Am 29. April 2023 erlebte die Iberische Halbinsel einen schweren Blackout, der sowohl Spanien als auch Portugal betraf. In den Mittagsstunden sank der Stromverbrauch in sehr kurzer Zeit um die Hälfte, von über 25 auf 12,5 GW, und erreichte innerhalb weniger weiterer Minuten ein Minimum von 10,5 GW. Infolge dieses Ereignisses standen u.a. Züge, U-Bahnen, Aufzüge etc. still. Die verbleibenden 10 GW Leistung stammten wahrscheinlich aus Photovoltaik, was einen vollständigen Energieausfall in einigen Haushalten verhinderte. In diesem Artikel werfen wir einen Blick auf die Ursachen dieses Ereignisses.
Ursachen des Blackouts
Kurz vor dem Ausfall basierte das spanische Energiesystem zu etwa 78 % auf Solar- und Windkraftwerken, während die restlichen 20 % aus konventionellen Kraftwerken, darunter Kernkraftwerke, bestanden. Eine derart hohe Abhängigkeit von erneuerbaren Energiequellen (EE) macht das System anfälliger für Spannungsschwankungen. Redes Energéticas Nacionais (REN), der portugiesische Übertragungsnetzbetreiber, wies darauf hin, dass der Stromausfall auf erhebliche Spannungsschwankungen im spanischen Netz zurückzuführen war, wahrscheinlich verursacht durch plötzliche Temperaturänderungen in Zentralspanien, die zur Aktivierung der Kontroll- und Schutzsysteme portugiesischer Kraftwerke führten.
Der Blackout hatte schwerwiegende Folgen für die Infrastruktur und das tägliche Leben der Bewohner. Züge, U-Bahnen und Aufzüge standen still, was den öffentlichen Verkehr lahmlegte. Viele Haushalte waren ohne Strom, was das tägliche Leben der Bewohner beeinträchtigte. Auch der Einfluss auf die Infrastruktur war erheblich, da viele Sicherheits- und Kommunikationssysteme von einer ständigen Stromversorgung abhängen.
Reaktion und Reparaturmaßnahmen
Laut französischen Daten wurde das iberische Netz um 12:38 Uhr automatisch vom Rest Europas getrennt und um 13:30 Uhr wieder synchronisiert, als der Interkonnektor zwischen dem französischen und dem spanischen Teil Kataloniens mit einer Spannung von 400 kV wieder in Betrieb genommen wurde. Zu diesem Zeitpunkt begannen die Energieversorger, das System mühsam wieder aufzubauen, wie aus den Daten des spanischen Betreibers Red Eléctrica ersichtlich ist. Es ist erwähnenswert, dass es auch in unserer Region eine grenzüberschreitende Verbindung, d.h. einen Interkonnektor, gibt, der mit einem Phasenschieber an der Südverbindung zwischen den Stationen Mikułowa (Polen) und Hagenwerder (Deutschland) ausgestattet ist.
Als Reaktion auf den Blackout nutzte Portugal die Möglichkeit, das Gaskraftwerk Tapada do Outeiro im Black-Start-Modus zu starten, was eine vorsichtige Wiederherstellung der Stromversorgung in den Ballungsgebieten von Porto ermöglichte. Dank des Kraftwerks Castelo de Bode und der Unterstützung der Verbindung mit Spanien konnte mittelfristig die Stromversorgung in den südlicheren Regionen des Landes wiederhergestellt werden. Dieser Prozess musste sehr schrittweise und vorsichtig ablaufen, um die maximale Sicherheit und Stabilität des nationalen Stromnetzes zu gewährleisten.
Bedeutung der Trägheit in Energiesystemen
Mit dem Anstieg des Anteils erneuerbarer Energien an der nationalen Erzeugungsstruktur sinkt die Trägheit des Energiesystems. Trägheit, d.h. die mechanische Trägheit großer Erzeugungseinheiten, ist ein entscheidender Faktor zur Stabilisierung der Netzfrequenz. Konventionelle Kraftwerke wie Kern-, Kraft-Wärme-Kopplungs- und Gaskraftwerke weisen eine hohe Trägheit auf, die es ihnen ermöglicht, kurzzeitige Störungen ohne schwerwiegende Folgen zu überstehen. Im Falle Spaniens verfügten Kern-, Kraft-Wärme-Kopplungs- und Gaskraftwerke über Trägheit, was jedoch nur 22 % der gesamten Erzeugung ausmachte, was sich als unzureichend erwies.
Beim Nachdenken über die Energiewende ist es entscheidend, die physikalischen Gesetze zu verstehen und sich auf Expertenwissen zu stützen. Es muss daran erinnert werden, dass in einem Energiesystem, das auf erneuerbaren Energien basiert, konventionelle Kraftwerke oder deren Alternativen weiterhin erforderlich sein werden, um das System auszugleichen und die Frequenz bei 50 Hz zu halten. Beispielsweise wird im Rahmen der Energiewende in England vorgeschlagen, bei der Dekarbonisierung von Kraftwerken nur den Kohlekessel zu demontieren und die Turbine und den Generator zu belassen, die wie ein Motor im Generator-Turbinen-System mit hoher Trägheit arbeiten und gleichzeitig Blindleistung liefern (kompensatorischer Betrieb). Dies ist eine kostspielige Lösung, stellt jedoch eine sichere Alternative zur Stabilisierung des Systems dar.
Schlussfolgerungen
Der Blackout auf der Iberischen Halbinsel zeigt, wie wichtig ein ausgewogener Ansatz bei der Energiewende ist. Obwohl erneuerbare Energiequellen für die Dekarbonisierung entscheidend sind, darf die Rolle konventioneller Kraftwerke bei der Stabilisierung des Systems nicht vergessen werden. In Zukunft wird es notwendig sein, in Technologien zu investieren, die ein besseres Management von Netzen mit geringer Trägheit ermöglichen, wie z.B. Energiespeicher oder Nachfragemanagementsysteme. Es lohnt sich auch, die Modernisierung bestehender grenzüberschreitender Verbindungen in Betracht zu ziehen, um die Möglichkeiten des Energieimports und -exports in Krisensituationen zu erhöhen. Die Energiewende muss auf durchdachte Weise unter Berücksichtigung sowohl der Vorteile als auch der Herausforderungen im Zusammenhang mit erneuerbaren Energien durchgeführt werden.
