Sind Blackouts in Deutschland wahrscheinlich? | Blackout | bpb.de

Deutschland hat eines der weltweit stabilsten elektrischen Energiesysteme. Selbst kleinere Stromunterbrechungen sind im Alltag eher ungewöhlich: 2022 betrug die durchschnittliche Ausfallzeit gerade einmal 12 Minuten und 12 Sekunden. Auch im gesamten europäischen Verbundnetz ist die Qualität der Stromversorgung hoch. Dennoch kommen immer wieder Ängste vor einem Blackout auf, die teilweise medial und politisch geschürt werden. Ausgelöst wurden solche Sorgen zuletzt im Winter 2022/23 durch den Angriffskrieg Russlands gegen die Ukraine und die dadurch entstandene Gasknappheit. Doch sind Blackouts in Deutschland tatsächlich eine reale Gefahr?

Zur Beantwortung dieser Frage ist es zunächst wichtig, den schillernden Begriff „Blackout“ einzuordnen. Ein Blackout ist ein großer Stromausfall – aber nicht jeder Stromausfall ist ein Blackout. Zwar gibt es keine einheitliche Definition dafür, ab welcher räumlichen Ausdehnung und Dauer man von einem Blackout spricht, doch müssen zumindest die folgenden drei Merkmale gleichzeitig erfüllt sein:

• Der Stromausfall ist so großflächig, dass das betroffene Gebiet nicht mehr ausreichend durch die angrenzenden nicht betroffenen Gebiete versorgt werden kann.

• Der Stromausfall dauert so lang, dass er schwerwiegende gesellschaftliche und ökonomische Schäden verursacht.

• Der Stromausfall ist ungeplant. Die für die sichere Stromversorgung zuständigen Netzbetreiber verlieren zumindest eine Zeit lang die Kontrolle über das Geschehen im Stromnetz.

Einen Blackout in diesem Sinne hat es im Nachkriegsdeutschland bisher nicht gegeben. Sollte jedoch ein solcher Fall eintreten, hätte er – abhängig von seiner Dauer und räumlichen Ausdehnung – mitunter gravierende Folgen für die Gesellschaft: Bereits nach einigen Stunden könnten erhöhte Todes- und Verletztenzahlen auftreten, weil Rettungsdienste oder die Polizei ohne funktionierendes Telefonnetz nicht gerufen werden könnten. Nahrungsmittel für Kleinkinder können nur noch eingeschränkt bereitgestellt werden. Krankenhäuser verfügen über eine Notstromversorgung mit Batterien beziehungsweise Dieselgeneratoren, die einen Stromausfall für eine begrenzte Dauer überbrücken können. Nach mehr als 24 Stunden wären die meisten Einrichtungen jedoch nur noch bedingt handlungsfähig, und Patient*innen müssten in Krankenhäuser verlegt werden, die die Notstromversorgung länger aufrechterhalten können.

Nach mehr als 24 Stunden wäre auch die Lebensmittelversorgung deutlich eingeschränkt. Bei einem mehrtägigen Stromausfall käme es zu gehäuften Todesfällen in Pflegeheimen – unter anderem, weil die Versorgung mit Medikamenten eingeschränkt ist, Bewohner*innen unterkühlen und Pflegekräfte nicht mehr zur Arbeit kommen können, wenn die öffentliche Verkehrsinfrastruktur und Tankstellen nicht mehr betrieben werden können. In landwirtschaftlichen Betrieben würde ein Massensterben von Nutztieren beginnen. Nicht zuletzt wären die ökonomischen Schäden enorm: Ein deutschlandweiter Stromausfall würde Schätzungen zufolge einen Schaden von 0,6 bis 1,3 Milliarden Euro pro Stunde verursachen. Selbst wenn die Stromversorgung nach einigen Tagen wieder funktionieren würde, könnten gesellschaftliche Auswirkungen auch lange nach der Störung bestehen bleiben, da die Schäden des Blackouts nicht unmittelbar behoben werden können.

