Blackout in Schleswig-Holstein

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1 Blackout in Schleswig-Holstein THEMA 2 WÄHREND DES BLACKOUTS UND NACH DEM BLACKOUT THEMENGEBIET: ÖFFENTLICHE GEBÄUDE Florian Behrens 1

2 Übersicht 4. Notfallkommunikation über Radio 3. Tankstellen 1. Krankenhäuser 2. Banken 2

3 1. Krankenhäuser Krankenhäuser sind dazu verpflichtet, Notfallpläne zu entwickeln und diese mit der Katastrophenschutzbehörde abzustimmen (Gesetz über den Katastrophenschutz in Schleswig- Holstein, Dezember 2010, Abschnitt V) Notstromversorgung muss automatisch innerhalb der nach DIN VDE vorgegebenen Umschaltzeiten erfolgen: 15s (Standardprogramm für Krankenhäuser in Schleswig-Holstein - Stand August 2012 ) Vorratstank für Notstromaggregat für eine nach DIN VDE vorgegebene Betriebszeit: 24h (Standardprogramm für Krankenhäuser in Schleswig-Holstein - Stand August 2012 ) Empfehlung des Bundesamts für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe für Unternehmen und Behörden: 72h Betriebszeit, ohne den Kraftstoff nachzufüllen 3

4 1. Krankenhäuser Zeit seit Stromausfall: 15 Sekunden Notstromversorgung wird eingeschaltet 4

5 1. Krankenhäuser Zeit seit Stromausfall: 4 Stunden Notstromversorgung wird eingeschaltet Notstand bei Ärztepraxen und Ärztezentren Keine festen Richtlinien Besonders kritisch für Fachpraxen und Dialysezentren (Akkus halten 4 bis 8 Stunden) Patientenaufkommen verlagert sich 5

6 1. Krankenhäuser Zeit seit Stromausfall: 10 Stunden Notstromversorgung wird eingeschaltet Notstand bei Ärztepraxen und Ärztezentren Keine festen Richtlinien Besonders kritisch für Fachpraxen und Dialysezentren (Akkus halten 4 bis 8 Stunden) Patientenaufkommen verlagert sich Krankenhaus wird zur wichtigsten Anlaufstelle 6

7 1. Krankenhäuser Zeit seit Stromausfall: 72 Stunden Weitere kritische Faktoren: Wasser, Medikamente, Müllentsorgung Treibstoffversorgung, um die Notstromversorgung zu gewährleisten Steigende psychische Belastung für Mitarbeiter 7

8 1. Krankenhäuser Zeit seit Stromausfall: Eine Woche Weitere kritische Faktoren: Wasser, Medikamente, Müllentsorgung Treibstoffversorgung, um die Notstromversorgung zu gewährleisten Steigende psychische Belastung für Mitarbeiter Nur Patienten mit lebensbedrohlichen Verletzungen werden behandelt 8

9 1. Krankenhäuser Zeit seit Stromausfall: Eine Woche + Weitere kritische Faktoren: Wasser, Medikamente, Müllentsorgung Treibstoffversorgung, um die Notstromversorgung zu gewährleisten Steigende psychische Belastung für Mitarbeiter Nur Patienten mit lebensbedrohlichen Verletzungen werden behandelt Versorgung kann nicht mehr aufrechterhalten werden 9

10 2. Banken 2. Banken 10

11 2. Banken Zeit seit Stromausfall: wenige Sekunden Geldautomaten fallen aus Online-Banking ist nicht mehr möglich Bargeldloses Bezahlen in Geschäften ist nicht mehr möglich 11

12 2. Banken Zeit seit Stromausfall: 10 Stunden Hauptproblem: Bargeldversorgung Durchschnittlich 103 Bargeld je Einwohner (Steinbeis-Hochschule Berlin 2013) Große Banken besitzen Notstromaggregate und können eine Versorgung gewährleisten Kleine Filialen schließen sofort 12

