Stromausfall aus Sicht des Niedersächsischen Ministeriums für Umwelt, Energie und Klimaschutz

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1 Stromausfall aus Sicht des Niedersächsischen Ministeriums für Umwelt, Energie und Klimaschutz Dr.-Ing. Dr. rer. nat. Magnus Buhlert Niedersächsisches Ministerium für Umwelt, Energie und Klimaschutz Abteilung: Energie und Klimaschutz Referat: Konventionelle Energien, Energiemärkte, Versorgungssicherheit Dr. Dr. Magnus Buhlert - 1 -

2 Zuständigkeiten im Krisenfall Im Rahmen der Krisenbewältigung liegt die originäre Zuständigkeit (soweit sie beim Land liegt) beim Innenministerium. Bei festgestelltem Katastrophenfall hat das Umweltministerium innerhalb seiner Verantwortlichkeiten den Krisenstab des Innenministeriums nach besten Kräften zu unterstützen. Die konkrete Krise muss vor Ort von den Zuständigen resp. Verantwortlichen bekämpft bzw. bewältigt werden. Dr. Dr. Magnus Buhlert - 2 -

3 Wichtige zu versorgende Objekte Krankenhäuser Pflegeheime (Beatmung oft nur gewisse Zeit batteriegepuffert etc.) Not-Krankenhäuser Not-Unterkünfte Einrichtungen des Katastrophenschutzes und der Sicherheitsbehörden Kommunikationsnetz (nur wenige Stunden Batteriepuffer) Tankstellen (verfügen oft nicht über Notstromaggregate zur Kraftstoffentnahme), insbesondere zur Versorgung von Fahrzeugen, die im Katastrophenfall benötigt werden oder die Notstromaggregate mit Kraftstoff versorgen Dr. Dr. Magnus Buhlert - 3 -

4 Versorgungskrise (Gas) Die Bundesnetzagentur wird als Bundeslastverteiler tätig: wenn das Angebot die Nachfrage nach Energie nicht decken kann und die Regelenergie erschöpft ist und die Situation von den Fernleitungsnetzbetreibern allein nicht beherrscht werden kann und wenn zugleich das Bundeskabinett die Versorgungskrise per Beschluss festgestellt hat. Dr. Dr. Magnus Buhlert - 4 -

5 Energiewirtschaftsgesetz Den rechtlichen Rahmen für staatliches Handeln bilden bei Versorgungsstörungen im Elektrizitätssektor das Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) und darauf fußende Regelungen sowie bei lang anhaltenden, großflächigen Störungen das Katastrophenschutzrecht. Die besonderen Rechte und Pflichten der Elektrizitäts- und Gasversorgungsunternehmen sowie die besondere staatlich Aufsicht über die Elektrizitäts- und Gaswirtschaft sind im Gesetz über die Elektrizitäts- und Gasversorgung (EnWG) vom 13. Juli 2005 geregelt. Zweck des Gesetzes ist eine möglichst sichere, preisgünstige, verbraucherfreundliche, effiziente und umweltverträgliche leitungsgebundene Versorgung der Allgemeinheit mit Elektrizität und Gas ( 1 EnWG). Die Energieversorgungsunternehmen haben die Anforderungen des Gesetzes grundsätzlich eigenverantwortlich zu erfüllen. Nach 2 EnWG sind die Energieversorgungsunternehmen im Rahmen der Vorschriften des Gesetzes zu einer Versorgung im Sinne des 1 verpflichtet. Dr. Dr. Magnus Buhlert - 5 -

6 Anlagenbetreiber an Normen gebunden Nach 11 EnWG sind Betreiber von Energieversorgungsnetzen verpflichtet ein sicheres, zuverlässiges und leistungsfähiges Energieversorgungsnetz diskriminierungsfrei zu betreiben, zu warten und bedarfsgerecht zu optimieren, zu verstärken und auszubauen. Sie haben insbesondere auch die Aufgaben der 12 bis 16a zu erfüllen. In den 12 bis 16a ist u.a. aufgeführt, welche Maßnahmen die Energieversorgungsunternehmen bei Versorgungsstörungen zu ergreifen haben. Die Anforderungen zur Sicherheit und Zuverlässigkeit der Energieversorgungsanlagen sind im 49 EnWG definiert. Nach 49(1) sind Energieanlagen so zu errichten und zu betreiben, dass die technische Sicherheit gewährleistet ist. Betreiber sind in der Pflicht. Solange sie die einschlägigen Normen einhalten wird sicherer Betrieb vermutet. Die nach Landesrecht zuständige Behörde (in Niedersachsen das Ministerium für Umwelt, Energie und Klimaschutz) kann im Einzelfall die zur Sicherstellung der Anforderungen an die technische Sicherheit von Energieanlagen erforderlichen Maßnahmen treffen ( 49 Abs.5 EnWG). Dr. Dr. Magnus Buhlert - 6 -

