Das Hertz im Stromnetz

Zu Beginn der Elektrifizierung zählte die Schweiz überschaubare 77831 «elektrische Glühlichter», heute sind es Myriaden, zusammengehalten von einem einzigen Netz. Wie ist dieses gestrickt, damit auch morgen noch genug Spannung drauf ist?
27. Mai 2017, 06:00
Marc Gusewski

Wenn die Lichter ausgehen: Am 13. Juli 1977 traf in New York Technikversagen auf gesellschaftliche Unrast. Zwei Blitzeinschläge legten die Versorgung für 25 Stunden lahm. Neben der schon schwierigen Abwesenheit von Strom hatte dies fatale Folgen auf die Sicherheit. Es kam zu Plünderungen, Häuser gingen in Flammen auf, 3800 Personen wurden festgenommen. Es war weder der erste noch der letzte und auch nicht der grösste, aber der folgenreichste Blackout, der die negativen Folgen eines Stromausfalls spiegelte.

Szenenwechsel; Laufenburg im Aargau, ein paar hundert Meter abseits eines der grössten schweizerischen Flusskraftwerke am Rhein, steht auf einer Hangkante der Zweckbau der nationalen Stromnetzgesellschaft Swissgrid: Ihr Geschäftsleiter Yves Zumwald kämpft dort mit immer kleineren Reservekapazitäten, da der Netzausbau seit Jahrzehnten stockt: «Die letzten Winter waren eine Herausforderung», bilanziert er. Wenn das Netz aus dem Ruder gerät, droht stets der Blackout, im besten Fall lokal, im schlechtesten national. 

Das Nervenzentrum der Stromversorgung

An elf Arbeitsplätzen mit 55 Bildschirmen auf über 400 Quadratmetern und einer Grossleinwand laufen die Informationen aus dem schweizerischen Übertragungsnetz zusammen. Swissgrid kontrolliert dabei «nur» die rund 6700 Kilometer, die sogenannten «Stromautobahnen», die für den nationalen Energieverkehr wichtig sind, die mit 380 000 und 220 000 Volt Spannung betrieben werden. Swissgrid misst alleine in ihrem Bereich permanent 40000 Datenpunkte und verarbeitet diese unglaublichen Datenmengen, um die Übersicht zu bewahren. 

Insgesamt zählt das Verteilnetz vom Kraftwerk bis zum Verbraucher circa eine Viertelmillion Kilometer, dies auf sieben Stufen, wobei die sechste und siebte den Endverbrauchern vorbehalten sind. 700 Endverteiler, Regional-, Stadt- und Lokalwerke sind darum besorgt. Die Energie steuern 200 grössere Kraftwerke bei, Speicher und Flusskraftwerke, indes 40 Prozent aus den fünf Atomkraftwerken in Beznau, Gösgen, Leibstadt und Mühleberg gezogen werden. Insgesamt beansprucht Elektrizität ein ­Viertel des schweizerischen Gesamtenergieverbrauchs, die Mehrheit geht aufs Konto von Brenn- und Treibstoff aus Erdöl und Erdgas. 

Die Branche beschäftigt 22000 Fachkräfte. Sie sorgen dafür, dass das Netz stets richtig tickt: Die Stromversorgung wird mit einer sogenannten Frequenz von 50 Hertz betrieben, benannt nach dem Physiker Heinrich Hertz. Die Hertz sind die Fieberkurve des Systems: Laufend werden Kraftwerke zu- und abgeschaltet, um die Balance zu 

halten. Hier kommen die Pumpspeicherkraftwerke in den Alpentälern ins Spiel. Die Laufenburger lassen diese hoch- oder runterfahren. Wenn die Pumpen angeworfen werden, verbrauchen sie so viel Strom wie Städte. Zehntausende von Schalthandlungen der Pumpspeicher werden jährlich vorgenommen, damit die Lichter anbleiben. Die Pumpspeicher sind auch ein Trumpf der Stromhändler. Wenn Strom knapp wird, steigt der Preis. 