Aber: Die hier skizzierten Folgen treten nicht bei kurzen und räumlich begrenzten Stromausfällen auf. Mehrstündige Stromausfälle, die auf ein kleines Gebiet, zum Beispiel wenige Straßenzüge, beschränkt sind, treten in Deutschland fast täglich auf. Sie treffen den Einzelnen nur selten und bleiben vom nicht betroffenen Teil der Bevölkerung meist unbemerkt. Häufig ist die Ursache, dass bei Bauarbeiten ein Stromkabel beschädigt wird. Zwar verursachen auch solche kleineren Stromausfälle Komforteinbußen und in gewissem Umfang auch wirtschaftliche Verluste, ihre Folgen sind aber überschaubar und nicht mit jenen eines Blackouts vergleichbar. Angrenzende Gebiete können die Versorgung in der Regel aufrechterhalten.

Ursachen für Blackouts und Stromausfälle

Gleichzeitiges technisches Versagen einer Vielzahl von Betriebsmitteln der Stromversorgung – Leitungen, Transformatoren, Schaltanlagen oder Kraftwerke –, Wetterextreme, hohe Krankenstände aufgrund einer Pandemie, menschliches Versagen und Sabotage, Terrorismus oder Kriege können zu größeren Stromausfällen oder, im schlimmsten Fall, zu einem Blackout führen. So ist es im europäischen Verbundnetz unter anderem 2003 und 2006 zu gravierenden Stromausfällen gekommen. In beiden Fällen spielte menschliches Versagen eine entscheidende Rolle. In Deutschland brachen im Winter 2005 Strommasten in Münster unter der Schneelast zusammen – die Menschen in der Region waren zum Teil mehrere Tage ohne Strom. In der Ukraine führte ein Cyberangriff im Dezember 2015 zu einem mehrstündigen Stromausfall, von dem mehrere hunderttausend Menschen betroffen waren. Doch in all diesen Fällen kam es aufgrund der verhältnismäßig kurzen Dauer oder der begrenzten Region nicht zu den oben beschriebenen extremen Folgen.

Blackout in Deutschland?

Aktuell ist in Deutschland das Risiko eines Blackouts aufgrund einer Unterversorgung mit Energie gering. Selbst im Worst Case, wenn der Leistungsbedarf die verfügbare Kraftwerksleistung im Inland tatsächlich übersteigen würde und das Defizit auch nicht durch Importe aus den Nachbarländern gedeckt werden könnte, würde dies nicht zu einem Blackout führen. Die Netzbetreiber, denen diese Mangellage auf Basis von Prognosen und wegen der europäischen Abstimmungsprozesse im Regelfall spätestens 24 Stunden vorher bekannt wäre, würden dann zunächst wenige industrielle Großverbraucher abschalten. Man spricht hier auch von einem kontrollierten „Brownout“. Sollte dies nicht ausreichen, würden sie durch eine abwechselnde, zeitlich vorab klar begrenzte Abschaltung von Netzgebieten, die sogenannte rollierende Abschaltung, einen Blackout vermeiden.

Was ist für die Zukunft zu erwarten? Im Zuge der Energiewende wird und muss sich die Stromversorgung zügig ändern – um die Energieversorgung zu dekarbonisieren, aber auch, um die Abhängigkeit von Energieimporten wie etwa Erdgas zu verringern. Eine hohe Anzahl an Windenergie- und Photovoltaikanlagen liefert dann den Großteil der Energie und ersetzt die fossilen und nuklearen Großkraftwerke. Dass dies nicht zwangsläufig zu Einbußen bei der Versorgungsqualität führt, zeigen die vergangenen 30 Jahre: Im Zuge des Ausbaus der erneuerbaren Energien auf 45 Prozent der Nettostromerzeugung hat sich die Versorgungsqualität nicht verringert.

