gilt ebenso wie die Stromstärke von 230 Volt europaweit sowie Russland und in Teilen des Mittleren Ostens.

Gleichbleibender Verbrauch, komplexer werdende Versorgungssicherung

In einer flachen Landschaft mit Rapsfeldern und wenigen kleinen Laubbäumen stehen drei Windräder zur Stromerzeugung und im Hintergrund eine Reihe Strommasten.

Durch die dezentrale Einspeisung erneuerbarer Energien, wie hier im Bild mit Windkraftanlagen, wird ausfallsichere Stromversorgung komplizierter. Foto: Windwärts Energie/flickr/CC BY-NC-ND 2.0

Der Energieverbrauch habe sich in Deutschland sich in den vergangen Jahren zwar kaum verändert. Durch die dezentrale Einspeisung erneuerbarer Energien sei allerdings die Sicherstellung einer ausfallfreien Stromversorgung deutlich komplexer geworden. Die heutigen Stromnetze seien stark belastet und müssten mit erheblichem Aufwand betrieben und weiter ausgebaut werden. Neue Stromtrassen seien hierzu erforderlich, deren Planungs- und Realisierungszeiten zehn Jahre oder mehr in Anspruch nehmen könnten.

Neben diesen systembedingten Herausforderungen müssten die Einrichtungen eines Netzbetreibers wie Leitwarte, Umspannwerke und Strommasten vor Schäden geschützt und instandgehalten werden. Der Netzbetreiber 50 Hertz habe hierfür besondere Vorkehrungen vor unbefugten Zugriff oder Zutritt mit baulichen und organisatorischen Sicherheitsmaßnahmen getroffen. Als Betreiber einer Kritischen Infrastruktur, so der Ausblick der Vortragenden, wünsche sich 50 Hertz als Unternehmen nicht mehr Regeln im Bereich Kritischer Infrastruktur, sondern eine stärkere und vernetztere Zusammenarbeit der verschiedenen Behörden, Ressorts und Betreiber insbesondere vor dem Hintergrund möglicher terroristischer Bedrohungen.

Autorin: Dagmar Klus