Tag: Netzstabilität

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Blackoutgefahr durch Bürokratie: Warum an vielen Abenden zur selben Zeit die Netzfrequenz abfällt

In Kürze:

  • Am Freitagabend 23. Oktober fiel die Netzfrequenz gegen 22 Uhr stark ab.
  • Um diese Uhrzeit fällt die Frequenz bei viel Windstrom öfter stark ab.
  • Das liegt an einer gesetzlichen Lärmschutzregelung, die unter anderem Windkraftanlagen betrifft.
 
Abends, 22 Uhr in Deutschland: Immer wieder fällt beim Blick auf die Netzfrequenz auf, dass diese gerade zu dieser Tageszeit einen mehr oder weniger deutlichen Sprung nach unten macht.
So aktuell geschehen am Freitag, 23. Oktober. Innerhalb von 29 Sekunden fielen im deutschen beziehungsweise europäischen Verbundnetz um rund 2.800 Megawatt (MW) Leistung aus. Das führte zu einem Netzfrequenzsprung von 167 Millihertz (mHz) auf 49,88 Hertz (Hz).

Die Netzfrequenz sollte sich stets bei 50 Hz befinden. Das ist der Fall, wenn die Kraftwerke zu jeder Sekunde genau so viel Strom erzeugen, wie die Verbraucher gerade beziehen. Im Normalbetrieb sind Abweichungen von bis zu 0,150 Hz möglich. Diese gleichen die Netzbetreiber mit der sogenannten Primärregelleistung aus, deren Umfang rund 3.450 MW beträgt. Im konkreten Fall befand sich die Abweichung innerhalb dieses Bereiches, wodurch die Netzfrequenz binnen rund fünf Minuten stabilisiert werden konnte.

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Droht sich die Frequenz jedoch über 50,2 oder unter 49,8 Hz zu bewegen, wie in der Vergangenheit mehrfach geschehen, müssen die Netzbetreiber weitreichendere Maßnahmen ergreifen. Das beinhaltet einerseits, Gebiete mit zu hohem Verbrauch vom Netz zu trennen, auch Brownout genannt. Andererseits müssen flexible Kraftwerke umgehend hochgefahren werden. Beides soll einen flächendeckenden Stromausfall vermeiden. Gelingt dies nicht, trennen sich technische Anlagen zum Selbstschutz automatisch vom Netz und es kann, wie auf der iberischen Halbinsel, zu einem nationalen oder gar internationalen Stromausfall kommen.
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Windkraft und Bürokratie

Vor allem in den Wintermonaten, wenn mehr Windstrom im Netz ist, kommt es öfter zu einem solchen Frequenzsprung. Die Regelmäßigkeit dieses 22-Uhr-Sprungs bestätigte zum Ende des vergangenen Winters der Netzfrequenzinformationsdienst RJ2. „In den letzten Monaten ließen sich vermehrt Auffälligkeiten in Form von Netzfrequenztrigger- und Frequenzsprungmeldungen um jeweils 22:00 Uhr (MEZ/MESZ) beobachten“, hieß es im März dieses Jahres auf der Webseite.
Der Grund für die regelmäßigen, abendlichen Frequenzsprünge liegt laut den RJ2-Fachexperten im Bereich der Windkraft – oder genauer gesagt an einer bürokratischen Regelung. Denn zu dieser Uhrzeit müssen viele Betreiber von Windkraftanlagen, die in der Nähe von Wohngebieten stehen, die Turbinen auf drosseln oder abschalten.
Die Vorschrift kommt von der Technischen Anleitung zum Schutz gegen Lärm, kurz TA Lärm. Demnach gelten allgemein für technische Anlagen im Freien in den Nachtstunden von 22 Uhr bis 6 Uhr niedrigere Lautstärkegrenzen als tagsüber. In Wohngebieten liegen die erlaubten Immissionsrichtwerte bei 35 bis 45 Dezibel (dB), je nach Art des Gebietes.
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Anwohner könnten den Lärm als störend wahrnehmen, es könnte ihren Schlaf beeinträchtigen. Da die Lautstärke eines Windrades oft über dem erlaubten Richtwert liegt, muss der Betreiber eine Nachtruhe für seine betroffenen Anlagen einhalten. Manche Windräder haben direkt an der Turbine Dezibelwerte von mehr als 100 dB.
Erst ab 6 Uhr am Morgen endet die vorgeschriebene Nachtruhe, und die Anlagen dürfen sich wieder drehen und Strom in das Netz einspeisen.

Unterschiedliche Level

Wenn nun gleichzeitig mehrere Anlagen, die gerade viel Strom produzieren und ins Netz einspeisen, wegfallen, kommt es zu einem Netzfrequenzsprung. „Ein Netzfrequenzsprung tritt unmittelbar nach einer größeren Verbundnetzstörung oder bei ungewöhnlich starken Lastwechseln auf“, schreibt RJ2.
Der Netzfrequenzdienst hat dazu fünf Level eingeführt, die die Intensität des Frequenzsprungs veranschaulichen. Ein Sprung vom Level 1 liegt im Bereich von 1.400 bis 1.800 MW. Der Frequenzsprung vom Freitagabend lag im Bereich von Level 4, dem zweithöchsten Niveau.
Solche Sprünge treten mit zunehmender Anzahl an Windkraftanlagen immer häufiger auf. Jedes Level erhöht sich in 400 MW-Schritten. Höhere Level kommen seltener vor. Das letzte Mal, dass das Level 5 erreicht wurde, war am 24. März 2026. In 62 Sekunden fiel die Netzfrequenz um knapp 0,2 Hz beziehungsweise die Leistung um 3.200MW.