13 2. Banken Zeit seit Stromausfall: 72 Stunden Hauptproblem: Bargeldversorgung Durchschnittlich 103 Bargeld je Einwohner (Steinbeis-Hochschule Berlin 2013) Große Banken besitzen Notstromaggregate und können eine Versorgung gewährleisten Kleine Filialen schließen sofort Menschen heben vermehrt Bargeld ab Geldtransporte liefern nicht mehr 13

14 2. Banken Zeit seit Stromausfall: Eine Woche Hauptproblem: Bargeldversorgung Durchschnittlich 103 Bargeld je Einwohner (Steinbeis-Hochschule Berlin 2013) Große Banken besitzen Notstromaggregate und können eine Versorgung gewährleisten Kleine Filialen schließen sofort Menschen heben vermehrt Bargeld ab Geldtransporte liefern nicht mehr Bargeld wird knapp die Bevölkerung wird unruhig 14

15 2. Banken Zeit seit Stromausfall: Eine Woche + Hauptproblem: Bargeldversorgung Durchschnittlich 103 Bargeld je Einwohner (Steinbeis-Hochschule Berlin 2013) Große Banken besitzen Notstromaggregate und können eine Versorgung gewährleisten Kleine Filialen schließen sofort Menschen heben vermehrt Bargeld ab Geldtransporte liefern nicht mehr Bargeld wird knapp die Bevölkerung wird unruhig Banken schließen ihre Filialen und lagern die kritischen Geschäftsprozesse in nicht betroffene Gebiete aus 15

16 3. Tankstellen 3. Tankstellen 16

17 3. Tankstellen Zeit seit Stromausfall: Wenige Sekunden Großteil der Tankstellen in Deutschland besitzt keine Notstromversorgung Treibstoffversorgung wird sofort unterbrochen 17

18 3. Tankstellen Zeit seit Stromausfall: 24 Stunden Großteil der Tankstellen in Deutschland besitzt keine Notstromversorgung Treibstoffversorgung wird sofort unterbrochen Motorisierter Individualverkehr und öffentlicher Nahverkehr nimmt stark ab 18

19 3. Tankstellen Zeit seit Stromausfall: 72 Stunden Großteil der Tankstellen in Deutschland besitzt keine Notstromversorgung Treibstoffversorgung wird sofort unterbrochen Motorisierter Individualverkehr und öffentlicher Nahverkehr nimmt stark ab Tanks der Notstromaggregate leeren sich Betroffen insbesondere Krankenhäuser Improvisation notwendig 19

20 3. Tankstellen Zeit seit Stromausfall: Eine Woche Großteil der Tankstellen in Deutschland besitzt keine Notstromversorgung Treibstoffversorgung wird sofort unterbrochen Motorisierter Individualverkehr und öffentlicher Nahverkehr nimmt stark ab Tanks der Notstromaggregate leeren sich Betroffen insbesondere Krankenhäuser Improvisation notwendig Treibstoff geht aus Nachlieferung aufgrund fehlender Kommunikationsmöglichkeiten nicht möglich Treibstoffversorgung nicht mehr möglich 20

21 4. Notfallkommunikation über Radio 4. Notfallkommunikation über Radio 21

22 4. Notfallkommunikation über Radio Verlautbarungspflicht: Für Meldungen der Bundesoder Landesregierung ist unverzüglich Sendezeit zur Verfügung zu stellen, wenn dies zur Abwehr einer konkreten Gefahr erforderlich ist (Rundfunkgesetzt für das Land Schleswig-Holstein, 32) Gesetzlicher Versorgungsauftrag für Notfallkommunikation Rundfunkanstalten können mit Hilfe von Notfallstudios einen eingeschränkten Notfallbetrieb gewährleisten Übertragung von Meldungen der Zivilschutzverbindungsstelle mit hoher Priorität über das Satellietengestützte Warnsystem - SatWas 22

23 4. Notfallkommunikation über Radio Problem: Vorsorge im privaten Haushalt Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe empfiehlt: Batteriebetriebenes Rundfunkradio Kurbelradio Vorrat an Batterien 23

24 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Zeit seit Stromausfall: 365 Tage 24

