Stockender Netzausbau, Ausbau dezentraler und fluktuierender Energieeinspeisung, Atommoratorium – das deutsche Stromversorgungsnetz ist im Stress. Für die Vorbereitung der kommunalen Gefahrenabwehr auf langanhaltende und großflächige Stromausfälle werden Standards und Strategien von entsprechenden Notfallkonzepten diskutiert. Als ein aktuell herausragendes Problem der Gefahrenabwehrplanung wird die Zuweisung von Notstromaggregaten und Netzersatzanlagen thematisiert.

Als „weniger angespannt“ bezeichnete die Bundesnetzagentur den Zustand der Stromversorgung im letzten Winter 2012/13. Noch im davorliegenden und ersten Winter des Atommoratoriums berichteten die Netzbetreiber, dass sie die Stabilität der Netze und eine sichere Stromversorgung nur „unter extrem hohen Belastungen“ realisieren konnten. Fast täglich mussten sie zwischen Oktober 2011 und März 2012 in den Netzbetrieb eingreifen, um einen Netzzusammenbruch zu verhindern. Diese umfangreichen Notfalleingriffe reduzierten sich zum Winter 2012/2013 laut Bundesnetzagentur zwar auf „einige Tage“, trotzdem berichtet bspw. Tennet allein für sein Übertragungsnetz von 502 Eingriffen an 177 von 181 Tagen des ersten Halbjahres 2013 (im Vergleich: 290 Eingriffe im gesamten Jahr 2010). Dieser Zustand weist Verantwortliche auf allen Ebenen des Bevölkerungsschutzes darauf hin, dass die Vorbereitung und die Sensibilisierung für die Konsequenzen eines langanhalten und großflächigen Stromausfalls weiterhin notwendig sind.

Auslöser von Stromausfällen

Stromausfall, Prävention

Abb. 1: Das Reifegradmodell zur Vorbereitung der kommunalen Gefahrenabwehr
auf Stromausfälle.

Die möglichen Ursachen von Stromausfällen lassen sich zum einen in der Zerstörung der Infrastruktur etwa durch Stürme, Hochwasser oder terroristische Anschläge und zum anderen in durch Verlust der Netzstabilität verursachten Netzzusammenbrüchen finden. Die durch Infrastrukturzerstörung ausgelösten Stromausfälle im Münsterland 2005 werden immer wieder als beispielhafte Großschadenslage für eine langanhaltende und großflächige Unterbrechung der Stromversorgung genannt. Der Verlust der Netzstabilität ist jedoch sowohl hinsichtlich der Fläche, der potentiell betroffenen Gebiete als auch der Länge der Unterbrechung bei weitem bedrohlicher und wird regelmäßig unterschätzt. Zudem erscheint dieses Szenario im Hinblick auf die momentane Berichterstattung der Bundesnetzagentur und der Netzbetreiber wahrscheinlicher.

Relevante Literatur

Seit der Länderübergreifenden Krisenmanagementübung (LÜKEX) 2004 wurden die Bemühungen im Bevölkerungsschutz zur Vorbereitung auf einen langfristigen und großflächigen Stromausfall intensiviert. Die Ergebnisse der LÜKEX 2004 als auch weitere Empfehlungen und Hintergrundinformationen wurden u. a. im ‚Krisenhandbuch Stromausfall‘ zusammengefasst und 2010 veröffentlicht. Das Krisenhandbuch wurde federführend am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) erstellt und im Zusammenwirken mit dem Bundesamt für Bevölkerungsschutz (BBK) und dem Innenministerium Baden-Württemberg herausgegeben. Für Kommunen ist es über das BBK verfügbar.

Ebenfalls am KIT entstand im Jahr 2011 der Bericht des Büros für Technikfolgenabschätzung beim Deutschen Bundestag (TAB-Bericht) „Gefährdung und Verletzbarkeit moderner Gesellschaften – am Beispiel eines großräumigen Ausfalls der Stromversorgung“. Mit dem TAB-Bericht steht gerade für die strategische Vorbereitung auf langanhaltende Stromausfälle eine geeignete Literatur zur Verfügung, die für die Konsequenzen von Stromausfällen sensibilisiert und mögliche Wirkzusammenhänge darstellt.

