Wetenschap & techniekblack-out

Treinen stoppen, liften staan stil, en overal vallen de lichten uit

Elektrische stroom is de slagader van de moderne maatschappij. Beschikbaarheid lijkt vanzelfsprekend, haperingen zijn lastig, maar langdurige uitval kan catastrofale gevolgen hebben. De kwetsbaarheid neemt toe met een steeds groter aandeel van zon en wind.

Wim Eradus
5 April 2022 17:39
Een tekort aan groene stroom en systematische uitschakelingen van fossiele-energiecentrales kunnen samen met de explosief groeiende vraag naar elektriciteit vroeg of laat leiden tot complete black-outs van stroomnetten. beeld Getty Images
Een tekort aan groene stroom en systematische uitschakelingen van fossiele-energiecentrales kunnen samen met de explosief groeiende vraag naar elektriciteit vroeg of laat leiden tot complete black-outs van stroomnetten. beeld Getty Images

Het is 13 juli 1977, halftien ’s avonds. Noodweer teistert New York. Bliksemschichten treffen hoogspanningsdraden. Veiligheidssystemen schakelen de stroomvoorziening uit. De miljoenenstad zit plotseling in het duister en belandt in totale chaos. „Duizenden plunderaars, aangemoedigd door duisternis en verwarring, trokken door de stad in een golf van wetteloosheid, te midden van brekend glas en loeiende sirenes”, tekende de New York Times op. New York balanceert op de rand van de financiële ondergang.

Eerder, op 10 november 1965, gaat het daar ook al mis door een omvangrijke black-out. De uitval van de elektrisciteit ontregelt het verkeer, liften staan stil en 800.000 ongelukkige metroreizigers komen ondergronds vast te zitten. De meesten weten door donkere tunnelbuizen veilig te ontsnappen, maar zestig forenzen zitten veertien uur vast in een tunnel onder de East River.

Opvallend zijn tijdens deze black-out de saamhorigheid en veerkracht van de New Yorkers. Burgers regelen het verkeer, delen kaarsen uit, en plunderingen blijven uit, heel anders dan in 1977. Het duurt tot de volgende ochtend voordat de stad weer stroom krijgt.

Omvallende dominostenen

In 1977 is het niet alleen New York City dat in duisternis gedompeld, maar ook een groot deel van het noordoosten van de Verenigde Staten en van Canada. De oorzaak is een hoogspanningslijn die wordt uitgeschakeld om overslag van vonken naar hoge bomen te voorkomen. De stroom is omgelegd naar andere lijnen, die daardoor vervolgens overbelast raken en eveneens automatisch worden uitgeschakeld. Nog meer verbindingen raken overbelast en een internationaal netwerk valt volledig uit. Het blijkt een domino-effect.

Schijnzekerheid

Dat was Amerika 1977. Hier zal het niet zo’n vaart lopen, toch? Nederland heeft volgens netbeheerder TenneT een leveringszekerheid van 99,9998 procent: op jaarbasis een kwartiertje geen stroom.

Het stroomnet wordt echter bedreigd en de risico’s nemen alleen maar toe. Zo zijn alle Europese elektriciteitsnetten aan elkaar verbonden. Die koppeling maakt dat lokale storingen zich snel kunnen uitbreiden en grote gebieden in het donker kunnen zetten (zie ”Stabiele netfrequentie”).

Een andere bedreiging is de huidige energietransitie, de overstap van fossiele naar schone energiebronnen. De twee belangrijkste pijlers, zon en wind, zijn sterk afhankelijk van het weer. Ze zijn niet aan te passen aan de energievraag, zoals kolen- en vooral gascentrales dat wel zijn.

Tekorten aan energie verstoren de stabiliteit, maar een teveel kan ook gevaarlijk zijn. Vooral in de wintertijd is er uren- of zelfs dagenlang nauwelijks wind. Dan draagt ook zonneschijn nauwelijks wat bij. Zo’n ”Dunkelflaute” (Duitstalige samentrekking van donker en flauw), kan leiden tot stroomuitval, een zogeheten black-out.

Een tekort aan groene stroom, lage aardgasreserves, systematische uitschakelingen van fossiele-energiecentrales kunnen samen met de explosief groeiende vraag naar elektriciteit vroeg of laat leiden tot complete black-outs van netwerken. Netbeheerders moeten vandaag de dag veel vaker ingrijpen om het elektriciteitsnet te stabiliseren dan voor de start van de energietransitie. Experts zien de energietransitie dan ook als een extra risico voor de netstabiliteit.

Damocles

Op het nippertje zijn in Europa problemen voorkomen, waarschuwde energie-expert Martien Visser van de Hanzehogeschool in Groningen. Hij doelde op de Europese bijna-black-out op 8 januari vorig jaar. Er was te weinig elektriciteit in het Europese net.

Een voor het winterseizoen typisch hogedrukgebied zorgde voor een tien dagen lange ”Dunkelflaute” door windstil weer en mist. Daarbij steeg de elektriciteitsvraag sterk door de felle kou. In Duitsland lieten zo’n 25.000 windturbines en meer dan 1,2 miljoen zonne-installaties het voor lange tijd afweten. De netfrequentie zakte van 50 hertz naar bijna 49,7 hertz. Ogenschijnlijk een minimaal verschil, maar het veroorzaakte bijna een stroomstoring in heel Europa. Met het risico van een langdurige black-out.