7 Vertrauen in Anlagenbetreiber einhergehende Verantwortung 49 EnWG Anforderungen an Energieanlagen (1) Energieanlagen sind so zu errichten und zu betreiben, dass die technische Sicherheit gewährleistet ist. Dabei sind vorbehaltlich sonstiger Rechtsvorschriften die allgemein anerkannten Regeln der Technik zu beachten. (2) Die Einhaltung der allgemein anerkannten Regeln der Technik wird vermutet, wenn bei Anlagen zur Erzeugung, Fortleitung und Abgabe von 1. Elektrizität die technischen Regeln des Verbandes der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e. V., 2. Gas die technischen Regeln der Deutschen Vereinigung des Gas- und Wasserfaches e. V. eingehalten worden sind. Dr. Dr. Magnus Buhlert - 7 -

8 11 (1a) EnWG Der Betrieb eines sicheren Energieversorgungsnetzes umfasst insbesondere auch einen angemessenen Schutz gegen Bedrohungen für Telekommunikations- und elektronische Datenverarbeitungssysteme, die der Netzsteuerung dienen. Die Regulierungsbehörde erstellt hierzu im Benehmen mit dem Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik einen Katalog von Sicherheitsanforderungen und veröffentlicht diesen. Ein angemessener Schutz des Betriebs eines Energieversorgungsnetzes wird vermutet, wenn dieser Katalog der Sicherheitsanforderungen eingehalten und dies vom Betreiber dokumentiert worden ist. Dr. Dr. Magnus Buhlert - 8 -

9 Vorrang marktbasierter Maßnahmen Versorgungssicherheit durch Energy-Only-Market. Systemrelevante Kraftwerke Regelenergie Kapazitätsreserve in Diskussíon Dispatch und Redispatsch durch Übertragungsnetzbetreiber. Dr. Dr. Magnus Buhlert - 9 -

10 12 (1) Satz 1 EnWG Betreiber von Übertragungsnetzen haben die Energieübertragung durch das Netz unter Berücksichtigung des Austauschs mit anderen Verbundnetzen zu regeln und mit der Bereitstellung und dem Betrieb ihrer Übertragungsnetze im nationalen und internationalen Verbund zu einem sicheren und zuverlässigen Elektrizitätsversorgungssystem in ihrer Regelzone und damit zu einer sicheren Energieversorgung beizutragen. Dr. Dr. Magnus Buhlert

11 13 (1) EnWG Systemverantwortung der Betreiber von Übertragungsnetzen Sofern die Sicherheit oder Zuverlässigkeit des Elektrizitätsversorgungssystems in der jeweiligen Regelzone gefährdet oder gestört ist, sind Betreiber von Übertragungsnetzen berechtigt und verpflichtet, die Gefährdung oder Störung durch 1. netzbezogene Maßnahmen, insbesondere durch Netzschaltungen, und 2. marktbezogene Maßnahmen, wie insbesondere den Einsatz von Regelenergie, vertraglich vereinbarte abschaltbare und zuschaltbare Lasten, Information über Engpässe und Management von Engpässen sowie Mobilisierung zusätzlicher Reserven zu beseitigen. Dr. Dr. Magnus Buhlert

12 Resilienz erhöhen Dr. Dr. Magnus Buhlert

13 Sicherheitskonzept Es wird immer ein Betriebsmittel mehr als benötigt vorgehalten (Konzept der n-1 Sicherheit). Zusätzliche Energie wird bereitgehalten: Momentanreserve Minutenreserve Viertelstundenreserve künftige Kapazitätsreserve Doch: In letzter Konsequenz kann ein Schwarzfall nicht vermieden werden. Dr. Dr. Magnus Buhlert