Eine der aktuellsten Schriften ist derzeit die im Internet verfügbare Rahmenempfehlung Stromausfall des hessischen Innenministeriums, mit der die Vorbereitung der kommunalen Gefahrenabwehr auf Stromausfälle unterstützt wird. Das Innenministerium stellt Handlungsempfehlungen, Mustereinsatzpläne, ein Einsatzkonzept zur Notstromversorgung und ein Muster einer Prioritäten- und Bezugsliste zur Verfügung.

Stand der Technik

Trotz dieser existierenden Standardwerke erkennt auch der Deutsche Feuerwehrverband in seiner 12. Tagung des Fachbereichs Katastrophenschutz, dass eine „grundsätzliche und darstellbare Lösung“ für den Umgang mit großflächigen Stromausfällen für die kommunale Gefahrenabwehr nicht absehbar ist. Damit wird der Zwiespalt der kommunalen Gefahrenabwehr deutlich, deren Vorbereitung sich zwischen dem Anspruch einer professionellen Abwehrplanung und der Wirklichkeit von begrenzten Einflussnahmen und unklaren Schutzansprüchen und -pflichten bewegt. Es stellt sich die Frage, welcher Grad an Vorbereitung in Landkreisen und kreisfreien Städten möglich, notwendig und verhältnismäßig ist. Entsprechend des Krisenhandbuchs Stromausfall, des TAB-Berichtes und der hessischen Rahmenempfehlung lässt sich hierfür ein dreistufiges Reifegradmodell für die Vorbereitung der kommunalen Gefahrenabwehr feststellen (s. Abb. 1).

Reifegradmodell

Das Reifegradmodell Gefahrenabwehrplanung Stromausfall besteht aus drei Stufen und spiegelt die Qualität der Vorbereitung auf Stromausfälle der Gefahrenabwehr in Landkreisen und kreisfreien Städten wider. Die Stufen eins und zwei entsprechen dem Stand der Technik. Die dritte Stufe ist momentaner Gegenstand wissenschaftlicher Untersuchungen und langfristig nur durch anhaltenden Wissenstransfer zwischen Forschung und Praxis zu erreichen.

Abb. 2: Darstellung des Zuweisungsproblems zur Minimierung des Schadensausmaßes und Vermeidung weiterer Kaskaden- oder Dominoeffekte.

Abb. 2: Darstellung des Zuweisungsproblems zur Minimierung des Schadensausmaßes und Vermeidung weiterer Kaskaden-
oder Dominoeffekte.

Abb. 2: Darstellung des Zuweisungsproblems zur Minimierung des Schadensausmaßes und Vermeidung weiterer Kaskaden- oder Dominoeffekte.

Abb. 2: Darstellung des Zuweisungsproblems zur Minimierung des Schadensausmaßes und Vermeidung weiterer Kaskaden-
oder Dominoeffekte.

Entsprechend dem Krisenhandbuch Stromausfall ist in der ersten Stufe des Reifegradmodells durch Notfallkonzepte die Funktionsfähigkeit der Gefahrenabwehr sowie die Kommunikation zwischen den Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS) und der Energieversorgungsunternehmen (EVU) auch bei einem Stromausfall sichergestellt. Hierzu zählen z. B. die pflichtgemäße Einrichtung und Prüfung der Notstromeinspeisung bzw. des Notstrombetriebs aller Feuerwachen gemäß der DIN 14092-1:2012-04 (bspw. zur Verwendung der Wachen als „Leuchttürme“). Entsprechend dem Beispiel der hessischen Rahmenempfehlung ist in der zweiten Stufe eine Sicherheitspartnerschaft zwischen allen Betreibern Kritischer Infrastrukturen (KRITIS) etabliert. Es besteht eine Übersicht über vorhandene Notstromaggregate, unterbrechungsfreie Stromversorgungen, Treibstoffvorräte, -bedarf und -verbrauch der einzelnen KRITIS-Einrichtungen. Es existiert ein Treibstoffkonzept, was alle Aggregate und treibstoffbetriebenen Ersatzanlagen von KRITIS-Einrichtungen eines Landkreises oder einer kreisfreien Stadt berücksichtigt. Das Schadensereignis eines langanhaltenden und großflächigen Stromausfalls wurde als Szenario in Stabsübungen eingespielt. Diese Stufe der Vorbereitung sollte mittlerweile der Standard in jedem Landkreis und jeder kreisfreien Stadt sein.

