Netz-Kollaps: Wie kommt es zu einem Blackout?

Indischer Gemüsehändler während eines massiven Stromausfalls auf einem lokalen Markt in Kalkutta, Indien, 31. Juli 2012.

Keine Ampeln, keine Geldautomaten, kein Computer, kein Telefon, kein fließend Wasser: So würde ein Blackout für uns aussehen. Bei einem Blackout kommt es zu einem großflächigen mehrere Stunden oder gar Tage andauernden Stromausfall. Kleinere Ausfälle kommen auch in Deutschland vor. Erst Anfang 2022 blieb in Regensburg der Strom weg: Bei circa 5.000 Haushalten waren die Leitungen dicht - für 19 Stunden. Der bisher größte Stromausfall traf Indien im Jahr 2012: Dabei waren über 600 Millionen Menschen in Nord- und Ostindien vom Netz abgeschnitten.

In Europa fließt Strom üblicherweise mit 50 Hertz durch die Leitungen. Schwankungen zwischen 49,8 und 50,2 Hertz sind normal. Aus dem Gleichgewicht gerät das Netz, wenn beispielsweise mehr Strom entzogen wird als ankommt. Dies führt zu einer Frequenzstörung. Bei kleineren Abweichungen greifen Sicherheitsmechanismen, die das Netz stabilisieren. Kommt es aber zu einer unerwartet massiven Schwankung, kann das zu einem Zusammenbruch führen: Der Strom fällt aus. Für den Ernstfall gibt es einen Notfall-Stufenplan des Verbands der Netzbetreiber. Bei einem Abfall der Frequenz auf 47,5 Hertz sieht dieser in letzter Konsequenz vor, dass alle stromerzeugenden Anlagen vom Netz getrennt werden. Dadurch werden unter anderem Schäden an den Kraftwerksanlagen vermieden.

Krieg in der Ukraine: Gefährden Hacker unser Stromnetz?

Hacker greifen Unternehmen, aber auch Behörden an. Die Energiesicherheit ganzer Staaten kann dadurch gefährdet sein.

Ukraine, Dezember 2015: Damals legten vermutlich russische Hacker das Stromnetz Hunderttausender ukrainischer Haushalte lahm. Auch auf das deutsche Stromnetz gab es schon Cyberattacken. Das hatte aber keine Konsequenzen für dessen Stabilität. Im Zusammenhang mit dem russischen Angriffskrieg in der Ukraine könnten deutsche Unternehmen, aber auch Behörden zunehmend ins Visier russischer Cyber-Kriegsführung geraten. Das Ziel ist hier unter anderem, sich an deutschen Behörden mit Vergeltungsschlägen für Waffenlieferungen an die Ukraine zu rächen oder die deutsche Energie-Infrastruktur zu schwächen. Dass es zu erfolgreichen Hacker-Anschlägen auf unser Stromnetz kommt, ist durchaus möglich.

Das neue KRITIS-Dachgesetz soll zu schnellerer Erkennung von Bedrohungslagen führen und verpflichtende Schutzstandards ausweiten. In Deutschland gelten bereits besondere Vorgaben für die IT-Sicherheit: Stromnetzbetreiber sind unter anderem verpflichtet, Systeme zur Erkennung von Angriffen einzusetzen. Darüber hinaus gilt: Je dezentraler das Stromnetz, desto abgesicherter ist es gegen einen Hacker-Angriff. Die Server der mehr als 800 Verteilnetzbetreiber sind über ganz Deutschland verteilt. Bei einem Angriff würden somit immer nur einzelne Bereiche ausfallen. Das gesamte deutschlandweite Netz wäre nicht betroffen, da dies nicht von einem einzigen Server aus gesteuert wird.

Risiko oder Chance: Umstellung auf erneuerbare Energien

Wind- und Solarenergie: Wie gleicht man es aus, wenn weder Sonne scheint, noch Wind weht?

