Wie bereits in meinem vorherigen Blogbeitrag („Stromnetze in einer sich wandelnden Welt – Einleitung“) erläutert, ist unser Stromnetz enormen Belastungen ausgesetzt. Zwischen Klimawandel, physischen Störungen und einem stetig steigenden Strombedarf steht das US-Stromnetz vor beispiellosen Herausforderungen.
Eines der dringlichsten Probleme im Bereich der Netzsicherheit sind physische Gewalttaten. Normalerweise denken wir über Angriffe auf das Stromnetz nur in Kriegszeiten nach. Nehmen wir zum Beispiel den Konflikt zwischen der Ukraine und Russland. Bei einem Angriff wurden 60 Umspannwerke im ukrainischen Stromnetz außer Betrieb gesetzt, was zu einem Stromausfall für über 250.000 Bürger führte. Das klingt nach einer erschreckend hohen Zahl von Menschen, die ohne Strom sind, doch diese Zahl verblasst im Vergleich zu einem Bericht der Federal Energy Regulatory Commission (FERC), wonach bereits der Angriff auf und die Außerbetriebnahme von nur neun wichtigen Umspannwerken im US-Stromnetz dazu führen könnten, dass das gesamte Land ohne Strom wäre.
Diese Statistik ist zudem nicht nur theoretischer Natur – im Jahr 2013 griff eine unbekannte Gruppe das Umspannwerk Metcalf von PG&E in der Nähe von San Jose an. 17 der 24 Transformatoren in der Anlage wurden mit höchster Präzision getroffen und außer Betrieb gesetzt. Dieser Angriff führte glücklicherweise nicht zu Stromausfällen in größeren Gebieten (abgesehen von einigen Stadtvierteln in unmittelbarer Nähe des Umspannwerks) wie dem Silicon Valley, da der Strom von anderen Kraftwerken umgeleitet wurde, doch er zeigt, wie wenig Sicherheit im Stromnetz herrscht.
Das Beunruhigendste daran ist, dass diese Angriffe immer häufiger vorkommen. In einem kürzlich ausgestrahlten Beitrag der Sendung „60 Minutes“ („Wie sicher ist das amerikanische Stromnetz?“) heißt es, dass 38,7 % der Stromausfälle durch physische Eingriffe wie Vandalismus in Kraftwerken verursacht werden.
Neben vorsätzlichen Gewalttaten gegen das Stromnetz belastet auch der stetig steigende Strombedarf die Branche enorm. Ein wesentlicher Faktor sind dabei Ladestationen für Elektrofahrzeuge. Die meisten Ladestationen für den privaten Gebrauch nutzen Ladegeräte der Stufe 1 (120 V), während spezielle öffentliche Ladestationen die Stufe 2 (240 V) verwenden. Obwohl dies bereits eine große Belastung darstellt, planen Unternehmen, bald auf Gleichstromladung der Stufe 3 umzusteigen, die erstaunliche 400 V+ bei über 100 A nutzt. Unter diesen Bedingungen entspricht die Belastung, die ein ladendes Elektrofahrzeug auf das Stromnetz ausübt, der von 10 elektrischen Wäschetrocknern. Sollten Ladestationen diese Technologie einsetzen, würde sich die Belastung des Stromnetzes fast verdoppeln, was landesweit zu Spannungsabfällen oder Stromausfällen führen würde. Ein weiteres Problem im Zusammenhang mit Elektrofahrzeugen ist der forcierte rasche Umstieg von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor auf Elektrofahrzeuge. Wären alle derzeit auf den Straßen befindlichen Fahrzeuge Elektrofahrzeuge, bräuchten wir dreimal so viel Strom, wie uns derzeit zur Verfügung steht. Unser Stromnetz ist einfach nicht so ausgebaut, dass es eine solche Belastung bewältigen kann.
Kryptowährungen sind ein weiterer wichtiger Faktor für den gestiegenen Energiebedarf unserer Generation. Der Prozess der Währungsgenerierung basiert darauf, dass Computer so eingerichtet werden, dass sie sehr komplexe mathematische Gleichungen lösen, die als Verschlüsselung dienen, um sicherzustellen, dass das Netzwerk nicht gehackt wird. Aufgrund der Art ihres Betriebs verbrauchen diese Computer enorme Mengen an Energie. Die in Texas ansässige Rayburn County Electrical Cooperative gibt an, dass die beiden größten „Krypto-Minen“ in ihrem 16 Countys umfassenden Versorgungsgebiet auf Ranchland errichtet wurden und jeweils genug Strom verbrauchen, um 60.000 texanische Haushalte zu versorgen. Dieser unglaubliche Anstieg bedeutet, dass über 40 Millionen Dollar benötigt werden, um die elektrische Infrastruktur in der Region zu modernisieren und so den Kryptowährungsbetrieb zu unterstützen. Dies zeigt sich auch in anderen Bundesstaaten. In New York haben Krypto-Betriebe laut einer Studie der University of California Berkeley aus dem Jahr 2021 Privathaushalte und gewerbliche Verbraucher insgesamt 250 Millionen Dollar gekostet.
Der Klimawandel ist eine weitere Ursache für die Verschlechterung des Stromnetzes. Das offensichtlichste Beispiel für die Auswirkungen einer Klimakatastrophe auf das Stromnetz in jüngster Zeit ist der Eissturm in Texas. Unerwartete Kälte und Eisbildung führten zu Ausfällen in mehreren Versorgungsbereichen des texanischen Stromnetzes, wodurch über 10 Millionen Menschen ohne Strom waren und fast 250 Menschen ihr Leben verloren. Ein weiteres Beispiel hierfür war der Polarwirbel von 2014. Zusätzlich zu den physikalischen Auswirkungen dieser Wetterbedingungen auf das Stromnetz führte die extreme Kälte in beiden Fällen zu einem Rekordhoch beim Strombedarf, wodurch mehrere Versorgungsgebiete gleichzeitig von der Stromversorgung abgeschnitten wurden. Solche Ereignisse treten immer häufiger auf und könnten potenziell noch verheerendere Folgen haben als bisher.
Auch wenn diese Fakten auf den Beginn einer energiearmen und dystopischen nahen Zukunft hindeuten, gibt es vielleicht doch noch Hoffnung – durch den Einsatz von Mikronetzen und anderen Anlagen zur Nutzung erneuerbarer Energien auf privater, industrieller und netzweiter Ebene. Schauen Sie nächste Woche wieder vorbei, wenn der dritte Teil dieser Serie erscheint, in dem es um diese Technologien und ihre Rolle bei der Rettung unseres Stromnetzes geht.
Strahle weiter,
Eric