Ook op zaterdag 14 augustus dekte de elektriciteitsproductie de elektriciteitsvraag in Duitsland niet meer. Netbeheerders besloten toen verschillende bedrijven die veel energie gebruiken, zoals aluminium- en kopersmelterijen, van het elektriciteitsnet af te koppelen. Maar de stroomvoorziening bleef kritiek en het was niet langer mogelijk om de levering veilig te stellen, zelfs niet door het importeren van elektriciteit. Waterkracht- en bruinkoolcentrales werden maximaal ingezet, maar bleken onvoldoende. Weer een bijna-ramp die het Europese net zomaar kon lamleggen.

Hoe lang zal dit goed blijven gaan? Volgens Visser is het niet de vraag is of er de komende jaren een Europese stroomuitval van elektriciteit komt, maar wanneer.

De TAB-denktank van de Duitse Bondsdag schreef al in 2011: „Door de bijna volledige afhankelijkheid van elektrisch bediende apparaten zouden de gevolgen van een langdurige en grootschalige stroomuitval kunnen leiden tot een bijzonder ernstige crisissituatie. Alle vitale infrastructuren worden aangetast, en een ineenstorting van de hele samenleving is nauwelijks te voorkomen.”

Meer stroom uit wind en zon kan binnen enkele jaren tot problemen leiden. Vanaf 2025 is onbelemmerde stroomtoevoer „niet meer vanzelfsprekend” waarschuwde Ben Voorhorst op 25 november 2020 als toenmalig directeur van TenneT. Als we ons energiesysteem niet tijdig aanpassen, verwacht Voorhorst een „harde landing.”

Klaudia Tanner, de Oostenrijkse minister van Defensie, meent dat het „een kwestie van tijd” is voordat een black-out toeslaat. Oostenrijkers kregen een folder in de bus: ”Wat te doen als alles stopt”. Centraal daarin staat de zelfredzaamheid van de bevolking voor in ieder geval een paar dagen.

Bij een grote black-out is het niet een kwestie van op een knop drukken en de spanning staat weer op het stopcontact. Opbouw gaat stap voor stap. Volgens simulaties door de Oostenrijkse strijdkrachten moet de bevolking rekening houden met een lockdown van 24 tot 72 uur. Lukt het niet binnen deze tijd op te starten, dan wordt gerekend met weken. Met totale maatschappelijke ontwrichting als gevolg.

Voorbereid

Zijn wij voorbereid wanneer dit daadwerkelijk zou gebeuren? Eigenlijk niet. Niemand in Nederland neemt eindverantwoordelijkheid voor de betrouwbaarheid van ons elektriciteitsnetwerk, zegt Visser. „Dat komt omdat we de energiemarkt geliberaliseerd hebben en daarmee de overheid op afstand gezet.” Grote bedrijven zoals Gasunie en TenneT houden zich alleen bezig met de logistieke werkzaamheden. TenneT concludeert wel dat Nederland op de middellange termijn (2025-2030) afhankelijker zal worden van het buitenland.

Overigens is volgens Visser een black-out van langer dan een aantal uren onwaarschijnlijk. Voor veel mensen een geruststellende gedachte. Een scenario zoals geschetst door de Oostenrijkse overheid zou een veel grotere impact hebben op onze samenleving.

Gijs de Kruijff, hoofd van het Nationaal Crisiscentrum, zei tegen de NOS dat als er een grootschalige stroomuitval komt, we „een beroep moeten doen op de zelfredzame samenleving.” Maar is onze samenleving stabiel genoeg om erger te voorkomen?

Experts bij het Nationaal Crisiscentrum geven aan dat er veel noodplannen klaarliggen, voornamelijk bij de 25 veiligheidsregio’s. Maar ze zetten ook vraagtekens bij het nut ervan als de stroom in Nederland echt langdurig en op grote schaal wegvalt. Voor een langere periode dan acht uur bestaan er geen plannen. Op stroomuitval die langer duurt, is ons land niet voorbereid. Bovendien wordt gezegd dat er na een landelijke storing van vier uur al flink geïmproviseerd zal moeten worden. Dan zouden we een beroep moeten doen op het gezonde boerenverstand.

Cyberaanvallen

Niet alleen de energietransitie vormt een bedreiging voor de leveringszekerheid, ook totaal andere factoren spelen mee. Zoals cyberaanvallen. Gezien de opstelling van de westerse landen in de oorlog in Oekraïne, vormen die ook een serieuze bedreiging, meent Nancy Faeser, minister van Binnenlandse Zaken in Duitsland: „We gaan uit van een verhoogd risico, want cyberaanvallen zijn ook een vorm van oorlogvoering. We zijn gewaarschuwd.”

Rampexpert Albrecht Broemme beschouwt hackaanvallen zelfs als het grootste gevaar. Niet alleen extreme weersomstandigheden, maar ook terroristische aanslagen vormen volgens hem een ernstig gevaar voor de netwerkstabiliteit in heel Europa.

Het is zelfs zo dat als één schakel in de Europese energieketen wordt gehackt, dat al voldoende kan zijn om internationaal uitval te veroorzaken. In 2016 probeerden vermoedelijke Russische hackers al de stroomvoorziening in Oekraïne uit te schakelen. Kiev kwam een uur in het donker te zitten, aldus cyberbeveiligingsexpert Robert Lee. „Je mag er dus van uitgaan dat er aanslagen komen op de energiesector.”

RD.nl in uw mailbox?

Ontvang onze wekelijkse nieuwsbrief om op de hoogte te blijven.

Hebt u een taalfout gezien? Mail naar redactie@rd.nl

Home

Krant

Media

Puzzels

Meer