2021 kam der in Deutschland erzeugte Strom mehrheitlich aus konventionellen Energieträgern. Spätestens seit Beginn des russischen Angriffskriegs in der Ukraine wurde aber die Diskussion um den Ausbau erneuerbarer Energien neu entfacht. Mehr Solarenergie und Windkraft, weniger fossile Brennstoffe - das ist das Ziel. Eine der großen Herausforderung der Energiewende besteht darin, die Stromversorgung von wenigen Hundert auf mehrere Millionen dezentrale Anlagen, also unter anderem die Solaranlage auf dem Dach, umzustellen und dabei das Gleichgewicht im Stromnetz zu halten. Dafür müssen auch neue Leitungen gelegt werden, sodass der Strom die teils längeren Strecken zurücklegen kann.

Erneuerbare Energien bedeuten auch: größere Unabhängigkeit von Energieimporten. So sollen die EU-Staaten bis spätestens 2030 für ihre Energieversorgung keine Rohstoffe mehr aus Russland brauchen. Die Frage ist, auf welche Weise mögliche Dunkelflauten - wenn weder Sonne scheint, noch Wind weht - ausgeglichen werden können. Neben Gas, dessen Import aus Russland besonders aufgrund des Angriffskriegs auf die Ukraine fragwürdig geworden ist, gebe es im Moment kaum Alternativen, sagt Dominik Möst, Professor für Energiewirtschaft an der TU Dresden. Somit bleibt nur zusätzliche Kohle- oder Kernenergie. Der für Ende 2022 geplante Atomaustieg wurde zunächst verschoben und dann Mitte April 2023 vollzogen: Die letzten drei Atomkraftwerke wurden abgeschaltet. Beschlossen ist auch, dass zusätzliche Kohlekraftwerke bereitstehen sollen, befristet bis 31. März 2024. Das ist möglich, weil einige Kapazitäten mit dem Kohleausstieg in den letzten Jahren in die Netzreserve überführt wurden und somit grundsätzlich einsatzbereit sind. Der Gasverbrauch in der Stromerzeugung könnte so weiter reduziert und eventuelle Notstände kompensiert werden - auf Kosten der CO2-Bilanz.

Experten bewerten: Wie wahrscheinlich ist ein Blackout?

Ein Sprecher der Bundesnetzagentur äußert auf Nachfrage von ARD alpha keine größere Besorgnis: "Dass der Umbau des Stromversorgungssystems auf Erneuerbare eine Herausforderung ist, ist klar. Wir sehen aber deutlich, dass der Ausbau der Erneuerbaren keine Beeinträchtigung der sicheren Stromversorgung nach sich zieht. Dafür gibt es sehr viele Schutzmechanismen, um großflächige Ausfälle zu vermeiden. Und dann gibt es auch Mechanismen, um eine schnelle Wiederherstellung der Stromversorgung gewährleisten zu können."

Dominik Möst, Professor für Energiewirtschaft an der TU Dresden, bestätigt diese Einschätzung weitestgehend: "Das Risiko für einen Blackout schätze ich weiterhin als gering ein. Die Unternehmen in Deutschland sind sehr professionell. Dennoch kann man sich immer Szenarien ausmalen, die zu einem Blackout führen. Dies gilt natürlich auch unabhängig von den aktuellen Entwicklungen."

ARD Wissen: Deutschlands Kritische Infrastrukturen

Deutschland ist durchzogen von komplexen Netzen, die unser tägliches Leben bestimmen: Stromnetze, Kabel, Schienen, Straßen. Das Zusammenspiel dieser Lebensadern bestimmt, wie wir wohnen, kommunizieren, arbeiten oder reisen. Wie wichtig diese Infrastruktur für unsere moderne Welt ist, merken wir erst, wenn sie ausfällt, etwa, weil Teile davon zerstört oder sabotiert wurden. Wie sicher sind unsere Kritischen Infrastrukturen allgemein und unsere Energieversorgung im Speziellen? Wie leicht kann sie sabotiert werden?

Mit dem Zweiteiler "Deutschland im Ernstfall" startet das neue Format ARD Wissen (montags, 22:50 Uhr im Ersten). Beide Folgen sind jetzt in der Mediathek verfügbar.

Folge 1: "Deutschland im Ernstfall – Wie schützen wir unsere Infrastruktur?"
Folge 2: "Deutschland im Ernstfall – Wie sicher ist unsere Energieversorgung?"

Quellen und Sendungen: Quellen und Sendungen zum Thema Blackout