Einordnung der Netzfrequenzsprünge nach dem Netzfrequenzinformationsdienst RJ2.

Foto: mf/Epoch Times

Wie gefährlich sind die Frequenzsprünge?

Besonders hoch sind die Frequenzsprünge durch die Abschaltung von Windkraftanlagen meist dann, wenn viel Wind weht, also die Anlagen gerade viel Strom einspeisen.
Solche starken Frequenzsprünge stellen die Stabilität der Netze auf die Probe. Die Regelleistung – oft von flexiblen Gaskraftwerken – muss schnell genug einspringen können, um den Windkraftausfall zu kompensieren.
„Wenn dann beim Wechsel des Kraftwerkseinsatzes etwas schiefgeht, kann es eng werden“, merkte der Energiefachmann Herbert Saurugg kürzlich an. Besonders gefährdet sind Regionen mit vielen Windkraftanlagen. Dort kann es im Ernstfall zu regionalen Stromabschaltungen kommen, wenn die Netzbetreiber die Frequenz nicht schnell genug stabilisieren können.
Bevor es wirklich zu einem flächendeckenden Stromausfall – einem Blackout – kommt, ziehen die Versorger regional kontrollierte Abschaltungen, sogenannte Brownouts, vor.
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Eine mögliche Lösung

Doch es gibt eine offensichtliche Lösung: eine gesetzliche Anpassung zur Staffelung der Abschalt- und Einschaltzeit der Windkraftanlagen. Die Frequenzsprünge entstehen vor allem dadurch, dass alle Anlagen um Punkt 22 Uhr abschalten. Die elektronischen Wechselrichter beenden augenblicklich die Einspeisung. So schnell sind die mechanischen Regelkraftwerke jedoch nicht. Sie benötigen einige Sekunden bis Minuten um, ihre Leistung hochzufahren.
Würden nun einige Anlagen bereits um 21:45 Uhr oder zumindest 21:55 Uhr abschalten und andere erst 22:05 Uhr oder gar 22:15 Uhr, wäre der Zeitraum von rund einer auf zehn oder 30 Minuten gestreckt. Dadurch hätten die Netzbetreiber deutlich mehr Spielraum, die Regelleistung hochzufahren. Die Netzakteure könnten den Leistungsabfall besser bewältigen. Analog könnten die Windräder am Morgen, so der Wind weiterhin weht, wieder gestaffelt zugeschaltet werden.
Wie viele Teilabschaltungen sinnvoll wären und welche Anlagen zuerst und zuletzt vom Netz gehen sollten, ist zum derzeitigen Zeitpunkt unklar und ist vom Gesetzgeber zu klären und zu regeln.
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Deutschlands Strompreise steuern auf neuen Rekord zu

Besonders Solarstrom treibt den Börsenstrompreis regelmäßig in den Keller. - Foto: Lightstar59/iStock

In Kürze:

  • Bis Ende Mai waren die diesjährigen Strompreise an der Börse schon 242 Stunden im Minusbereich.
  • Laut Hochrechnung auf Basis der Entwicklung der vergangenen Jahre könnte daraus ein neuer Jahresrekord werden.
  • Minuspreise entstehen, wenn Kraftwerke – besonders Solar – mehr Strom ins Netz einspeisen, als verbraucht werden kann.
  • Mit jeder Stunde entsteht für die Bürger dadurch eine finanzielle Zusatzbelastung.
 
In diesem Jahr kann Deutschland einen neuen Rekord an Stunden mit negativen Börsenstrompreisen aufstellen. Laut Energieversorger 1KOMMA5° kostete Strom für den deutschen Markt an der europäischen Stromhandelsplattform EPEX Spot von Januar bis einschließlich Ende Mai an 242 Stunden weniger als null Cent pro Kilowattstunde.
Im gesamten vergangenen Jahr waren es 573 Stunden. Im vergangenen Jahr summierten sich die Negativpreisstunden von Januar bis Ende Mai auf 248 Stunden. Nach Hochrechnungen auf Basis der Vorjahreswerte ist in diesem Jahr mit 350 bis 700 Stunden mit Preisen unter Null zu rechnen. Allerdings kann sich diese Prognose noch nach oben oder unten verändern.

In den vergangenen Jahren hat sich die Anzahl der Stunden mit negativen Börsenstrompreisen erheblich erhöht. Aus dem Trend ergeben sich für das laufende Jahr Prognosen von 350 Stunden (auf Grundlage der Mai-Werte) bis knapp über 700 Stunden (aufgrund der Werte Januar bis Ende Mai). Stunden mit Preisen gleich Null sind in der Auswertung nicht berücksichtigt.

