TenneT informiert zum Thema
Versorgungssicherheit
Wie das Stromnetz stabil, robust und verlässlich bleibt
Spannung, Frequenz & Co. einfach erklärt
Dass der eingespeiste Strom zu jeder Zeit dort ankommt, wo er gerade gebraucht wird, das ist die Aufgabe eines Übertragungsnetzbetreibers wie TenneT.
Für alle Verbraucher steht das Thema „Versorgungssicherheit“ im Fokus. Die zentrale Frage lautet: „Kann ich mich darauf verlassen, dass ich ständig mit ausreichend Strom versorgt werde?“
TenneT erfüllt diese Aufgabe, rund um die Uhr, 365 Tage im Jahr.
Diese Seite soll einfach & verständlich erklären, was dafür nötig ist, wie das Stromnetz stabil gehalten wird und wie die Netzbetreiber mit besonderen Herausforderungen wie zum Beispiel den Wintermonaten umgehen.
Die Versorgungssicherheit in Deutschland ist auf einem sehr hohen Niveau, dazu drei Zahlen:
Zu 99,99963% der Zeit im Jahr steht das Stromnetz zur Verfügung.
Im Durchschnitt hatte jeder Endverbraucher in 2021 12,7 Minuten keinen Strom. Das bedeutet nicht, dass es jeden auch betroffen hätte. Zum Vergleich: In Schweden betrug dieser Wert 63 Minuten und in den USA 480 Minuten (7 Stunden).
Der vorgeschriebene „Zuverlässigkeitsstandard“ in Deutschland erlaubt sogar eine Stromlücke von 2,77 Stunden. Diesen legt das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz auf Vorschlag der Bundesnetzagentur fest und ist eine Abwägung zwischen den Kosten, diese Lücke zu schließen und der zumutbaren Stromunterbrechung. Die Versorgungssicherheit in Deutschland steht also auf einem weitaus höheren Niveau als die Vorgaben vorsehen.
Versorgungssicherheit bedeutet also die Fähigkeit des Stromsystems, die Stromversorgung der Kunden auf einem definierten Niveau sicherzustellen.
Was ist notwendig, um dieses hohe Niveau zu erreichen?
Die Stromversorgung ist dann gesichert, wenn:
- die Stromeinspeisung ausreichend ist. Dies bedeutet, dass die Stromproduktion (und der Import) die Energienachfrage decken kann. Im Fachjargon wird das „Ressource Adequacy“ genannt.
- das Netz stabil ist: Dies bedeutet, dass der Strom sicher von den Produktions- an die Verbrauchsstätten transportiert werden kann. Dazu zählen diese Aspekte:
- Spannungshaltung
- Frequenzhaltung
- Ausreichende Transportmöglichkeiten
(Im Fachjargon: „Transmission Adequacy“) - und im Zweifel: Netzwiederaufbau
Versorgungssicherheit bei TenneT
Was bedeuten nun diese einzelnen Punkte?
Die wichtigsten Punkte kurz Erklärt
Ressource Adequacy bedeutet, dass zu jeder Zeit die Stromnachfrage durch ein ausreichendes Angebot am Strommarkt gedeckt werden kann und ein Gleichgewicht zwischen Erzeugung und Verbrauch besteht. Das muss bei jedem Wetter und auch bei Ausfällen von Leitungen oder Kraftwerken und anderen Erzeugungsanlagen, 24 Stunden am Tag an 365 Tagen im Jahr der Fall sein.
Spannung wird benötigt, um Strom möglichst verlustfrei transportieren zu können. Desto höher die Spannung, desto weniger Verlust gibt es. Im deutschen Übertragungsnetz beträgt die Spannung standardmäßig 380 Kilovolt (kV). Damit wird auch über eine Distanz von 200km der Verlust des Stroms unter 10% gehalten.
Damit das Netz stabil und sicher ist, müssen Stromerzeugung und Stromverbrauch immer im Gleichgewicht sein. Denn Strom kann nicht in großen Mengen gespeichert werden. Wir brauchen also zu jeder Zeit so viel Stromerzeugung wie gerade verbraucht wird. Wenn exakt so viel Strom erzeugt wie verbraucht wird, liegt die Frequenz im Stromnetz bei 50 Hertz (Hz). Die Frequenz von 50 Hz zeigt uns an, dass das Netz stabil ist.
Transmission Adequacy bedeutet die Angemessenheit des Stromnetzes, also dass der Strom vom Ort der Erzeugung auch zum Ort des Verbrauchs transportiert werden kann. Das setzt ausreichende Transportkapazitäten im Übertragungs- und Verteilnetz voraus.
Stromleitungen können nur eine bestimmte Menge an Strom übertragen. Eine 380kV-Leitung, der Standard im Übertragungsnetz, kann eine Leistung von bis zu 2.700 MVA* transportieren, d.h. es fließt Strom i.H.v. ca. 4.000 Ampere. Soll mehr Strom transportiert werden, müssen weitere Leitungen benutzt werden.