14 Trinkwasserversorgung Die Wasserversorgungsunternehmen und die Kommunen sind nach 50 Abs. 1 Wasserhaushaltsgesetz (WHG) gefordert, die Trinkwasserversorgung sicherzustellen. Die vorsorgende Bewältigung von Krisensituationen ist Bestandteil der Trinkwasserversorgung. Dies gilt auch unter Berücksichtigung eines großflächigen und lang andauernden Stromausfalles. Merkblatt Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e. V. (DGVW) W 1002 Sicherheit in der Trinkwasserversorgung Organisation und Management im Krisenfall. Für die Trinkwasserversorgung stehen in Niedersachsen ca. 800 Trinkwassernotbrunnen zur Verfügung, wobei im Katastrophenfall die Ressortverantwortung bei MI liegt. Einzelne Wasserwerke sind energieautark. Inselnetzfähigkeit wäre wünschenswert. Dr. Dr. Magnus Buhlert

15 Abwasserbeseitigung Die Pflicht zur Abwasserbeseitigung obliegt in Niedersachsen gemäß 56 WHG i. V. m. 96 Abs. 1 des Niedersächsischen Wassergesetzes (NWG) den Kommunen. Von der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.v. (DVWK) wird hier auf die Regelwerke ATV-DVWK A 106, A 134, A 199 T4 verwiesen, die u. a. zur Risikoanalyse, Energieversorgung und Notstromversorgung zur Sicherstellung einer ordnungsgemäßen Abwasserentsorgung entsprechende Hinweise enthalten. Einzelne Kläranlagen sind energieautark. Inselnetzfähigkeit wäre wünschenswert. Biogasanlagen, Windkraftanlagen, Photovoltaikanlagen sind oftmals vorhanden. Dr. Dr. Magnus Buhlert

16 Hochwasserschutz Im Rahmen des Hochwasserschutzes / Küstenschutzes werden große Teile des Landes durch den Betrieb von Schöpfwerken, Sielen und anderen Anlagen entwässert sowie durch den Betrieb von Sperrwerken, Abschlagsbauwerken, Hochwasserrückhaltebecken, Talsperren vor Hochwasser /Sturmfluten geschützt. Durch den Betrieb von Schleusen und beweglichen Brücken wird der Schifffahrtsbetrieb bzw. Straßenverkehr ermöglicht. Es handelt sich hierbei zum einen um landeseigene Anlagen, die durch den NLWKN unterhalten werden, zum anderen um Verbandsanlagen, die von Wasserund Bodenverbänden nach dem Wasserverbandsrecht bzw. von Deichverbänden nach dem Deichrecht unterhalten werden. Ein Teil der Anlagen, die vom NLWKN betreut werden, sind mit einer Notstromversorgung ausgerüstet. Für die Verbandsanlagen kann derzeit hierzu keine Aussage getroffen werden. Hierbei ist insbesondere zu berücksichtigen, dass viele Pumpen der Schöpfwerke auf Grund der (Anlaufstrom-) Leistungsaufnahme nicht durch Notstromaggregate betrieben werden können. Dr. Dr. Magnus Buhlert

17 Störfallanlagen Von Störfallanlagen geht bei einem Stromausfall dann eine Gefahr aus, wenn z. B. exotherme, das heißt wärmeentwickelnde Prozesse nicht gestoppt werden können. Komplexe Chemieanlagen sind aus diesem Grund mit Sicherheitseinrichtungen und Notstromaggregaten ausgestattet, die auch im Fall eines großflächigen und länger andauernden Stromausfalles wirksam werden. Sind alle exothermen Prozesse gestoppt, geht auch keine Gefahr mehr von der Anlage aus. Es können aber Versorgungsprobleme für die Wirtschaft und die Bevölkerung entstehen, weil die Anlagen nicht mehr produzieren. Dr. Dr. Magnus Buhlert

18 Kerntechnische Anlagen Unterliegen speziellem Recht! Wo möglich passive Sicherheitssysteme ohne Strombedarf. Wo nötig mit mehrfach redundanter Notstromversorgung ausgestattet. Zudem entsprechende Kraftstoffbevorratung. Dr. Dr. Magnus Buhlert

19 Dezentralität Die mit dem Ausbau der Erneuerbaren Energien zunehmende Dezentralität der Energieerzeugung stärkt die Robustheit der Energieversorgung. Können Netzebereiche unabhängig voneinander versorgt werden kann eine phasenweise Stromversorgung zumindest wichtiger Verbraucher realisiert werden. Dr. Dr. Magnus Buhlert

