Die schwerwiegende Stromnetzstörung vom 8. Januar 2021 unterstreicht nicht nur die Bedeutung von gesicherter Reserveleistung und Regelenergie. Zugleich wurde deutlich, Wasserkraft trägt in Krisensituationen maßgeblich zur Stabilisierung der europäischen Stromnetze bei und bietet mit Reservehaltung, Regelenergiebereitstellung in Kombination mit hoher Regeldynamik sowie Schwarzstart- und Inselbetriebsfähigkeit ein unabdingbares Asset für die Stabilität und Sicherheit der Energieversorgung in Europa. Eine weitere intelligente Kombination von Stromerzeugern und -verbrauchern im Netz verlangt die Wasserkraft als effizienter, zuverlässiger, flexibler und speicherfähiger Teil der „erneuerbaren Familie“.

Der Bericht zum Ereignis des 8. Januar blickt deshalb über eine Analyse der Stromnetzstörung hinaus und zeigt auf, welche Herausforderungen mit dem laufenden Umbau des europäischen Energiesystems verbunden sind und dass Wasserkraftanlagen zukünftig noch weitergehend zu Netzabsicherung und Versorgungssicherheit beitragen werden.

Ein Frequenzabfall bedingt durch die Auslösung eines Überstromschutzschalters in einem Umspannwerk in Kroatien am 8. Januar 2021 führte beinahe zu einem großflächigen Blackout im europäischen Stromnetz. Als Folge der Schalterauslösung führte eine Kaskade von Ausfällen von Stromleitungen und Schaltanlagen in Südosteuropa zu einer krisenhaften Entwicklung des Betriebszustandes im europäischen Stromnetz, was zur automatischen Systemtrennung des südöstlichen vom nordwestlichen Netzteil führte.

Da vor Eintritt der Störung Strom von Ost nach West exportiert wurde, führte der Erzeugungsüberschuss im Ostteil zu einem Frequenzanstieg auf 50,6 Hz und das Erzeugungsdefizit im Westteil zu einer Unterfrequenz von 49,74 Hz. Das europäische Hochspannungsstromnetz wird normalerweise auf 50 Hz synchronisiert, somit können stärkere Frequenzabweichungen zu systematischen Abtrennungen und Abschaltungen von Teilnetzen und somit auch zu Stromausfällen führen.

Durch rechtzeitig und zielgerichtet eingeleitete Gegenmaßnahmen konnte jedoch ein Blackout vermieden werden. Angesichts der Unterfrequenz im nordwestlichen Teilnetz glichen Großkraftwerke aller Erzeugungsarten mit wesentlichem Beitrag durch große Laufkraftwerke sowie Speicher- und Pumpspeicherkraftwerke nach dem ersten Abfangen durch die Schwungmassen der rotierenden Maschinensätze (Synchronous Inertia) mit rascher Leistungssteigerung über die Aktivierung der Primärregelreserve das Erzeugungsdefizit aus. Weiterhin wurden dafür vertraglich vorgesehene Lasten in Form von Industrieverbrauchern mit einer Leistung von insgesamt 1,7 GW vor allem in Frankreich und Italien vom Netz genommen.

Auch im südöstlichen Teilnetz wurden aufgrund der erhöhten Frequenz automatische und manuelle Gegenmaßnahmen aktiviert. So wurde der Leistungsüberschuss einerseits mit Hilfe der Rücknahme von Erzeugung und der Abschaltung von Erzeugungsanlagen reduziert, und es wurde nach ersten Erkenntnissen andererseits ein forcierter Pumpeinsatz in Pumpspeicherkraftwerken für diese Region eingeleitet, um Energie aus dem System zu nehmen.

Der Dekarbonisierungsprozess des europäischen Stromsystems, verbunden mit dem teilweisen Atomausstieg, schreitet rasch voran und wird zur Erreichung der nunmehr verschärften EU-Klimaziele in den kommenden Jahren weiter intensiviert. Gemeinsam mit der Wasserkraft bilden derzeit die großen thermischen Erzeugungseinheiten das Rückgrat für die Systemflexibilität in allen Zeitbereichen (präqualifizierte Reserveleistung) am Beispiel Deutschland (siehe Abbildung) bis hin zur saisonalen Flexibilität.

Mit dem Ausscheiden großer thermischer Einheiten geht dem System schrittweise ein wesentlicher Teil seiner flexiblen Leistungen (Flexibility Facilities) samt synchroner Inertia verloren. Die Bedeutung der Wasserkraft, hier vor allem die der hochflexiblen Speicher- und Pumpspeicherkraftwerke, wird daher weiter steigen. Dieses Thema liegt im Fokus des ordnungspolitischen Rechtsrahmens der EU (z. B. TEN-E Regulation) bzw. der strategischen Planungspapiere der ENTSO-E (Zehnjahresnetzentwicklungsplan TYNDP 2020 samt Begleitdokumenten), damit das hohe Maß der Stabilität des europäischen Stromnetzes weiterhin sichergestellt bleibt.

Der jüngste Vorfall vom 8. Januar 2021 wird unter Branchenexperten als Warnsignal und weiteres Indiz für das steigende Risiko eines Blackouts gesehen. Krisenvorsorgeexperten prognostizieren schon jetzt, dass binnen der nächsten 5 Jahre mit einem europaweiten Blackout zu rechnen ist, sofern nicht umgehend weitere koordinierte Maßnahmen vorgenommen werden. Foto: Alexander Basile / STEAG GmbH Auch die Schweiz agiert sicherheitsorientiert: In der jüngsten Risikogesamtanalyse für die Schweiz wird ein Blackout als eines der am höchsten angesiedelten Gefährdungspotenziale erkannt. Zur Dämpfung eines nationalen Blackout-Risikos und zur Überbrückung der zu erwartenden Winterlücke infolge des forcierten PV- und Windkraftausbauprogramms wurde der geförderte Ausbau von 2 TWh Großspeicherkraft beschlossen und wird voraussichtlich 2021 gesetzlich verankert werden.

Neben dem Aus- und Umbau des Versorgungsnetzes ist eine weitere intelligente Kombination von Stromerzeugern und -verbrauchern im Netz erforderlich. In diesem Zusammenhang kommt der Wasserkraft als Teil der „erneuerbaren Familie“ insbesondere wegen ihrer hohen Effizienz, Zuverlässigkeit, Flexibilität und Speicherbarkeit eine Schlüsselrolle als Dienstleister für die Versorgungssicherheit und Netzstabilität zu. Daher bleibt die Wasserkraft eine unverzichtbare erneuerbare Energiequelle, die im Rahmen einer ehrgeizigen Energie- und Klimapolitik für Europa weiterzuentwickeln und zu bewahren ist.

Weitere Information unter

www.vgb.org