*MVA steht für Mega Voltampere. Mega ist die Größeneinheit (Mega = 1.000.000) und Voltampere steht für die elektrische „Scheinleistung“, die theoretisch transportiert werden kann.
Zur Einordnung: 1.000 MVA entsprechen ungefähr dem Verbrauch von etwa 1.000.000 Haushalten, d.h. mit einer 380 kV-Leitung könnte man maximal etwa 2,7 Mio Haushalte mit Strom versorgen.
Das deutsche und europäische Verbundnetz gehören zu den sichersten und zuverlässigsten der Welt. Es gibt nur sehr wenige Störungen oder gar Unterbrechungen.
Allerdings: Wer Versorgungssicherheit ernst nimmt, muss sich auch mit dem Fall beschäftigen, was zu tun ist, wenn das Stromnetz tatsächlich einmal wieder aufgebaut werden muss.
Für alle Netzbetreiber ist das ein konkretes und planbares technisches Szenario, das regelmäßig in Simulationen und Trainings geübt wird.
Wir kennen auch andere Länder, in denen es häufiger Probleme mit der Stromversorgung gibt, wie beispielsweise Kalifornien (USA), und diese zeigen uns, dass ein Netzwiederaufbau gut beherrschbar ist.
Die Netzstabilität ist die Fähigkeit eines Stromnetzes für einen gegeben Betriebszustand nach einer Störung wie z.B. einem Kurzschluss oder Kraftwerksausfall in einen neuen, stabilen Betriebszustand zu gelangen.
Vergleichbar ist dies mit einem Auto, welches an einer unerwartet rutschigen Straßenstelle kurz schlingert, aber seine Fahrt sicher fortsetzt. Mit einer höheren Auslastung der Stromnetze, vergleichbar mit einer höheren Geschwindigkeit des vorher betrachteten Autos, gewinnt die Netzstabilität an Bedeutung.
Übertragungsnetzbetreiber installieren daher neue Betriebsmittel, vergleichbar mit neuen Fahrassistenzsystemen, wie Phasenschieber, intelligente Messsysteme und viele mehr und führen dynamische Simulationsrechnungen durch, um die Netzstabilität zu beurteilen und mögliche Abhilfemaßnahmen einzuplanen.
Die Rolle von TenneT
Was tut TenneT um für Versorgungssicherheit zu sorgen?
Video:
Aufgaben eines
Übertragungs-netzbetreibers
TenneT hat die Netzsituation stets im Blick
Grundlage, um das Stromnetz sicher zu steuern, ist eine vorausschauende detaillierte Planung der zu erwartenden Last,- Erzeugungs- und Transportsituation. So wird jede Stunde im Stromnetz mehrfach geplant – grundsätzlich beginnend mit einem Jahr Vorlauf, dann mit einem Monat, dann eine Woche vorher, am Vortag und nochmal am Tag selbst. Aus den betrieblichen Erfahrungen, den aktuellen Einflüssen wie dem Wetter und weiteren bekannten Faktoren wie zum Beispiel Kraftwerksrevisionen hat TenneT die Netzsituation stets im Blick und unter Kontrolle.
Für den nahtlosen Betrieb des Übertragungsnetzes arbeiten die Schaltleitungen in mehreren Schichten, 24 Stunden am Tag, 7 Tage pro Woche. TenneT betreibt zwei Schaltwarten für das deutsche Netz, um die sichere Stromversorgung rund um die Uhr zu gewährleisten: eine in Nord- und eine in Süddeutschland.
TenneT hat die Netzsituation stets im Blick
Das deutsche Stromnetz ist eines der sichersten weltweit und wir verfügen über zahlreiche Mechanismen, Werkzeuge und Reserven um das Stromnetz auch in angespannten Situationen zu stabilisieren.
Übertragungsnetzbetreiber wie TenneT haben die Netzsituation zu jeder Zeit im Blick und halten das Stromnetz aktiv stabil. Dazu beobachten sie insbesondere die Frequenz, denn sie gibt Aufschluss über den aktuellen Zustand des Netzes.
Unsere Grafik bietet eine kleine Übersicht, wie Energieerzeugung und -verbrauch verändert werden können, wenn die Frequenz vom Standard (50Hz) abweicht.
Echte Daten aus unserem Netzgebiet sind in unserer App verfügbar. Den Link gibt es am Ende der Seite.
Betreiben Sie Ihr eigenes Stromnetz. Der TenneT Power Flow Simulator
Der TenneT Power Flow Simulator bietet Ihnen die Möglichkeit, Ihr eigenes Stromnetz zu betreiben und aufzubauen. Sie können die realen Herausforderungen erleben, denen sich Übertragungsnetzbetreiber wie TenneT täglich gegenübersehen, und sie zeigen Ihnen, was TenneT tut, um eine zuverlässige Energieversorgung zu gewährleisten.
