Stromausfall in der ganzen Stadt, keine Lichter, keine Elektrizität, keine Kommunikation. Tankstellen ohne Sprit, Supermärkte geschlossen, die Wasserversorgung eingestellt. Ein solches Szenario – ein großflächiger Blackout – bringt gravierende Folgen mit sich. Doch was passiert, wenn dieser Ernstfall eintritt? An der Bergischen Universität Wuppertal wurde nun ein Konzept vorgestellt, das zeigt, wie sich kritische Infrastrukturen im Falle eines Blackouts retten lassen. Es bietet einen Lösungsansatz, der als Blaupause für andere Städte dienen soll, um sich ebenfalls auf den Totalausfall vorzubereiten.
Der Workshop an der Universität, zu dem Teilnehmer aus Deutschland, Österreich und der Schweiz gekommen waren, stellte die Ergebnisse des dreijährigen Forschungsprojektes „SiSKIN“ (Großflächiger Stromausfall – Möglichkeiten zur Teilversorgung von kritischen Infrastrukturen) vor. Ziel des Projekts war es, Konzepte zu entwickeln, wie sich im Falle eines großflächigen Stromausfalls kritische Infrastrukturen wie Krankenhäuser, die Wasserversorgung und die Feuerwehr über einen längeren Zeitraum mit Notstrom versorgen lassen. Die Forscher haben dafür ein Notversorgungskonzept entwickelt, das sich auf bestehende städtische Energiequellen stützt.
Die Vorzeichen eines Blackouts sind in den vergangenen Jahren deutlicher geworden – durch die zunehmende Zahl von Extremwetterereignissen, geopolitische Spannungen und vor allem Cyberangriffe steigt die Wahrscheinlichkeit, dass das Stromnetz überlastet wird oder zusammenbricht. „Die wahre Gefahr geht von Hackern aus, die in unser Versorgungssystem eindringen könnten“, warnt Markus Zdrallek vom Lehrstuhl für Elektrische Energieversorgungstechnik. Ein Beispiel dafür lieferte der große durch einen Hackerangriff verursachte Stromausfall, der 2015 in der Ukraine 230 000 Menschen ohne Strom setzte.
Die Lösung, die in Wuppertal erarbeitet wurde, beruht auf der Nutzung von städtischen Energiequellen wie dem Müllheizkraftwerk, das in der Lage ist, etwa 10 bis 15 Prozent des normalen Strombedarfs zu decken. „Die Idee ist nicht, die komplette Stadt zu versorgen, sondern nur die unbedingt notwendigen Infrastrukturen“, erklärt Zdrallek. So könnte etwa die Wasserversorgung für 24 bis 36 Stunden aufrechterhalten werden, die Feuerwehr versorgt und ausgewählte Tankstellen in Betrieb gehalten werden. Ein solches „Inselnetz“ könnte Wuppertal im Falle eines großflächigen Stromausfalls für mehrere Tage absichern.
Lösung für Wuppertal und Leverkusen als Leitfaden
„Wir haben kritische Infrastrukturen in Wuppertal und Leverkusen identifiziert und priorisiert“, so Giuseppe Puleo, wissenschaftlicher Mitarbeiter des Lehrstuhls für Elektrische Energieversorgungstechnik der Universität. Im nächsten Schritt wurden Notfallnetze in den Verteilnetzen der beiden Städte geplant, dann zunächst am Computer simuliert. In Zusammenarbeit mit den Stadtwerken Wuppertal (WSW) und den Verteilnetzbetreibern von Leverkusen wurden die Notversorgungslösungen in mehreren Praxisversuchen getestet, ohne den Normalbetrieb zu stören. Bei diesen Versuchen wurde unter anderem überprüft, wie das städtische Stromnetz in einen Notbetrieb umgeschaltet werden kann. „Unsere Tests haben gezeigt, dass die Stadt in der Lage ist, wichtige Infrastrukturen über ein Notfallnetz zu versorgen“, sagt Zdrallek. Zum Beispiel decke das Behältervolumen den Wasserbedarf für einen Tag lang. „Bei einem längeren Stromausfall ist das Inselnetz des Heizkraftwerks integriert“, ergänzt Dirk Aschenbrenner, Abteilungsleiter Netzführung Strom von den WSW.
Das Ziel des Workshops war es, dieses Konzept weiter zu optimieren und einen Leitfaden zu entwickeln, der anderen Städten hilft, sich auf mögliche Krisenszenarien vorzubereiten. Während die Notfallversorgung auf städtischen Eigenanlagen basiert, werden auch alternative Energiequellen wie Windkraft und Photovoltaikanlagen in Betracht gezogen. In Zukunft könnte das Netz so verbessert werden, dass es bei Bedarf auf diese Quellen zurückgreifen kann – tagsüber durch die Nutzung von Solarstrom und nachts durch die Reduzierung der Last.
