Definition & Ursache
Hinweis: Es gibt keine einheitliche Blackout-Definition. Viele Definitionen beruhen im Wesentlichen auf den Auswirkungen (lang andauernd, großflächig, etc.), wir beziehen uns bei unserer Definition auf die Ursachen.
Ein Blackout ist der Zusammenbruch des Übertragungsnetzes oder eines erheblichen Teils davon mit anschließender Spannungslosigkeit (Schwarzfall). Ursache ist eine erhebliche Mehr- oder Minderleistung auf Erzeugungs- oder Verbraucherseite (=eines Ungleichgewichts an Erzeugungs- und Verbrauchsleistung) oder Störung im Übertragungsweg, wodurch bestimmte Netzparameter (v.a. Netzfrequenz) die als sicher definierten Grenzwerte überschreiten und zur Abschaltung der Erzeugungsanlagen führen. Auslöser können beispielsweise sein:
- Kraftwerksausfall
- Überlastung/Ausfall von Leitungen (z.B. durch Witterungseinflüsse)
- Schaltfehler
- Ausfall eines großen Verbrauchers (z.B. einer Stadt)
- Sabotage
Im Normalbetrieb wird das Stromnetz nach dem „n-1“-Kriterium betrieben, das bedeutet, dass das Netz auch dann in einem sicheren Betriebszustand verbleibt, wenn ein beliebiges Betriebsmittel ausfällt. Zu einem Blackout kann es daher nur kommen, wenn von diesem Zustand abgewichen wird, mehrere Störungen zeitlich zusammentreffen oder eine Störung den Ausfall eines weiteren Betriebsmittels verursacht („kaskadierende Störungen“).
Folgen & Beeinträchtigungen
Unmittelbare Folge ist die großräumige Abschaltung von Erzeugungsanlagen und damit Stromausfall in weitreichenden Gebieten. Mittelbar sind durch den Stromausfall sämtliche Akteure von Staat, Wirtschaft und Gesellschaft in diesem Areal betroffen. Die Beeinträchtigung verstärkt sich in Sektoren, die stark von anderen betroffenen Sektoren abhängen.
Primäre Folgen (Beispiele):
- Haushalte: Ausfall der Beleuchtung, von Koch- und Kühlgeräten, der Kommunikation, der Informations- und Unterhaltungsmedien, der Heizung und der Wasserversorgung, Steckenbleiben von Fahrstühlen
- Staat und Verwaltung: Ausfall von Alarmierungs- und Kommunikationsmitteln und informationstechnischen Systemen, Überlastung von Feuerwehr und Sicherheitsbehörden, Personalmangel
- Informations- und Kommunikationswesen: Ausfall von Telefon und Internet zum Teil sofort, zum Teil nach Minuten, Überlastung des Mobilfunks, Ausfall des Notrufs
- Handel und Dienstleistung: Ausfall von Licht, elektrischen Türen, Kühlung, Kassensystemen
- Finanzwesen: Ausfall des elektronischen Zahlungs- und Geldverkehrs, Ausfall von Geldausgabeautomaten
- Transportwesen: Ausfall elektrisch betriebener Verkehrsmittel (v.a. Bahnen), Blockade von Strecken durch liegengebliebene Bahnen, Ausfall von Ampeln und Signalanlagen, Ausfall der Treibstoffversorgung
- Gesundheitswesen: Ausfall praktisch sämtlicher ambulanten Versorgungseinrichtungen inkl. Praxen und Apotheken, Teilausfall von Krankenhäusern, Ausfall elektrisch betriebener Hilfsmittel zu Hause und in Pflegeeinrichtungen, Zusätzliches Patientenaufkommen aufgrund von Verkehrsunfällen
- Produzierendes/Verarbeitendes Gewerbe: Weitreichender Stillstand von Industrie- und Produktionsbetrieben
- Ernährung, Tierhaltung und Landwirtschaft: Ausfall von Lüftungsanlagen in der Massentierhaltung, von Kühl- und Melkanlagen in der Milchwirtschaft, Produktions- und Verarbeitungsanlagen in der Nahrungsmittelindustrie
- Industrie und Handwerk: Weitgehender Stillstand aufgrund von ausgefallenen Anlagen, fehlenden Betriebsmitteln und Material sowie fehlendem Personal
Sekundäre Folgen (Beispiele):
- Ausbleiben von Personal aufgrund eigener Betroffenheit und fehlender Transportmittel
- Beeinträchtigung der Nahrungsversorgung durch verendetes Nutzvieh (Milch und Fleisch) und eingegangene Pflanzen
- Beeinträchtigung der öffentlichen Sicherheit und Ordnung
- Übersterblichkeit aufgrund mangelnder medizinischer Versorgung und Hygiene
- Zusammenbruch von Lieferketten
- Schäden an Produktionsanlagen, IT-Hardware
- Kurzarbeit, Insolvenzen, Wirtschaftskrise, Arbeitslosigkeit
Verlauf
Nach dem Blackout ist das betroffene Stromnetz spannungslos („Schwarzfall“). Ausgehend von Kraftwerken, die ohne fremde Stromversorgung anfahren können („schwarzstartfähige Kraftwerke“) erfolgt der Netzwiederaufbau. Kraftwerke werden langsam hochgefahren und schrittweise Verbraucher zugeschaltet. Da sich Erzeugung und Verbrauch stets in der Waage halten müssen, gestaltet sich der Netzaufbau schwierig, da die Last eines Netzabschnitts durch Effekte wie den Einschalt-Rush („Inrush Current“) bei Transformatoren oder die Anlaufströme von Kompressoren in Kühlgeräten oder Kondensatoren in Netzteilen („Cold Load Pickup“) kurzzeitig ein vielfaches des gewöhnlichen betragen kann und zur Überlastung bzw. Auslösen des Netzschutzes führen kann. Experten rechnen mit rund einer Woche, bis die Stromversorgung wieder hergestellt ist.
Daran schließt sich eine Reparatur- und Anfahrphase der Infrastruktur-Unternehmen an. Sofern keine Nachbetankung von Notstromanlagen möglich war, ist bei Überschreiten der Auslegungszeit von meist 48- oder 72-Stunden mit Hardwareschäden und Datenverlust durch Systemcrash zu rechnen. Diese Fehler müssen behoben werden, um die nötige Infrastruktur für die Produktions- und Lieferketten wieder verfügbar zu haben.
Erst nach Wiederherstellung der Infrastruktur werden Produktionsbetriebe wieder angefahren und Logistikprozesse neu gestartet werden können, sodass mit mindestens zwei Wochen gerechnet werden muss, bis die reguläre Versorgung der Bevölkerung wieder einsetzt.
Empfehlungen & Vorsorgemaßnahmen
Bei einem Blackout-Szenario kann aufgrund der großräumigen Betroffenheit mit staatlicher Hilfe für den Einzelnen nicht gerechnet werden. Da bis zur Wiederherstellung der Stromversorgung mehrere Tage vergehen können und danach noch weitere Zeit vergehen wird, bis die grundlegende Versorgung wiederhergestellt worden ist, sollte jeder einen Notvorrat für einen Zeitraum von mindestens zwei Wochen vorhalten.
In den ersten Tagen bis Wochen muss die Versorgung selbst bzw. in der Familie oder Nachbarschaft organisiert werden. Daher ist es empfehlenswert, bereits im Vorfeld die Familie und Nachbarn zu informieren und Absprachen zu treffen.