Die hessische Rahmenempfehlung bietet des Weiteren Vorlagen für Einsatzkonzepte zur Notstromversorgung und für Prioritäten- und Bezugslisten von Notstromaggregaten und Treibstoff. Diese individuell erarbeiteten Elemente eines Notfallkonzeptes als dritte Stufe des Reifegradmodells können jedoch nur Ergebnis einer systematischen und ganzheitlichen Simulations-, Vulnerabilitäts- und Kritikalitätsanalyse sein.

Entscheidungsproblem

Ein zentrales Problem von Einsatzkonzepten zur Notstromversorgung und für Prioritäten- und Bezugslisten ist neben einer umfangreichen und akteursübergreifenden Datensammlung die Zuweisung der von den BOS vorgehaltenen Notstromaggregaten und Netzersatzanlagen im Schadensfall. Derartige Ressourcen sind bei einem langanhaltenden Stromausfall in mehreren Bundesländern Mangelware. Das wird an den Stromausfällen im Münsterland 2005 deutlich, bei denen lediglich drei Landkreise betroffen waren, die Bundesanstalt Technisches Hilfswerk aber ca. 25 % ihrer bundesweit verfügbaren mobilen Stromversorgungkapazitäten zur Beherrschung der Schadenslage einsetzen musste. Das zeigt, dass bei Szenarien, in denen von einer Betroffenheit von mehreren Bundesländern ausgegangen wird, die Kommunen schnell auf sich gestellt sein werden. Folgerichtig betont die hessische Rahmenempfehlung die Pflicht der Betreiber, ihre KRITIS-Einrichtungen mit Notstromaggregaten zu ertüchtigen. Die Vorbereitungspflicht der KRITIS-Betreiber kann nicht mit einem Schutzanspruch auf die öffentliche Gefahrenabwehrplanung abgewälzt werden. Ein solcher Anspruch kann nur im Einzelfall während einer Schadenslage bestehen, bei dem alle subsidiären Aktivitäten seitens der Betreiber keinen Erfolg haben und keine wettbewerbliche Bevorteilung besteht. Hier sind neben dem Bevölkerungsschutzrecht im öffentlichen Recht ebenso Gesellschafts-, Vertrags- als auch Versicherungsrecht im Privatrecht sowie die anerkannten Regeln der Technik zu berücksichtigen.

Schlussendlich stellen sich die Fragen, welche Schutzziele bei der Erstellung von Konzepten zum Einsatz von Notstromaggregaten und Netzersatzanlagen herangezogen werden und wie die von den BOS verfügbaren Kapazitäten so verteilt und zugewiesen werden, dass das Schadensausmaß unter Berücksichtigung der Verhältnismäßigkeit minimiert und weitere Kaskaden- oder Dominoeffekte vermieden werden können (s. Abb. 2).

Abb. 3: Taktische Möglichkeiten zur Beherrschungnvon Stromausfällen. (Grafiken: Münzberg)

Abb. 3: Taktische Möglichkeiten zur Beherrschungnvon Stromausfällen. (Grafiken: Münzberg)

Die Zuweisung kann konzeptionell vorbereitet werden, muss aber im Schadensfall bedarfsorientiert auch unter Berücksichtigung von Nebenerscheinungen wie Tages- und Jahreszeit angepasst werden. Zur Prüfung der Verhältnismäßigkeit sind wie bei jeder operativ-taktischen Entscheidung auch in diesem Fall die unterschiedlichen Alternativen anhand von Kriterien wie Schnelligkeit, Sicherheit, Gesamtwirkung, Aufwand etc. abzuwägen.