Im Unterschied zur Gegenwart wird zukünftig das Zusammenspiel einer Vielzahl von kleinen, dezentralen Erneuerbare-Energie-Anlagen (EE-Anlagen) und Energiespeichern eine zuverlässige Stromversorgung sicherstellen. Zudem kommen weitere Akteure hinzu: Gegenwärtig wirken vor allem die Erzeuger großer Leistungsmengen, also Betreiber von Großkraftwerken oder einer großen Anzahl von EE-Anlagen, sowie Netzbetreiber und Betreiber großer Energiebörsen auf die Stabilität des Energiesystems ein. In Zukunft werden auch andere Akteure eine Rolle spielen, zum Beispiel Betreiber von Ladeinfrastrukturen, Prosumer, Unternehmen, die sich auf die Bündelung und Vermarktung von Flexibilitäten als Dienstleistung fokussiert haben, sogenannte Aggregatoren, oder Betreiber von Softwareplattformen wie Fahrzeughersteller oder Smart-Home-Serviceanbieter. Die Koordination der vielen Anlagen und Betreiber lässt sich nur mittels Automatisierung und Digitalisierung bewerkstelligen.

Klar ist: Die geschilderte Dezentralisierung und die zunehmende Digitalisierung des Energiesystems wirken sich auch auf das Risiko eines Blackouts aus. Einige Risiken werden durch den Umbau des Energiesystems verringert. So reduziert der Ausbau der erneuerbaren Energien die Abhängigkeit von Importen fossiler Energieträger und hilft so maßgeblich bei der Erhöhung der Versorgungssicherheit. Und die dezentralere Struktur des zukünftigen Energiesystems reduziert die Abhängigkeit von Großanlagen, die Ziel eines physischen Angriffs oder Sabotageakts werden können. Digitalisierung trägt dazu bei, das Zusammenspiel der verschiedenen Anlagen und Betreiber zu optimieren: Sie ermöglicht es, umfangreiche Daten zum Zustand des Energiesystems zu erheben, auszuwerten und mit anderen relevanten Akteuren zu teilen und erleichtert dadurch ein abgestimmtes, schnelles und zielführendes Vorgehen im Falle einer Störung.

Es gibt aber auch Risiken, die im zukünftigen System relevanter werden. Die aktuellen Gesetze und Verordnungen zur Sicherung der Stromversorgung gehen auf diese Veränderungen noch nicht ausreichend ein. Mögliche neue oder unter diesen Bedingungen verschärfte Risikoursachen für einen Blackout sind die Folgenden:

• Kleine, aktiv steuerbare Erzeugungs- und Speicheranlagen werden zukünftig systemrelevant für die Energieversorgung. Werden sie mittels Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) zeitgleich angesteuert und zum Beispiel je nach Bedarf an- oder abgeschaltet, kann dies zur Stabilisierung des Netzes beitragen; bei bösartiger Absicht oder im Fehlerfall kann das unerwünschte zeitgleiche An- und Abschalten einer großen Zahl von Anlagen aber auch zur Destabilisierung führen. Gleiches gilt für elektrische Verbraucher, vom Fahrzeug über die Wärmepumpe bis zum Kühlschrank, die zunehmend durch das Internet ansprechbar werden.

• Fehlfunktionen in den Systemen der IKT können zu massiven Bedrohungen führen und sie anfällig für Cyberattacken machen. Mögliche Ziele wären Hersteller von Wechselrichtern für EE-Anlagen, um über die ans Internet angeschlossenen Wechselrichter Zugriff auf die EE-Anlagen zu erlangen. Auch Angriffe auf Betreiber von IT-Plattformen, auf denen eine ausreichend große Leistungsmenge kommunikationstechnisch angesteuert werden kann, oder eine Attacke, die sich direkt auf eine sehr große Anzahl dezentraler Anlagen richtet, wären denkbar. So könnten Sabotagen auf die Stromversorgung koordiniert werden, die sich von bekannten Störungen stark unterscheiden.

