Ohne Strom geht heutzutage fast nichts mehr. Gesellschaft, Kommunikation, Verkehr, Gesundheitsversorgung, Industrie und Gewerbe – es gibt praktisch keinen Bereich, der ohne elektrische Energie auskommt. Das Übertragungsnetz spielt dabei als Rückgrat der Schweizer Stromversorgung eine zentrale Rolle.
Als Betreiberin dieser kritischen Infrastruktur muss Swissgrid die Resilienz, also die Widerstandkraft des Übertragungsnetzes, gewährleisten. Konkret bedeutet dies, dass der Betrieb des Übertragungsnetzes trotz allfälliger Schocks ohne Beeinträchtigung weitergeführt werden kann. Zum einen gilt es, Schäden zu vermeiden und zum anderen, im Falle eines Schadens, den Betrieb aufrecht zu erhalten und wieder in einen nachhaltigen Zustand zu überführen. Das Thema «Sicherheit» ist deshalb prominent in der Unternehmensstrategie verankert und eines der Unternehmensziele von Swissgrid. Dem gesamten Bereich der Sicherheit begegnet Swissgrid konsequent, umfassend, effizient und unter Beachtung ethischer, wirtschaftlicher und sozialer Grundsätze sowie der gesetzlichen Rahmenbedingungen.
In einer dreiteiligen Blogserie erläutern wir, wie Swissgrid in den Bereichen Anlagen und Betrieb, Versorgung sowie beim Faktor Mensch Resilienz im Übertragungsnetz schafft. Im ersten Teil dieser Serie widmen wir uns den Anlagen und dem Betrieb.
Probleme können jederzeit auftreten
Anlagen wie Freileitungen und Unterwerke sind Umwelteinflüssen praktisch schutzlos ausgeliefert. Zu den häufigsten Ursachen für Störungen gehören Umwelteinflüsse wie Blitzschlag, Wind, Hitze, Lawinen oder Murgänge. Auch wenn Leitungen und Anlagen entsprechend robust gebaut sind, gibt es Fälle, in denen Umweltereignisse einzelne Netzelemente beschädigen. Das kann ein einzelner Baum sein, der während einem Sturm umstürzt und dabei ein Leiterseil beschädigt. Es kann sich aber auch um ein Grossereignis handeln. Ende Oktober 2018 haben beispielsweise die äusserst starken Winde des Sturmtiefs «Vaia» vier Masten auf dem Albulapass umgeknickt.
Im Bewusstsein, dass solche Ereignisse jederzeit eintreten können, muss Swissgrid mittels permanenter Unterhaltsarbeiten die hohe Verfügbarkeit der Anlagen sicherstellen. Im Mittelpunkt stehen dabei der Erhalt der strukturellen Integrität der Anlagen, technische Updates oder das Management der Umwelt in Leitungsnähe. Mit einem konsequenten Bewuchsmanagement der Pflanzen in Leitungsnähe minimiert Swissgrid die Gefahr durch umstürzende Bäume.
Das N-1-Prinzip (Redundanz)
Das redundante Design und der Betrieb des Übertragungsnetzes fördern die Resilienz des Systems. Einzelne Netzelemente können ausfallen, ohne dass dadurch die Stabilität des gesamten Systems nachhaltig gefährdet ist. Es ist von grösster Wichtigkeit, dass beim Ausfall eines Elements kein Dominoeffekt eintritt, weitere Netzelemente beeinträchtigt werden oder dass er gar zu Versorgungsunterbrüchen führt.
Swissgrid betreibt das Netz nach dem sogenannten N-1-Prinzip. Dieses besagt, dass bei Ausfall eines Netzelements kein anderes überlastet sein darf. Die Gewährleistung des N-1-Prinzips beginnt mittels Netzplanung lange im Voraus. Ausserbetriebnahmen von Netzelementen, beispielsweise für Instandstellungsarbeiten, werden mit entsprechendem Vorlauf und unter Einbezug der Partner im In- und Ausland geplant. Mittels Prognoserechnungen können die Belastungen einzelner Netzelemente an einem Modell vorhergesehen werden. Die Planung wird bis zum Echtzeitbetrieb laufend verfeinert und angepasst.
Es ist von grösster Wichtigkeit, dass beim Ausfall eines Elements kein Dominoeffekt eintritt, weitere Netzelemente beeinträchtigt werden oder gar Versorgungsunterbrüche eintreten.
Tritt im Echtzeitbetrieb eine N-1-Verletzung ein oder ist eine solche im Voraus absehbar, kann Swissgrid Massnahmen zur Engpassbeseitigung ergreifen. Eine bestehende oder voraussichtlich entstehende Betriebsmittelüberlastung wird so unter den definierten Schwellenwert gebracht. Es kann sich dabei um präventive oder operative Massnahmen handeln, welche auf nationaler oder internationaler Ebene zur Anwendung kommen können.
Resilienzfaktor Modernisierung
Das Schweizer Übertragungsnetz ist zweifellos eine Erfolgsgeschichte. Es bedarf aber der permanenten Erneuerung und Modernisierung. Bloss ein Drittel des Netzes stammt aus der Zeit nach 1980. Die Bedürfnisse an das Stromnetz haben sich aber in den letzten Jahren stark gewandelt. Zum einen gehen neue Energiequellen und Kraftwerke ans Netz, zum anderen ist der Stromverbrauch über die letzten Jahre gestiegen. Mit der Förderung von neuen erneuerbaren Energiequellen in ganz Europa verlagert sich die Stromproduktion von grossen Kraftwerken mit mehr oder weniger konstanter zu vielen dezentralen Produktionseinheiten mit fluktuierender Einspeisung.
Diese stetig steigenden und sich verändernden Anforderungen führen bereits heute zu strukturellen Engpässen im Übertragungsnetz. In Zukunft werden diese sogar noch zunehmen. Um die Wirtschaftlichkeit des Schweizer Stromsystems zu sichern, müssen diese Engpässe beseitigt werden. Die Modernisierung des Übertragungsnetzes ist daher der Schlüssel für eine nachhaltige Energiezukunft. Das von Swissgrid erarbeitete «Strategische Netz 2025» legt die nötigen Massnahmen zur Netzerweiterung transparent dar. Die langfristige Planung der Netzinfrastruktur geht weiter: Swissgrid schafft 2021 die Voraussetzungen, um das «Strategische Netz 2040» zu erarbeiten. Damit leistet Swissgrid einen wichtigen Beitrag zur Umsetzung der Energiewende.
Lange Bewilligungsverfahren und Beschwerden verzögern hingegen die Bauprojekte und somit die Erneuerung und Modernisierung des Netzes.
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