Eine unterbrechungsfreie Stromversorgung ist für Gemeinden wichtig. Während einzelne Gemeinden zur Absicherung Notstromgeneratoren verwenden, besteht auch die Möglichkeit der Stromspeicherung, beispielsweise für Solarstrom.
© malp - stock.adobe,com
Können Gemeinden ihre kritische Infrastruktur absichern?
Der Stromausfall. Dieser kann im Kleinen entstehen, etwa wenn bei Bauarbeiten eine Leitung beschädigt wird und dadurch eine Straße oder ein ganzes Viertel betroffen sind. Weitaus gravierender sind die Folgen eines nationalen und europaweiten Stromausfalls. Der vermehrte Ausbau von erneuerbaren Energien macht die enge Vernetzung sensibel.
Europa ist gut (strom)vernetzt. Wir helfen uns gegenseitig aus und treiben regen Handel mit den Nachbarstaaten. Das gesamte Netz muss dabei stabil bleiben, das heißt, Angebot und Nachfrage müssen sich die Waage halten. So werden Wasserkraftwerke gedrosselt, wenn gerade viel Photovoltaikstrom eingespeist wird. Steigt aus irgendeinem Grund der Bedarf kurzfristig an, springen in Österreich oftmals die Pumpspeicherkraftwerke ein. Die enge Vernetzung macht das System auch sensibel.
Am 8. Jänner 2021 waren wir nahe dran an einem europaweiten Stromausfall. Was ist passiert? Ein großes Kraftwerk in Kroatien ist ausgefallen, dadurch kam es zu Schwankungen im Netz. In der Folge kam es zu einem regionalen Ausfall in Rumänien. Geht ein Teil eines Landes vom Netz, kommt es zu Frequenzschwankungen. Das Netz wird instabil, eine Kettenreaktion kann entstehen und nach und nach würde in ganz Europa das Licht ausgehen. Am 8. Jänner konnte das gerade noch verhindert werden. Die Frequenzschwankungen waren jedoch extrem. Im Nachhinein wurde bekannt, dass auch in Österreich sensible Geräte eines Wiener Krankenhauses den Schwankungen nicht standhielten. Diese müssen nun durch neue ersetzt werden.
Kritische Infrastruktur von Gemeinden
Gemeinden verfügen über kritische Infrastruktur, für die eine unterbrechungsfreie Stromversorgung essenziell ist. Zu dieser zählen in der Regel Ärzte, Feuerwehr, Rettungsdienst, Wasser- und Abwasserversorgung, eine Kommandozentrale wie Gemeindeamt, Krankenhäuser, Wohnheime und Pflegeeinrichtungen.
Weitreichende Folgen bei einem Stromausfall
Was ein Stromausfall bedeutet, wird uns erst bei genauerem Hinsehen klar. Da ist das fehlende Licht noch eines der kleinsten Mankos. Ohne Strom kein Mobilfunk, keine Handys, kein Radio und keine Informationen, kein Betrieb von lebenswichtigen Geräten wie in Krankenhäusern. In der Landwirtschaft sind strombetriebene Melk- und Fütterungsanlagen sowie Belüftungsanlagen erforderlich.
Kein Strom und dann funktioniert auch die EC-Karte nicht mehr, Geschäfte müssen schließen – sie sind auf elektronische Türöffner, Kassen und Lagermanagement angewiesen. Tankstellen stehen still, weil auch die Pumpen ausfallen. Apropos Pumpen – diese benötigen wir für die Trinkwasser- und Abwasser-Ver- und -Entsorgung. Also kein frisches Wasser aus der Leitung und irgendwann kommt das Abwasser in der Wohnung wieder bei der Toilette heraus. Heizung und Kühlgeräte fallen aus.
Unsere Abhängigkeit vom Strom zeigen zwei Ausfälle bei Fernheizwerken in Deutschland. Mitte Februar 2021 fallen bei extremen Temperaturen von –15°C ein Werk bei Nürnberg und eines bei Jena aus. Tausende Haushalte sind ohne Wärmeversorgung. Der Notstand wurde für beide Gebiete ausgerufen. Keine Heizung, kein Warmwasser für Wohnungen, Büros, aber auch für Alten- und Pflegeheime und Krankenhäuser.
Wiederherstellung innerhalb einer Woche nach Blackout
Bei einem europaweiten Blackout gibt Österreich an, innerhalb von einer Woche wieder eine stabile nationale Versorgung herstellen zu können. Dabei sprechen wir von einer Notversorgung, die Schritt für Schritt aufgebaut wird. Kraftwerke und Verbraucher, etwa Haushalte, werden langsam wieder hochgefahren. Das heißt, zu Beginn ist mit großen Einschränkungen zu rechnen, etwa Strom für einige Stunden am Tag, Strom nur für Radio und Licht, aber nicht für große Verbraucher wie E-Herde. Im gesamten europäischen Netzwerk geht man von mindestens zwei Wochen aus, bis wieder eine stabile Netzversorgung aufgebaut werden kann.