Klicken Sie auf das Bild oder hier, um zum TenneT Power Flow Simulator zu gelangen.
Je größer das System, desto robuster ist es
Das deutsche Übertragungsnetz steht nicht isoliert, alleine neben allen anderen Stromnetzen in Europa. Es ist mit den Netzen vieler Länder zum europäischen Verbundnetz vereinigt. Dieses zieht sich von Portugal bis in die Ukraine und von den Niederlanden bis in die Türkei.
Dieses große Netz hat sich bewährt: Die Kooperation der Länder in Europa sorgt für besondere Robustheit, da sich die einzelnen Netzbetreiber gegenseitig unterstützen und Ressourcen zur Verfügung stellen können. So wird das gesamte System widerstandsfähiger. In diesem Fall gilt: Je größer das System, desto robuster ist es auch.
Auch für Deutschland ist das gut, denn Deutschland ist zwar insgesamt ein Stromüberschussland; das trifft aber nicht auf alle Stunden des Jahres zu. Zu manchen Zeiten muss Strom auch importiert werden.
TenneT sorgt mit 17 grenzüberschreitenden Leitungen, sogenannten Interkonnektoren, für stabile und sichere Verbindungen zu unseren Nachbarn.
Wintersituation
Was ist nun das Besondere am Winter, und: Funktioniert meine Stromversorgung in der kalten Jahreszeit?
Deutschland verfügt über eines der weltweit sichersten Stromversorgungs-systeme
In Fernsehsendungen, im Radio, in Zeitungen und Magazinen wird viel über die Stromversorgung im Winter gesprochen. Die wichtigste Frage lautet: Bekomme ich im Winter zu jeder Zeit wie gewohnt Strom für die Beleuchtung, zum Kochen, Heizen und Serien schauen?
Vorweggenommen: Wir verfügen in Deutschland über eines der weltweit sichersten Stromversorgungssysteme. Dass für kurze Zeit nicht für jeden ausreichend Strom vorhanden ist, ist äußerst unwahrscheinlich. Dennoch sind die Netzbetreiber in Deutschland auf einen solchen Fall vorbereitet und können verschiedene Maßnahmen durchführen. Sollte das alles nicht ausreichen, könnte es als letztes Mittel zu Stromabschaltungen kommen, allerdings in einem kontrollierten Prozess. Und das regional begrenzt und für eine kurze Zeit. Mit dem viel beschworenen Blackout hat das nichts zu tun.
Was sind dabei die besonderen Herausforderungen im Winter 22/23?
Hier kommen einige Besonderheiten zusammen, die sich negativ auf die Stromerzeugung auswirken und damit auch Herausforderungen für die Netzstabilität darstellen:
- Die Dürre im Sommer 2022 sorgte einerseits für niedrige Füllstände in Speicherkraftwerken, sodass dort weniger Strom produziert werden kann.
Andererseits führte sie auch zu Niedrigwasser in den großen, schiffbaren Flüssen. Das hat zur Folge, dass Schiffe weniger laden können und damit weniger Kohle zu den Kraftwerken transportiert werden kann. So können diese nicht aus dem Vollen schöpfen. Es besteht also die Möglichkeit, dass weder die Wasserkraftwerke, noch die Kohlekraftwerke ihre volle Leistung bringen können.
- In Frankreich ist derzeit nur ein Teil der 56 Atomkraftwerke mit voller Leistung am Netz. Das Land mit dem weltweit höchsten Atomstrom-Anteil kann so nur zum Teil als wichtige Stütze des europäischen Stromnetzes fungieren. Insbesondere nicht an sehr kalten Tagen, denn etwa 1/3 der Franzosen heizen mit Strom – und dann brauchen sie ihn selbst.
- Aufgrund des russischen Angriffskriegs gegen die Ukraine wollen die europäischen Staaten kein Gas mehr aus Russland importieren. Um Gas zu sparen, soll Gas nur als allerletzte Alternative zur Stromversorgung genutzt werden.
Insgesamt können wir also insbesondere bei der Produktion von Strom nicht auf alle der sonst zur Verfügung stehenden Kapazitäten zurückgreifen. Wenn es dann noch besonders kalt wird, es vielleicht wenig Wind- und keinen Solarstrom gibt (sog. „Dunkelflaute“), gleichzeitig aber viel Strom benötigt wird, könnten wir eine sehr angespannte Situation im Stromübertragungsnetz haben.