25 Blackout in Schleswig-Holstein THEMA 2 WÄHREND DES BLACKOUTS UND NACH DEM BLACKOUT THEMENGEBIET: PRIVATE HAUSHALTE Michael Kaldenberg 25

26 26 Gliederung Was fehlt im Alltag ohne Strom? Infrastruktur 1. Strom 2. Wasser 3. Abwasser 4. Gas 5. Fernwärme 6. Kommunikation 7. Verkehr 8. Private Vorsorge vor einem Blackout

27 27 1. Strom Licht Nur noch nicht-elektrische Lichtquellen oder Taschenlampen, sofern Batterien vorhanden sind

28 28 1. Strom Haushaltsgerät Elektrische Kochgeräte sind außer Funktion Informationsgeräte mit Netzbetrieb nicht nutzbar

29 29 1. Strom Informationsgeräte Andere Informationsgeräte können nicht nachgeladen werden

30 30 1. Strom Kühlung Kühlung von Lebensmitteln fällt aus

31 31 1. Strom Heizung Keine Funktion von Pumpen Keine Funktion von Steuerungen Keine Funktion von Brennern

32 32 2. Wasser Wasserversorgung unsicher Netze mit Gefälle funktionieren Netze mit Notstromversorgung funktionieren je nach Planung Netze ohne autarke Pumpen fallen aus

33 33 3. Abwasser Abwasser unsicher Notstromversorgung funktionieren je nach Planung Netze ohne autarke Pumpen fallen aus

34 34 4. Gas Gasversorgung unsicher Elektrische Steuerklappen im Netz sind nicht mehr bedienbar, auch wenn Gasdruck vorhanden ist

35 35 5. Fernwärme Ohne Pumpen kann die Wärme nicht übertragen werden

36 36 6. Kommunikation Festnetz und Internetzugriff direkt außer Funktion Mobilfunk nach kurzer Zeit nicht verfügbar

37 7. Verkehr 37

38 38 8. Private Vorsorge vor einem Blackout Notstrom über Generatoren

39 39 8. Private Vorsorge vor einem Blackout Insellösungen Photovoltaik Wind

40 Blackout in Schleswig-Holstein THEMA 2 WÄHREND DES BLACKOUTS UND NACH DEM BLACKOUT VERSORGUNGSWIEDERAUFBAU Johannes Bannick 40

41 Inhalt: Versorgungswiederaufbau Präventive Maßnahmen Definierten Ausgangszustand herstellen Spannungsvorgabe aus intaktem Nachbarnetz Technische Probleme Ohne Spannungsvorgabe aus Nachbarnetzen 41

42 Versorgungswiederaufbau Präventive Maßnahmen Zusammenarbeit des Übertragungsnetzbetreibers ÜNB mit den Kraftwerken & Umspannwerken Koordiniertes Verfahren zum Anfahren Störungssichere Kommunikation 2 Draht Telefonie Satellitentelefon Vertragliche Absicherung für Nutzung der Kraftwerke 42

43 Klassifizierung der Störungstypen Großstörung Störungstyp A: Intaktes Nachbarnetz Netzwiederaufbau über intaktes Nachbarnetz möglich Störungstyp B: Netzebenen und Nachbarnetze spannungslos Netzwiederaufbau nur aus eigener Kraft möglich 43

44 Definierten Ausgangszustand herstellen Teilnetz bilden durch Trennung zu benachbarten ÜNB Abschalten der dem Höchstspannungsnetz untergelagerten Spannungsebenen Kraftwerke auf Eigenbedarf herunterfahren 44

45 Spannungsvorgabe aus Nachbarnetz Ausgehend von benachbartem Kuppelknoten mit Spannung Sequentielles Zuschalten von Leitungen und Umspannwerken in Richtung der netzeigenen Kraftwerke Anfahren der Kraftwerke, GKW Kiel speist ins ÜNetz 45

46 Spannungsvorgabe aus Nachbarnetz Zuschalten von Lasten an die spannungsführenden Leitungen, Grenzwerte für Wirk- und Blindleistung beachten Synchronisation entstandener Teilnetze und netzeigene Erzeugungsanlagen an geeigneten Netzknoten 46