Neben finanziellen auch gesundheitliche Schäden
Ein unvorhergesehenes Abschalten kann die sensible Elektronik von Maschinen oder Geräten dauerhaft beschädigen. Diese lassen sich dann nicht mehr in Betrieb nehmen und müssen ausgetauscht werden. Das kann kleinere Haushaltsgeräte betreffen, aber auch hoch technologisierte Produktionsmaschinen und Roboter oder sensibles medizinisches Gerät. Der Schaden kann in die Hunderttausende (und mehr) gehen. Dabei ist auch die Datensicherung ein wichtiges Thema, die bei einem Stromausfall ebenfalls betroffen ist.
Neben dem finanziellen Schaden kommt der Aspekt Menschenleben und Tierwohl ins Spiel. Wie oben beschrieben sind die Gesundheitsversorgung und auch die Landwirtschaft am schwersten betroffen.
Und dann, wenn alles aus dem Ruder läuft, herrscht Anarchie. Sollte es so weit kommen, dann ist sich jeder selbst am nächsten. Rechtsstaat und Exekutive wären machtlos. Ihnen fehlt zudem die nötige Kommunikationsmöglichkeit.
Notstromgenerator vs. Stromspeicher
Für die Absicherung von Infrastruktur kann man unterschiedliche Mittel einsetzen. Ein Notstromgenerator wird mit Diesel betrieben und kommt nur im Ernstfall zum Einsatz.
Grundsätzlich ist es möglich, dass auch Stromspeicher rein zur Notstromversorgung verwendet werden. Dabei wird der Speicher vom Netz geladen. Diese Investition wird dann nur für den Notfall getätigt und man kann den Speicher nicht für den täglichen Gebrauch nutzen.
Mit einer Kombination aus erneuerbaren Energien und Stromspeichern kann man zusätzlich den eigenen Stromverbrauch optimieren und Stromkosten aus dem Netz sparen. Es wird eigener Strom erzeugt und die Versorgung funktioniert auch während der Nachtstunden aus dem Speicher. Leasing oder Finanzierungsmodelle, mit denen auch die Gemeindebürgerinnen und -bürger auf den eigenen Sonnenstrom zugreifen können und sich mit monatlichen Beiträgen beteiligen, sind ebenfalls möglich und werden bereits in einigen Gemeinden umgesetzt.
Ein Beispiel dafür sind die Wörgler Sonnenscheine, die über die Stadtwerke angeboten werden. Auch die burgenländische Gemeinde Ollersdorf bietet ein Bürgerbeteiligungsmodell an.
Bei der Auswahl von passenden Stromspeichern ist dabei auf Folgendes zu achten:
Notstromfähigkeit
Das bedeutet, im Falle eines Stromausfalls schaltet der Anschluss auf den Speicher um. Empfehlenswert sind dabei geringe Umschaltzeiten im Millisekunden-Bereich, damit laufende Geräte keinen Schaden nehmen und weiterlaufen. Im Notstrombetrieb verfügt man so lange über Energie, bis der Speicher entladen ist.
Inselfähigkeit oder Off-grid-Installationen
Ein rein notstromfähiger Speicher überbrückt nur über kürzere Zeit einen Stromausfall. Wie lange man mit diesem über die Runden kommt, ist abhängig davon, wie voll der Speicher ist und ob gerade die Sonne scheint und die Photovoltaikanlage Strom produziert. Die Lösung für länger anhaltende Versorgungsengpässe sind inselfähige Stromspeicher, sogenannte Off-grid-Installationen. Dabei wird die eigene Energiequelle wie Photovoltaik, Kleinwindkraft oder auch Generator so mit dem Speicher verbunden, dass ein Schwarzstart möglich ist. Das heißt, die Anlage wird DC-gekoppelt. Wenn nach einer langen Blackout-Nacht am nächsten Morgen wieder die Sonne scheint, benötigt man zum Starten der Photovoltaikanlage ausreichend Energie. An normalen Tagen bezieht man diese Startenergie aus dem Stromnetz.
Bei einem Blackout nennt man diesen Prozess einen Schwarzstart. Nur bei entsprechender Installation und Verschaltung von Photovoltaik und Speicher kann die initiale Energie aus dem eigenen Energiekreis aufgebaut werden. Ein inselfähiger Speicher startet Energiequelle und Speicher immer wieder neu auf. So kann man über Tage und Wochen den Versorgungsbetrieb neu aufnehmen.
Lastabwurf und Betrieb von definierten Verbrauchern
Je weniger Energie man im Fall eines Blackouts benötigt, umso länger halten die Reserven. Daher ist es empfehlenswert, wichtige Verbraucher zu definieren. Diese wichtigen Verbraucher werden in einen eigenen Kreislauf für den Notstrombetrieb eingerichtet. Ebenfalls können mit Energiemanagement-Systemen sogenannte Lastabwürfe vorgenommen werden. Das heißt, kommt das Netz an seine Grenzen, schalten vordefinierte Verbraucher ab.
Aufstellungsort des Speichers
Üblicherweise wird ein Speicher dort platziert, wo auch die Energie erzeugt wird. Je nach Speicher sind die Anforderungen an den Aufstellungsort zu beachten. Bei Lithium-Ionen-Speichern sind mögliche brandschutztechnische Maßnahmen abzustimmen, die bei umweltfreundlichen Salzwasser-Speichern entfallen. Zudem sind die meisten Speicher für den Indoor-Betrieb und Temperaturen von 15 bis 30 Grad ausgelegt.
