Sicherheit

Gefahren des „Smart Grid/Metering“ für Wirtschaft, Industrie und private Haushalte

WORK PROGRAMME 2013 COOPERATION, THEME 5, ENERGY der EU

Mit diesem Arbeitsprogramm, das die gesamte Energieversorgung der EU umfasst, soll die Nutzung der Energieressourcen nachhaltig beeinflusst werden. Der Zeitrahmen der geplanten Initiativen erstreckt sich bis 2020. Das „Work Programme“ enthält die Planungsvorgaben für: Brennstoffzellen aller Art, den Bereich der Photovoltaik, die Verwendung von Biomasse, die Windenergie, Aspekte der Geothermie, konzentrierte Sonnenenergie, Gezeitenkraftwerke, Wasserkraftwerke, die Wasserversorgung, die Erzeugung und Nutzung von Biobrennstoffen, Lagerungsverfahren für Energieträger aller Art, Techniken der sauberen Kohle, smarter Energienetzwerke, Errichtung von „Smart Networks“ in urbanen Regionen und eine Reihe weiterer Vorgaben.

„RESEARCH & DEVELOPMENT ROADMAP 2013 – 2022“ der European Association of Transmission System Operators for Electricity – ENTSO-E in Brüssel

Diese privatwirtschaftlich organisierte Vereinigung der europäischen Stromversorgungsunternehmen hat als Aktiengesellschaft nach belgischem Recht nach Aufforderung durch die EU (ENERB /IB/JCS/tjs (2012)1530457) eine zukunftsweisende Vision für die künftige Energieversorgung der EU bis 2050 entwickelt und in einer Roadmap präsentiert. Kernpunkt des Papiers ist die Entwicklung des „Smart Grid“ in der Versorgung mit elektrischer Energie innerhalb der EU.

Die ENTSO-E hat sich bis 2050 folgende Entwicklungen zum Ziel gesetzt:


  • Pan-europäisches cluster-basiertes Stromversorgungsnetzwerk, einheitliche technische Vorgaben,

  • hocheffiziente Techniken bei der Stromversorgung und deren Bewertung,

  • Einführung netzwerkbasierter Steuer- und Verteilungsoperationen in der Stromversorgung,

  • Marktmodell für den „Internal Electricity Market“,

  • gemeinsame Grundsätze und Strategien für den kosteneffektiven Einsatz von Finanzmitteln sowie

  • Verstärkung der Zusammenarbeit von Systembetreibern (DISTRIBUTION SYSTEM OPERATORS-DSO) und Netzbetreibern (TRANSMISSION SYSTEM OPERATORS-TSO).


Im Zusammenhang mit dieser Roadmap hat ENTSO-E vorgeschlagen, bei Versorgungsengpässen in der Elektrizitätsversorgung großflächig Verbraucher (Kühlschränke, Klimaanlagen, Wärmepumpen, Warmwasserheizung) ferngesteuert ohne vorherige Ankündigung von der Stromversorgung zu trennen. Die Abschaltungen könnten aus Sicht der ENTSO-E im Bedarfsfalle zur Versorgungssicherheit in Europa beitragen.

Schutzpraktiken der ENTSO-E

Dass der störungsfreie Betrieb von Hoch- und Höchstspannungs-Energieversorgungsnetzen nicht unproblematisch ist, wird aus den „Best Protection Practises For HV and EHV Transmission Systems of ENTSO-E CE Area Electrical Grids (Final Version) “ vom 18. April 2012 deutlich.

Das Papier beschreibt auf 28 Seiten u.a.:


  • Schutzprinzipien,

  • Störfallbehebungszeitvorgaben,

  • Redundanzen der Schutzsysteme,

  • Fernwartung und Störungsbehebung,

  • Linienschutz bei Hochbeanspruchung,

  • Schutz durch Fernwirksysteme,

  • Automatische Netzabschaltung,

  • Lokalisierung von Störquellen und Störungen sowie weitere technische Spezifikationen.