47 Technisches Problem der Blindleistung Leerlaufende Leitungen benötigen große kapazitive Ladeleistung Generatoren bzw. Kuppelknoten müssen diese Blindleistung bereitstellen Abhilfe durch Kompensationsdrosseln oder das Betreiben der Leitungen mit abgesenkter Spannung -> niedrige Ladeleistung Nicht benötigte Leitungen abtrennen 47

48 Technisches Problem der Wirkleistung Die netzeigenen Kraftwerke dürfen nur begrenzt mit Lasten geschaltet werden, um die Frequenz nicht unzulässig stark absinken zu lassen Die Bereitstellung von zulässigen Lasten nach einem Blackout ist schwierig Turbinen arbeiten mit Drehzahlstatik Wirkleistung wird auf die beteiligten Generatoren aufgeteilt 48

49 Ohne Spannungsvorgabe aus Nachbarnetzen Nach Definierten Ausgangszustand Starten von Schwarzstartfähigen Kraftwerken schrittweises Zuschalten in Richtung der netzeigenen Kraftwerke Zuschalten von Lasten Synchronisation 49

50 Pumpspeicherwerk Geesthacht Nach 70 Sekunden läuft die Stromerzeugung mit voller Leistung Es kann für eine Dauer von 5 Stunden 600 Megawattstunden elektrische Energie erzeugen 50

51 Gasturbinenkraftwerk Brunsbüttel Absicherung der Notstromversorgung des Kernkraftwerks Brunsbüttel 4 Gasturbinen mit einer Leistung von je 64 MW Bei Lastspitzen im Stromnetz Anschluss an das Übertragungsnetz erfolgt auf der 380-kV-Ebene über die Schaltanlage Brunsbüttel. 51

52 Blackout in Schleswig-Holstein THEMA 2 WÄHREND DES BLACKOUTS UND NACH DEM BLACKOUT THEMENGEBIET: ERNEUERBARE ENERGIEN Mats Rickert 52

53 Die Rolle der erneuerbaren Energien Inhalt 1. Aktuelle Situation 2. Netzstabilität 1. Technische Möglichkeiten von EE-Anlagen 2. Versorgungswiederaufbau mit EE-Anlagen 53 Mats Rickert

54 1. Aktuelle Situation Starker Anstieg der Erzeugerleistung aus erneuerbaren Energien Insbesondere hervorgerufen durch massiven Zubau von Windenergie-und PV-Analgen Zukünftig ist von einem weiteren Anstieg auszugehen (Energiewende) 54 Mats Rickert

55 1. Aktuelle Situation Energiewende im Überblick Gestern Energieerzeugung aus EE-Anlagen Zentrale Stromversorgung Wirkleistungseinspeisung durch EEA Netzstabilität durch konventionelle KW 55 Mats Rickert

56 1. Aktuelle Situation Energiewende im Überblick Heute Gestern Energieerzeugung aus EE-Anlagen Zentrale Stromversorgung Wirkleistungseinspeisung durch EEA Netzintegration von EE- Anlagen Dezentralisierung der Stromversorgung Beitrag zur Netzstabilität von EEA Netzstabilität durch konventionelle KW 56 Mats Rickert

57 1. Aktuelle Situation Energiewende im Überblick Gestern Energieerzeugung aus EE-Anlagen Zentrale Stromversorgung Wirkleistungseinspeisung durch EEA Netzstabilität durch konventionelle KW Heute Netzintegration von EE- Anlagen Dezentralisierung der Stromversorgung Beitrag zur Netzstabilität von EEA 57 Morgen Systemsicherheit durch EE-Anlagen Dezentrale Stromversorgung + Netzstabilität durch EEA Mats Rickert

58 1. Aktuelle Situation Folgen der Energiewende Hoher Anteil an fluktuierender Einspeiseleistung Belastungen im Stromnetz Zunahme von Störungen Verdrängung konventioneller Kraftwerke 58 Mats Rickert