• Die erhöhte Komplexität des künftigen Energiesystems wird es schwieriger machen, das Netzgeschehen zu analysieren. Das hat auch Folgen für den operativen Netzbetrieb. Werden in Zukunft Anlagen und Geräte mehr und mehr digital angebunden und durch Algorithmen gesteuert, häufig unter Nutzung Künstlicher Intelligenz, könnten Verhaltensmuster gebildet werden, die nicht vorhersehbar sind, etwa ein synchronisiertes An- oder Abschalten von Geräten. Man spricht hier auch von einem „emergenten Verhalten“.

• Neue Ungewissheiten erschweren es, ein zukunftssicheres elektrisches Energieversorgungssystem optimal zu planen und umzusetzen. Technischer Aufbau, Prozesse, Richtlinien, Standards und Regulierung werden immer auf Grundlage von expliziten und impliziten Annahmen über die Zukunft erschaffen oder angepasst – die europäische Energiezukunft birgt jedoch einige Ungewissheiten, die sich als problematisch erweisen könnten. Dies gilt insbesondere, wenn bei der Weiterentwicklung des Energiesystems sogenannte Pfadabhängigkeiten geschaffen werden, also durch einmal getroffene Entscheidungen Hürden aufgebaut werden, die den späteren Umstieg auf eine andere Option erschweren oder verhindern. Diese könnten eine spätere Anpassung an überraschende Entwicklungen erschweren, weil zum Beispiel langwierige Umrüstungsprozesse notwendig wären.

Um das zukünftige klimafreundliche, dezentralisierte und digitalisierte Energiesystem möglichst widerstandsfähig und versorgungssicher zu gestalten, gilt es, den oben genannten Risikoursachen aktiv zu begegnen und nicht abzuwarten, bis der Fall der Fälle eingetreten ist. Dennoch bleibt das Restrisiko eines mehrtägigen großflächigen Blackouts auch in einem widerstandsfähigen Energiesystem immer bestehen und muss daher in Konzepten des Katastrophenschutzes berücksichtigt werden.

Handlungsfelder für Politik und Gesellschaft

Das heutige Energiesystem ist deshalb so sicher und zuverlässig, weil umfangreiche Risikoanalysen, Erfahrungswissen und Lehren aus der Vergangenheit genutzt wurden, um Schwachstellen zu beseitigen. Der wichtigste Baustein ist dabei Redundanz: Es bestehen erhebliche Überkapazitäten bei den Kraftwerken, die Übertragungsnetze sind nach dem „n-1-Prinzip“ ausgelegt – es gibt also immer eine Leitung mehr, als im ungestörten System gebraucht wird, damit bei Ausfall einer Leitung eine Ersatzleitung zur Verfügung steht. Zusätzlich sind Betriebsmittel so dimensioniert, dass sie im Normalbetrieb deutlich unter dem erlaubten Maximum ausgelastet werden. Ein weiterer Baustein sind die Reserveleistungen, die teilweise europaweit und teilweise national organisiert sind. Teile der Reserveleistung werden dabei bewusst auch ohne digitale Kommunikation bereitgestellt. Zudem sind die nationalen Verteilnetze größtenteils unterirdisch verlegt, was zwar teuer ist, aber zum Beispiel zu einer wesentlich höheren Robustheit gegenüber Extremwetter führt, als dies etwa aus den USA bekannt ist.

Jedoch müssen die bisherigen Ansätze ergänzt werden, um auch die zukünftigen Blackout-Risiken bewältigen zu können. In solchen Situationen hat sich das Konzept der Resilienz bewährt: Ziel ist es, auch solche Störereignisse mit möglichst geringem Schaden zu überstehen, deren verlustfreie Abwehr nicht vorab geplant und im Systemdesign berücksichtigt werden kann. Eine resiliente Stromversorgung besitzt die Fähigkeit, ein Störereignis unbeschadet abzufangen oder zumindest in kurzer Zeit mit möglichst geringem Schaden und zu vertretbaren Kosten wieder in den normalen Betriebszustand zurückzukehren – sogar, wenn das Ereignis überraschend oder neuartig ist.