20 Eigenstromversorgung Haushalte und Betriebe mit Eigenstromversorgung können sich - auch bei Ausfall des ansonsten für Versorgungssicherheit wichtigen Netzes selbst mit Strom versorgen, vorausgesetzt sie lassen sich entsprechend schalten. KWK-Anlagen stehen dabei dargebotsunabhängig zur Verfügung, wenn ausreichend Brennstoffe vorhanden sind. PV- und Windkraftanlagen, können insbesondere in Verbindung mit Speichern zur lokalen Versorgungssicherheit und Resilienz der Stromversorgung beitragen. Wichtig zu klären, ist wie der Netzaufbau bei Zuschaltung des übergeordneten Netzes nach Phasen des Inselbetriebs sicher gewährleistet werden kann. Dr. Dr. Magnus Buhlert

21 Speicher/Puffer Neben Notstromaggregaten bieten Speicher (Akkumulatoren) und Puffer die Möglichkeit zumindest kurzzeitig Elektrizität zu nutzen. Telekommunikationsanlagen verfügen heute über derartige Akkus. Wenn Haushalte und Betriebe über Akkus verfügen, können sie - ggf. erforderliche Verbrauchseinschränkungen vorausgesetzt - Stromausfälle überbrücken. Ist der Akku mit einer Eigenstromversorgung verbunden, können die Folgen von Stromausfällen abgemildert werden. Dr. Dr. Magnus Buhlert

22 Inselnetze bzw. Inselnetzfähigkeit Verfügen mehrere Haushalte oder Betriebe über KWK- (BHKW-) Anlagen und sind diese inselnetzfähig kann damit die lokale Stromversorgung dargebotsunabhängig in einem gewissen Umfang aufrechterhalten werden. PV- und Windkraftanlagen können dies dargebotabhängig. Ein Kappen der Lastspitzen kann dabei erforderlich sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Anlagen mit Speichern und Puffern versehen sind. Kritische Infrastruktur, wie Kläranlagen, die oftmals über KWK-Anlage zur Nutzung der Klärgase verfügen und zudem PV- und Windkraftanlagen aufweisen könnten bei vorhandener Inselnetzfähigkeit auch bei Ausfall des übergeordneten Netzes weiterbetrieben werden, wenn sie schwarzstartfähig oder trotz der Ausfalls der übergeordneten Netze im Betrieb geblieben sind. Aufgrund der auf Kläranlagen vorhandenen Leitwarten sollte auch ein nicht-automatisches Zuschalten beim Netzaufbau des übergeordneten Netzes möglich sein. Dr. Dr. Magnus Buhlert

23 Schwarzstartfähigkeit Vom Ausfall des übergeordneten Netzes können auch nachgeordnete Netzbereiche betroffen werden und ausfallen. Sind diese ausgefallen, ist bei Vorhandensein von lokaler Schwarzstartfähigkeit ein lokaler Netzaufbau möglich. Dies biete grundsätzlich die Möglichkeit lokal die Auswirkungen von Stromausfällen zumindest zeitweise zu mildern. Dr. Dr. Magnus Buhlert

24 Notstromaggregate - Batterien Notstromaggregate dienen dazu Notsituationen zu meistern und Notversorgung sicherzustellen. Ihre Leistung reicht zumeist nur für einen Teillastbetrieb aus. Treibstoffnachschub muss erforderlichenfalls organisiert werden. Notstromaggregate in thermischen Kraftwerken reichen nicht aus um Schwarzstart zu ermöglichen. Nur wenige Kraftwerke (z.b. Pumpspeicherkraftwerke) sind schwarzstartfähig. Dr. Dr. Magnus Buhlert

25 Chancen der Energiewende nutzen Grundsätzlich bietet das System der (n-1)-sicherheit einen hohen Standard der Versorgungssicherheit. Durch das System wird gewährleistet, dass jederzeit ein wichtiges Betriebsmittel mehr bereit steht als im System benötigt, um den Ausfall eines anderen wichtigen Betriebsmittels zu kompensieren. Insgesamt hat sich dies System bewährt. Um die Gefahr eines Blackouts zu verringern und die Folgen von Ausfällen zu begrenzen gilt es zudem, die Chancen gezielt zu nutzen und zu stärken, die im Umbau des Energiesystems im Rahmen der Energiewende liegen. So können die Folgen von Stromausfällen gemildert werden. Chancen zur Verringerung der Folgen eines Schwarzfalls bieten: Dezentralität Eigenstromversorgung Speicher/Puffer Notstromversorgung Inselnetze bzw. Inselnetzfähigkeit Schwarzstartfähigkeit Dr. Dr. Magnus Buhlert

26 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Dr. Dr. Magnus Buhlert