Die vier deutschen Übertragungsnetzbetreiber haben das bereits vor dem Winter erkannt und sind mit konkreten Vorschlägen zu Sondermaßnahmen auf die Politik zugegangen, um möglichst frühzeitig alle Möglichkeiten zur Stabilisierung des Stromnetzes zur Verfügung zu haben. Dazu hat TenneT gemeinsam mit den drei anderen Übertragungsnetzbetreibern eine Reihe von Lösungsansätzen zur Entschärfung von kritischen Situationen empfohlen, die kombiniert werden sollten – eine Maßnahme allein reicht nicht. Die detaillierten Vorschläge können hier nachgelesen werden
Sonderanalyse und Stresstest
Um die besondere Situation für den Winter 22/23 besser einschätzen zu können, haben die vier deutschen Übertragungsnetzbetreiber im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klima eine Sonderanalyse erstellt (sog. „Stresstest“). Dabei wurden alle bekannten Besonderheiten für den Winter 22/23 berücksichtigt.
In dieser Sonderanalyse wurden drei sich steigernde kritische Szenarien simuliert: Reduzierte Kraftwerksverfügbarkeit im Ausland, weniger Leistungsfähigkeit der deutschen Kraftwerke, Einschränkungen bei der Kohle- und Gasversorgung und erhöhter Stromverbrauch durch Heizlüfter – nur als Beispiele – sind Teil dieser Berechnungen.
Dabei hat sich herausgestellt, dass es im Winter zeitweise zu angespannten Situationen im Stromübertragungsnetz kommen könnte, und dass es zumindest in einigen Stunden Engpässe bei der Stromversorgung geben könnte.
Um diese Situation schon vorab zu entschärfen und das Stromnetz auch in diesen Fällen stabil halten zu können, haben die vier Übertragungsnetzbetreiber ein ganzes Set an geeigneten Präventivmaßnahmen erarbeitet und dem Bundesministerium für Wirtschaft und Klima vorgelegt.
Wichtig ist: Bei der Sonderanalyse handelt es sich um Modellrechnungen – nicht um Vorhersagen. Wichtige Variablen, wie beispielsweise das Wetter, lassen sich nicht weit im Voraus bestimmen und haben dennoch großen Einfluss auf die Ergebnisse. Auch andere Faktoren, die nicht absehbar sind, wie die konkrete Verfügbarkeit der Kraftwerke im Ausland, sind nicht vorhersehbar.
Die Sonderanalyse ist verfügbar auf den Seiten des BMWK und bei Netztransparenz.de
Blackout, Brownout & Co?
Was ist das alles und was passiert da?
Wortart
substantiv, maskulinim
Trennung
Black | out
Aussprache
[ˈblɛkʔaʊ̯t]
[1]
Unkontrollierter Netzzusammenbruch
[2]
Größere unkontrollierte Stromunterbrechung
Ein Blackout bedeutet einen weitestgehend kompletten unvorhersehbaren unkontrollierten großflächigen Netzzusammenbruch bzw. Stromausfall. In weiten Teilen des europäischen Verbundnetzes würde dann kein Strom mehr fließen.
Ein Blackout könnte beispielsweise auftreten, wenn das Stromnetz plötzlich jenseits seiner Grenzen belastet wird, wenn Stromleitungen und andere Einrichtungen gleichzeitig in größerem Umfang beschädigt werden, z.B. bei extremen Naturereignissen.
Anders beim Brownout, bei dem es sich um zeitlich und regional begrenzte kontrollierte Stromunterbrechungen handelt. Diese können entweder ungeplant und unvorhersehbar oder auch geplant und vorhersehbar erforderlich sein und würden dann gezielt und kontrolliert herbei geführt – wir reden dann von kontrollierten manuellen Lastabschaltungen: zeitlich wie regional begrenzte Stromunterbrechungen, die eingesetzt werden, um das Stromnetz zu stabilisieren, wenn alle anderen Maßnahmen ausgeschöpft sind.
Eine Lastabschaltung kann notwendig sein, wenn zu wenig Strom erzeugt wird, um den Verbrauch zu decken oder auch, um Netzüberlastungen zu heilen, falls alle anderen Maßnahmen vollständig ausgeschöpft sein sollten.
TenneT Podcast - Entlang des Stroms
Podcast
Immer noch Fragezeichen im Kopf?
- Versorgungssicherheit - Szenarien Winter 2022
Zusammen mit seinem Team spielt Sascha Salm – bei TenneT Experte für Versorgungssicherheit – verschiedene Szenarien durch, was im Falle von Versorgungsunsicherheit passieren könnte. So viel aber schon mal vorweg: Sollte es zu einer Mangellage kommen, bedeutet das nicht, dass das gesamte Stromnetz zusammen bricht!
Was die Herausforderungen an die Versorgungssicherheit diesen Winter sind, warum das Wetter dabei eine wesentliche Rolle spielt, erfahrt ihr in dieser Episode von unserem Podcast „Entlang des Stroms“.
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