59 1. Aktuelle Situation Folgen der Energiewende Hoher Anteil an fluktuierender Einspeiseleistung Belastungen im Stromnetz Zunahme von Störungen Verdrängung konventioneller Kraftwerke Herausforderung Wie können EE-Anlagen zur Netzstabilität beitragen? 59 Mats Rickert

60 2. Netzstabilität Qualität, Zuverlässigkeit und Sicherheit bei der Stromübertragung/-verteilung 60 Mats Rickert

61 2. Netzstabilität Qualität, Zuverlässigkeit und Sicherheit bei der Stromübertragung/-verteilung Durch Systemdienstleistungen(SDL) Frequenzhaltungdurch Gleichgewicht von erzeugter und verbrauchter Leistung Spannungshaltung durch Bereitstellung von Blind- und Kurzschlussleistung Versorgungswiederaufbau durch koordinierte Inbetriebnahme von Teilnetzen System-/Betriebsführung durch Netzüberwachung, Instandhaltung, Engpassmanagement etc. 61 Mats Rickert

62 3. Technische Möglichkeiten von EE-Anlagen SDL Mögliche zukünftige Anforderungen an EE- Anlagen Frequenzhaltung Einspeisungsmanagement Momentanreserve Bereitstellung von Regelenergie Spannungshaltung Q-U-Schutz Blindleistungsbereitstellung aus DEA im Verteilnetz Versorgungswiederaufbau Steuerung von EE-Anlagen während Versorgungsaufbau Inselbetriebsfähigkeit Schwarzstartfähigkeit System-/Betriebsführung Schnelle Kommunikation definierter Datenaustausch 62 Mats Rickert

63 3. Technische Möglichkeiten von EE-Anlagen SDL Mögliche zukünftige Anforderungen an EE- Anlagen Frequenzhaltung Einspeisungsmanagement Momentanreserve Bereitstellung von Regelenergie Spannungshaltung Q-U-Schutz Blindleistungsbereitstellung aus DEA im Verteilnetz Versorgungswiederaufbau Steuerung von EE-Anlagen während Versorgungsaufbau Inselbetriebsfähigkeit Schwarzstartfähigkeit System-/Betriebsführung Schnelle Kommunikation definierter Datenaustausch 63 Mats Rickert

64 4. Versorgungswiederaufbau mit EEA Der Versorgungswiederaufbau wird in Zukunft verstärkt an Bedeutung gewinnen 64 Mats Rickert

65 4. Versorgungswiederaufbau mit EEA Der Versorgungswiederaufbau wird in Zukunft verstärkt an Bedeutung gewinnen Konzept (mittelfristig) zentraler Wiederaufbau bleibt Erfordernis: konventionelle schwarzstartfähige KW 65 Mats Rickert

66 4. Versorgungswiederaufbau mit EEA Der Versorgungswiederaufbau wird in Zukunft verstärkt an Bedeutung gewinnen Konzept (mittelfristig) zentraler Wiederaufbau bleibt Erfordernis: konventionelle schwarzstartfähige KW neue Herausforderungen: Kenntnis über Stromverbrauch und Stromerzeugung Wetterlage mit einbeziehen Kommunikation zu DEA schaffen 66 Mats Rickert

67 4. Versorgungswiederaufbau mit EEA Alternative: Dezentraler Aufbau? Zusammenschaltung von DEA ( Virtuelles Kraftwerk ) Einzelne Verteilnetze ermöglichen, auf Basis lokaler Erzeugung, autark die Versorgung der Verbraucher Anschließend: Zusammenschluss zum Verbundnetz Sehr aufwändig und kostenintensiv 67 Mats Rickert

68 4. Versorgungswiederaufbau mit EEA Herausforderungen: ÜN/VN-Betreiber: VN-Betreibern wird eine Schlüsselrolle zukommen ( aktive Netzbetreiber ) Angeschlossene Anlagen müssen gezielt in das Netzmanagementmiteinbezogen werden gezielte Regelung/Steuerung von DEA auch ohne Telekommunikation Alternative: technische Anschlussbedingungen Geeignetes Verhalten von DEA bei Versorgungswiederaufbau 68 Mats Rickert