Leonardo ENERGY Deutschland

Doch zurück zum wirklichen Kraftwerkspark. Die trägen Blöcke, namentlich Kernkraft und Kohle, verfügen zumindest über die Fähigkeit, »sich im Eigenbedarf abzufangen«, was bedeutet, dass das Kraftwerk seine Verbindung zum Netz trennt, aber weiter läuft und sich selbst versorgt, so dass es einsatzfähig bleibt. Dies ist alles Andere als banal, denn wenn von jetzt auf gleich, innerhalb einer Millisekunde, einem mit voller Last laufenden Kraftwerk die Möglichkeit wegbricht, die erzeugte Leistung auch abzuliefern, ist das gerade so, als wenn einem Radfahrer bei mühsamer Bergauf-Fahrt unerwartet die Kette reißt. Ein »Absturz« kann in beiden Fällen die Folge sein. Beim Kraftwerk nimmt die Drehzahl des Turbosatzes rapide zu, also der Turbine und des Generators, die auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind. Ehe mindestens eine der beiden Maschinen durch die Fliehkraft zerplatzt und Turbinenschaufeln, Magnetbleche oder Kupferspulen das Gehäuse zum Bersten bringen und als Geschosse durch die Gegend fliegen, sperrt eine automatische Not-Abschaltung die Dampf-Zufuhr. Da die Dampf-Erzeugung in der heißen Anlage so schnell nicht reduziert werden kann, wird der Dampf durch ein Notventil über dem Dach des Kraftwerks abgeblasen. Wir kennen das Getöse noch von den alten Dampflokomotiven, wenn die nächste vom Heizer erwartete Lastspitze ausblieb; nur steckt im Kraftwerk die Leistung von etwa 1000 Dampfloks. »Wenn das bei uns im Gersteinwerk passiert, fallen die Leute selbst in Hamm noch aus den Betten«, erzählte Prof. Müller damals 1988 an der FH Dortmund. Übrigens lässt sich der Wasserstrom im Rohr eines Stauwasserkraftwerkes bei einer ungeplanten Abschaltung ebenso wenig schlagartig anhalten. Das Rohr würde platzen. Auch hier muss der Wasserstrahl zunächst mit einer schwenkbaren Schaufel vom Schaufelrad der Pelton-Turbine abgelenkt und dann der Wasserstrom langsam abgebremst werden.

Zum Glück passiert dies üblicherweise eben nicht, sondern bei einem »normalen« Störfall gelingt das Abfangen im Eigenbedarf. Immerhin etwa 7% der erzeugten Elektrizität verbraucht ein thermisches Kraftwerk für seinen eigenen Betrieb und regelt eben Leistung und Drehzahl so ein, dass es am Laufen bleibt und diesen Strom noch selbst erzeugt. Käme das Kraftwerk ganz zum Stillstand, könnte es anderenfalls im Falle eines großräumigen Ausfalls nicht mehr angefahren werden, denn dazu benötigt es Strom aus dem Netz. Dazu möge es also bitte nicht kommen.