Herausforderung Energieflüsse

Eine zusätzliche Herausforderung sind die grossen Mengen an Strom, welche über die Landesgrenzen hinaus fliessen. Annähernd so viel Strom wie die Schweiz jährlich verbraucht, wird über die Grenzen hinweg über die Leitungen transportiert, zumeist von Norden nach Süden, von Deutschland und Frankreich nach Italien. Kein anderes Land ist so verzahnt mit den Nachbarn, wie Swissgrid-CEO Zumwald regelmässig betont. Das heisst auch, dass zusätzlich Störungen im europäischen Netz von den Schweizern mit aufgefangen werden müssen, zum Beispiel wenn in Frankreich AKW ausfallen oder in Deutschland plötzlich viel Strom aus Windenergie ins Netz eingespeist wird. 

Im Jahr 1892 registrierte die Schweiz 77831 «elektrische Glühlichter», heute kann man sie nicht mehr zählen, eine oder zwei Milliarden, wer weiss? Aber wie bei keiner zweiten kritischen Infrastruktur, wie Stromnetze in jüngster Zeit versorgungstechnisch benannt werden, durchmischen sich hier Vergangenheit und Gegenwart. 

Von 1880 bis 1910 war Strom dezentral aufgebaut: Angefangen beim Glarner Textilindustriellen Friedrich Wilhelm Schindler-Jenny, der 1893 mit der in Bregenz fabrizierten ersten «vollelektrischen Küche» der Welt Furore machte, bis zum St. Galler Wasserbauingenieur Louis Kürsteiner, der neben seinen Arbeiten am Panamakanal in Kubel bei St. Gallen das erste Speicherkraftwerk zum Laufen brachte, stets war der engste Umkreis angedacht.

Nachhaltige und innovative Technologien wie Photovoltaikanlagen und Windkraftwerke bringen die Erzeugung heute wieder zu den Leuten zurück. Das Zusammenspiel der dezentralen kleinen und der zentralen grossen Kraftwerke wird dafür sorgen, dass die gewohnt grosse Versorgungssicherheit auch in Zukunft gewährleistet werden kann.

 

Eine leise Revolution

Die nationale schweizerische Stromgesellschaft Swissgrid existiert erst seit zehn Jahren. Zuvor war das nationale Stromnetz weitgehend in den Händen der sogenannten Überlandwerke Atel, BKW, CKW, EOS, EWZ, NOK und Rätia, die ihre Netzteile an Swissgrid abtreten mussten. Das Stromversorgungsgesetz von 2008 machte dies nötig, weil das Übertragungsnetz nach dem Willen der eidgenössischen Räte nicht in ausländische Hände fallen darf. Ausserdem verlangt die Teilnahme am EU-Strombinnenmarkt, dass das Netz neutral von den Erzeugern bewirtschaftet wird. 
Die Überlandwerke wurden mit einem Aktientausch und ­Vergütungen, basierend auf dem Zeitwert der Leitungen, entschädigt. Erst letztes Jahr wurde der Teil des Stadtzürcher EWZ bei Swissgrid eingegliedert. Ende des Jahres wird erwartet, dass Swissgrid sämtliche Schalthandlungen auf das 6700 Kilometer lange und 141 Knotenpunkte ­umfassende Netz selbsttätig ­vornimmt. So lange dauerte die Übertragung der Netze von den regionalen Werken auf Swissgrid nämlich, die nächstes Jahr von Laufenburg nach Aarau zügelt. Zur Kontrolle der Stromwirtschaft wurde durch das Gesetz auch die Eidgenössische Elektrizitätskommission (ElCom) geschaffen, die für die staatliche Übersicht über diese Branche verantwortlich ist. Erstmals wurde dieses Jahr in der Geschichte der Elektrifizierung mit ElCom schriftlich niedergelegt, wer gesetzlich für die Stromversorgung der Endverbraucher zuständig ist – die Endverteiler! (gus)  

 

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