Abb. 3 zeigt eine Planungshilfe zur Erarbeitung möglicher Alternativen. Sie stellt dar, welche taktischen Möglichkeiten für KRITIS-Einrichtungen bei einem Ausfall der Stromversorgung zur Verfügung stehen und gegeneinander abgewogen werden können. Durch die Bündelung einzelner Taktiken lassen sich Bewältigungsstrategien entwickeln. Die Auswahl der Taktiken ist stark von den jeweiligen sozio-ökonomischen Strukturen (bspw. Anzahl der Einwohner, Erwerbslosen, Migranten und Pflegebedürftigen) und den lokalen Schutzgütern abhängig. Inwieweit dazu auch Störfallbetriebe oder wichtige Wirtschafts- und Industriegebiete gehören, wird kontrovers diskutiert. Im Rahmen der Sicherheitsüberprüfung werden zumindest Störfallbetriebe gem. §10 Abs. 1 SÜFV als „lebenswichtige Einrichtungen“ erkannt, denen entsprechend §1 Abs. 5 SÜG entweder eine betriebliche Eigengefahr anhaftet oder deren Funktionieren für das Gemeinwesen unverzichtbar ist. Jedoch nur wenn letztere Eigenschaft zutrifft, kann bei Störfallbetrieben per Definition auch von einer KRITIS gesprochen werden. Wie kritisch gerade die einzelnen KRITIS-Einrichtungen für die Gesamtversorgung der Bevölkerung sind (Kritikalität) und welche Anfälligkeit sie gegenüber Unterbrechungen der Stromversorgung haben (Vulnerabilität), sind in jedem Landkreis oder jeder kreisfreien Stadt unterschiedlich. Sie sind unter einer ganzheitlichen Betrachtung sowie der Berücksichtigung dynamischer Entwicklungen und gegenseitigen Abhängigkeiten (Kaskaden- und Dominoeffekte) nur durch numerische Simulationen sowie Vulnerabilitäts- und Kritikalitätsanalysen nachvollziehbar. Gerade für die Simulation Kritischer Infrastrukturen sind verschiedenste Ansätze, wie z. B. systemdynamische oder agentenbasierte Simulationen in der Forschung, bekannt, jedoch bisher noch nicht zur Anwendungsreife gebracht worden. Entsprechend ist für belastbare Bedarfsplanungen in der kommunalen Gefahrenabwehr vermehrt eine praxisorientierte Forschung notwendig.

Fazit

Das deutsche Stromsystem ist auch 2013 weiterhin im Stress, auch wenn die Bedrohung eines langanhaltenden und großflächigen Stromausfalls im Vergleich zum Winter 2011/2012 weniger angespannt erscheint. Die Notwendigkeit, dass sich Landkreise und kreisfreie Städte auf derartige Szenarien vorbereiten, ist selbstverständlich. Welche Anforderungen sie bei der Gefahrenabwehrplanung als Stand der Technik erfüllen sollten, wurde mit einem Reifegradmodell dargestellt und diskutiert. Ein wichtiges Problem ist: Wie werden im Schadensfalle vorgehaltene Notstromaggregate und Netzersatzanlagen so eingesetzt, dass das Schadensausmaß unter Berücksichtigung der Verhältnismäßigkeit reduziert wird? Bei den hierfür notwendigen Simulationen, Kritikalitäts- und Vulnerabilitätsanalysen besteht ein klarer Forschungsbedarf, der nur durch anhaltenden Wissenstransfer zwischen Wissenschaft und Praxis gedeckt werden kann.

Referenznachweis beim Autor.

Aufmacherbild: Darstellung des Zuweisungsproblems zur Minimierung des Schadensausmaßes und Vermeidung weiterer Kaskaden- oder Dominoeffekte. (Bild: T. Münzberg)

Thomas Münzberg, Frank Schultmann

Anschrift des Verfassers:
Thomas Münzberg M.Sc.
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Institut für Kern- und Energietechnik (IKET)
Center for Disaster Management and Risk Reduction Technology (CEDIM)
Campus Nord
B 433
Hermann-von-Helmholtz-Platz 1
76344 Eggenstein-Leopoldshafen

Thomas Münzberg M.Sc.
Ingenieur für Gefahrenabwehr und Sicherheitstechnik
2009 – 2011: Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Rettungsingenieurwesen und Gefahrenabwehr der FH Köln, Forschungstätigkeiten in BMBF- und BMI-geförderten Projekten der Sicherheitsforschung
Seit 2011: Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Forschungstätigkeit am Center for Disaster Management and Risk Reduction Technology (CEDIM) im Bereich Risiko- und Krisenmanagement, Schutz Kritischer Infrastruktur und Entscheidungsunterstützung, Forschungstätigkeiten in BMBF- und BMI-geförderten Projekten der Sicherheitsforschung