Dabei ist zur Trägheit der Kernkraftwerke vielleicht noch anzumerken, dass hier ein ähnliches Missverständnis eingetreten zu sein scheint wie beim Schalten von Leuchtstofflampen: Der Umstand, dass Kernkraftwerke wahnsinnig teuer sind, der so genannte Kern-»Brennstoff« (der wiederum mit einer Verbrennung im chemischen Sinn überhauptnichts zu tun hat) aber auf den Energie-Inhalt bezogen etwa so viel kostet wie ein embryonales Huhn mit etwas Obst, ist ihr Einsatz nur in der Grundlast, also bei durchgehendem Betrieb mit voller Leistung, wirtschaftlich. Dieses Argument wurde offenbar dahin gehend missverstanden und teilweise auch von der Branche selbst so dargestellt, als sei dies gar nicht möglich, weil Kernkraftwerke sich schlecht regeln ließen und eine Veränderung der Leistung um beispielsweise 50% einige Stunden in Anspruch nähme. Aus politischen Gründen wurde das Missverständnis wohl in der Öffentlichkeit bestehen gelassen und teilweise vielleicht auch gehegt und gepflegt. Nun, im Zuge der erneuten »Atom-Diskussion«, heißt es auf einmal, Kernkraftwerke könnten zur Integration regenerativer Energien, die die Präsenz von mehr Regelleistung erfordern, einen sinnvollen Beitrag leisten, weil sie recht gut, also schnell, regelbar seien. Man wollte das bislang nur nicht tun. Die Öffentlichkeit stutzt und glaubt den Betreibern, die doch nichts Anderes wollten als Geld verdienen, nun erst recht nichts mehr. Wen wundert’s? Was an wirtschaftlichen Interessen ehrenrührig sein soll, solange dies sozial verantwortlich und Umwelt verträglich geschieht, ist anderen Orts zu diskutieren. Was »sozial verantwortlich« ist und was nicht, ist ebenso wenig Gegenstand dieser Seite.

Bei einem vergleichsweise »normalen« Ausfall, bei dem nur ein Kraftwerk sich aus dem Netz »verabschiedet« und der Netzbetrieb ansonsten weiter läuft, sind auch die augenblicklichen Auswirkungen auf die Frequenz im Moment des Störfalls denkbar gering. In einem dokumentierten Störfall, bei dem ein großer Kohleblock von 900 Megawatt in Spanien unvorhergesehen »ausstieg«, fiel die Frequenz am Ort des Geschehens innerhalb von 1 ms von 50,005 Hz auf 49,960 Hz. Durch den plötzlichen Wegfall entsteht ein »Leistungsloch« an der betroffenen Stelle, was bedeutet, dass verstärkt Leistung aus der Umgebung an diese Stelle fließt. Deswegen bemerken die Stromkunden selbst in unmittelbarer Nachbarschaft keine Auswirkungen solcher Störfälle – jedoch die Elemente des Übertragungsnetzes, die Freileitungen, Hochspannungskabel und Transformatoren, bekommen es zu spüren: Die »Ketten« dehnen sich, die »Kardanwellen« verwinden sich unter der erhöhten Last ein wenig im elastischen Bereich. Dann sind sie gespannt wie Flitzebögen und federn deswegen wieder zurück und beschleunigen den Lauf der nahe gelegenen Maschinen sogar ein wenig über den allgemeinen Pegel im Verbundnetz hinaus:

Im vorliegenden Fall war nach 2 s die Frequenz in Spanien übergeschwungen auf 50,015 Hz und pendelte wieder herunter auf 49,965 Hz. In Frankreich war dagegen so gut wie kein Schwingen zu verzeichnen, sondern nur ein Abschwellen der Frequenz von 50,005 Hz auf 49,975 Hz. Hier lag offenbar ein so genannter Schwingungsknoten, um den etwas pendelt, denn in Polen trat das Pendeln der Frequenz mit ihrer Periodendauer von etwa 4 s wieder auf – etwa 3 Mal auf und ab, und dann hatte sich die Frequenz im gesamten Netz bei 49,975 Hz stabilisiert. Dann setzte der oben beschriebene Regelmechanismus ein. Stärker ist die Abweichung also auch bei einem großen Störfall nicht, denn Gemeinsamkeit macht stark.

Wäre das altehrwürdige Stromnetz hingegen so zuverlässig wie das moderne »Netz der Netze«, das mit »WWW« (für »weltweites Warten«, wie manche Zyniker behaupten) abgekürzt wird, so müssten wir mit Spannungsschwankungen von 10 V bis weit über 1000 V und Frequenzen von 1 Hz bis mehrere 100 Hz rechnen. Bei der Verfügbarkeit müssten einige Neunen abgestrichen werden.

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