Besondere Bedeutung gewinnen die Reaktionszeiten in Hoch- und Höchstspannungsnetzen die sich im Bereich zwischen 500 Millisekunden und 20 Millisekunden bewegen. Wesentliche Planungsunterlage für das künftige „Smart Grid“ ist der „ENTSO-E Network Code on Capacity Allocation and Congestion Management“, welcher den täglichen Betrieb der Stromverteilungsorganisation und mögliche Reaktionen der Netzbetreiber auf Marktschwankungen in Angebot und Nachfrage beschreibt. Es handelt sich hierbei um ein höchst komplexes und fragiles System, das möglicherweise nicht kalkulierbar auf Störungen aller Art im Netz reagieren kann.

ENTSO-E Winter Outlook Report 2012/13 and Summer Review 2012 vom 30.11.2012

Dieser Bericht enthält eine Bewertung der Versorgungssituation des Winters 2012/2013. Festzustellen ist, dass nach der Einschätzung der ENTSO-E das europäische Stromversorgungssystem den Bedarf decken konnte. Lediglich Belgien ist durch das Fehlen von 2000 MW nuklearer Kapazitäten auch künftig auf Stromimporte angewiesen. Dies gilt auch für Schweden, Dänemark, Finnland und Litauen. Allerdings kann Polen bei anhaltend tiefen Temperaturen seinen Strombedarf nicht voll decken.

Die verstärkte Nutzung des Stromverbundnetzes Dänemark-Schweden und Schweden-Polen hat an der deutsch-polnischen Grenze zu Störungen geführt. Der Strombedarf in Südost-Europa kann, keine klimatischen Änderungen voraussetzend, als weitgehend gedeckt bezeichnet werden. Deutschland und Frankreich werden auch weiterhin auf Stromimporte angewiesen sein. Für den Sommer 2013 wird, falls nicht ungünstige Witterungsbedingungen eintreten, Versorgungssicherheit erwartet.







Praxishinweise


  • Die Errichtung eines „Gleichspannungs-Smart-Grid-Stromversorgungs-Verbundnetzes“ mit netzwerkbasiertem Management birgt ein überaus gefährliches Potenzial für Fremdeingriffe aller Art.Hierzu gehört auch die von ENTSO-E propagierte Abschaltung von Stromverbrauchern zur Überbrückung von Versorgungsengpässen.

  • Hoch- und Höchstspannungs-Stromversorgungssysteme sind – wie aus den Schutzpraktiken der ENTSO-E ersichtlich – Eingriffe überaus kritisch reagierender Systeme. Daher muss davon ausgegangen werde, dass bei großflächiger Abschaltung von Verbrauchern im Netz Kaskadeneffekte auftreten, die zum Zusammenbruch des Netzes führen. Dies kann auch durch Eingriffe auf die Netzwerktopologie aus dem digitalen Raum erreicht werden und führt möglicherweise zum Totalausfall des Netzes und einem europaweiten Black Out.

  • Es bestehen derzeit noch ausreichende Kapazitäten für die Stromversorgung in Europa, wie dem Winter-Outlook von ENTSO-E zu entnehmen ist. Allerdings wird das System durch zusätzliche Einspeisung von elektrischer Energie aus regenerativen Quellen bald an seine Kapazitätsgrenzen stoßen, wenn nicht bald entsprechende Leitungskapazitäten geschaffen werden.





Quellen: WORK PROGRAMME 2013 COOPERATION, THEME 5, ENERGY, European Commission C (2012) 4536 of 9 July 2012; Best Protection Practises for HV and EHV Transmission Systems of ENTSO-E CE Area Electrical Grids (Final Version) vom 18. April 2012;

Dienel, Dr.Hans-Liudger: HAUPTSTADTSICHERHEIT IN ZEITEN DER ENERGIEWENDE, Zentrum Technik und Gesellschaft der TU Berlin nexus Institut, Berlin, 21.1.2013.