Die genannten Risikoursachen spielen gegenwärtig noch eine geringe Rolle, werden in Zukunft aber deutlich zunehmen. Deshalb gilt es, potenziellen Risiken durch wirksame Maßnahmen bereits jetzt zu begegnen und vorzusorgen. Aktivitäten in den folgenden vier Handlungsfeldern können dazu beitragen.

• Dezentralität nutzen: Dezentrale Anlagen wie Windräder, Photovoltaik oder Batteriespeicher können dazu beitragen, dass Störereignisse keine oder deutlich weniger gravierende Auswirkungen haben. Im Falle eines größeren Stromausfalls können sie im Notbetrieb eine regionale Versorgung innerhalb eines Netzgebietes im sogenannten Inselbetrieb sicherstellen. Es könnten zum Beispiel Teile kritischer Infrastrukturen wie Krankenhäuser oder Rettungsdienste bevorzugt mit Strom versorgt werden, bis die allgemeine Stromversorgung wieder hergestellt ist. Um diesen systemdienlichen Einsatz dezentraler Anlagen zu ermöglichen, sind sowohl Forschung und Entwicklung als auch neue gesetzliche Regelungen, technische Prozesse und Standards erforderlich.

• Sichere und sichernde Digitalisierung gestalten: Auf europäischer und nationaler Ebene gibt es bereits umfangreiche Maßnahmen zur Erhöhung der IT-Sicherheit. Diese sollten auf ihre Effizienz und Effektivität bezüglich der Resilienz des Energiesystems geprüft und durch weitere Maßnahmen ergänzt werden, falls sie bestimmte Risiken nicht abdecken. Gesetzliche Vorgaben zur IT-Sicherheit sollten auch auf Akteure zielen, die nicht der eigentlichen Energieversorgung zuzurechnen sind, aber einen großen Einfluss auf die Sicherheit der Stromversorgung haben könnten, etwa Hersteller von E-Fahrzeugen oder Smart-Home-Systemen.

• Öffentlichkeit einbinden: Im zukünftigen Energiesystem werden Privatakteure eine viel aktivere Rolle einnehmen: Als Prosumer können sie ihren Verbrauch und gegebenenfalls die Einspeisung ins Netz aktiv managen und so zur Steigerung der Resilienz beitragen. Dafür ist gesellschaftlich zu verhandeln, inwieweit beispielsweise Netzbetreiber zur Stabilisierung der Versorgung auf Prosumer-Anlagen zugreifen dürfen und welche Daten in Haushalten erhoben werden sollten, um Verbrauchsprognosen zu verbessern. Regeln und Anreize hierfür sollten in transparenten Verfahren mit Beteiligungsmöglichkeiten für Bürger*innen erarbeitet werden.

• Resilienzstrategie mit Monitoring: Ein institutionalisiertes, unabhängiges Monitoring sollte regelmäßig evaluieren, ob sich die verfolgte nationale Resilienzstrategie als effektiv, effizient und weiterhin adäquat erweist und ob während der Umsetzung unerwünschte Pfadabhängigkeiten oder unerwünschte Nebeneffekte entstanden sind. Als notwendige Voraussetzung braucht es hierfür einen möglichst europäisch abgestimmten Ordnungsrahmen, der es erlaubt, Resilienz zu quantifizieren.

Um die Stromversorgung auch zukünftig auf gewohnt hohem Niveau halten und Blackouts vermeiden zu können, gilt es, die Entwicklung verschiedener Risikoursachen sorgfältig im Blick zu behalten. So ist insbesondere das Ineinandergreifen von Dezentralisierung durch die Energiewende und Digitalisierung eine Weiterentwicklung des Energiesystems, die es aufmerksam zu begleiten gilt. Richtig umgesetzt, wird eine aktiv gestaltete Digitalisierung in Verbindung mit dezentralen erneuerbaren Energien die Resilienz des Systems sogar erhöhen und somit die Blackout-Gefährdung weiter verringern.