Foto: ts/Epoch Times, Daten: Bundesnetzagentur/SMARD

Stunden mit Preisen gleich Null sind in dieser Auswertung nicht berücksichtigt. Hier waren es im Vorjahr 81, im laufenden Jahr sind aktuell rund 100 Stunden zu erwarten.

Wie entstehen Minuspreise?

Minuspreise treten immer dann auf, wenn zu viel Strom auf dem Strommarkt zur Verfügung steht, also die Stromerzeugung höher ist als der Verbrauch. Das geschieht vor allem aufgrund der wetterabhängigen Photovoltaikanlagen und noch zu geringen Batteriekapazitäten.
Von den in der Bundesrepublik installierten 124,6 Gigawatt (GW) Solaranlagen sind rund 50 GW nicht steuerbar, darunter viele kleinere Anlagen. Mit fortschreitendem Zubau steigt auch die Anzahl der nicht steuerbaren Anlagen weiter. Das bedeutet, bei viel Sonnenschein speisen diese Anlagen zunehmend Strom in die Netze, unabhängig davon, ob dieser benötigt wird oder nicht.
Die anderen Regelkraftwerke dürfen in diesen Hochlaststunden jedoch nicht komplett heruntergefahren werden, da sie zur Stabilisierung der Netzfrequenz benötigt werden und meist in den Abendstunden wieder Strom liefern müssen.
Gleichzeitig beträgt der Verbrauch, besonders an Wochenend- und Feiertagen, oftmals nur rund 50 GW. So kommt es immer wieder zu deutlichen Überschüssen im Netz. Am Samstag, 20. Juni, betrug dieser zeitweise 20 GW.
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Warnsignal im System

Bereits im vergangenen Jahr ordnete Wolfgang Gründinger, Sprecher beim Solarenergieunternehmen Enpal, die immer häufiger auftretenden Minusstrompreise ein. Demnach sei diese Marktreaktion ein „Ausdruck einer wachsenden Diskrepanz zwischen Erzeugung und Nachfrage sowie eines unzureichend flexiblen und digitalisierten Energiesystems“.
Einfacher ausgedrückt: Die Differenz zwischen Stromerzeugung und -nachfrage wächst. Gleichzeitig besteht weiterhin ein Mangel an Speichermöglichkeiten, um Stromspitzen abzuflachen. Ferner haben viel zu wenig Haushalte mit kleineren Solaranlagen einen Smart Meter, wodurch die Netzbetreiber bei Bedarf deren Netzeinspeisung steuern könnten.
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Machen Minuspreise den Strompreis günstiger?

Laut 1KOMMA5° lag der durchschnittliche Negativpreis im aktuellen Jahr bis Ende Mai bei –28,65 Euro pro Megawattstunde. Das entspricht etwa –2,87 Cent pro Kilowattstunde vor Steuern und Abgaben. In Spitzenzeiten mussten Stromerzeuger bis über 500 Euro pro Megawattstunde zahlen.
Günstiger wird es dadurch allerdings nur für Stromkunden mit einem dynamischen Stromtarif. In Stunden mit Minuspreisen an der Strombörse können auch sie deutlich günstiger Strom beziehen, wenn auch aufgrund von Steuern, Abgaben und Netzentgelten im Regelfall nicht zu Preisen unter Null.
Wer in dieser Zeit sein E-Auto lädt, kocht oder die Waschmaschine laufen lässt, kann Geld sparen, hat aber oft einen insgesamt höheren Stromverbrauch. Hinzu kommt, dass nur wenige Verbraucher einen solchen Tarif haben und die entsprechende Nutzung zeitliche Flexibilität erfordert.
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Zudem müssen diese Flex-Kunden, etwa bei Strommangel in den Abendstunden, wenn der Börsenstrompreis wieder steigt, entsprechend höhere Preise bezahlen. Stromkunden mit einem konstanten Arbeitspreis merken zunächst nichts von den Marktschwankungen.
Durch die niedrigen Preise entstehen allerdings auch für sie Kosten. Minuspreise sind ein Aufruf, besonders an Stromgroßkunden aus der Industrie, überschüssigen Strom abzunehmen, um das Netz stabil zu halten. Dafür erhalten sie eine Gutschrift vom Energieerzeuger, der sie wiederum zu gewissen Teilen vom Staat erstattet bekommt. Dazu kommen die staatlichen Ausgaben für die gesetzlich garantierten Vergütungen für Betreiber der Erneuerbaren-Energien-Anlagen aus dem EEG-Konto (Erneuerbare-Energien-Gesetz) sowie Kosten für Redispatch-Maßnahmen und Abschaltungen.
An manchen Extremtagen wie dem sonnenreichen 1. Mai 2026 kamen so Kosten von rund 150 Millionen Euro zusammen, die letztlich die Steuerzahler tragen müssen. Auch an den diesjährigen beiden Pfingstfeiertagen lagen die Kosten bei insgesamt 110 Millionen Euro.
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