Schwarzstartfähigkeit

Wie funktioniert ein Schwarzstart und der anschließende Netzwiederaufbau?

Ein schwarzstartfähiges Kraftwerk kann aus dem völligen Stillstand anfahren, ohne Strom aus dem Netz zu beziehen – es nutzt dafür eigene Hilfsenergie, etwa Batterien oder Dieselaggregate, um Steuerung, Pumpen und Erregersysteme zu versorgen. Das ist keineswegs selbstverständlich: Die meisten Großkraftwerke benötigen erhebliche elektrische Leistung für ihre Eigenbedarfssysteme, bevor sie überhaupt produzieren können – nach einem flächendeckenden Stromausfall stünden sie ohne fremde Hilfe still.

Beim Netzwiederaufbau nach einem Blackout dienen schwarzstartfähige Anlagen als Kristallisationskerne: Ausgehend von ihnen werden schrittweise Netzinseln aufgebaut – erst die Leitung zum nächsten Kraftwerk, das dann mit Fremdspannung anfahren kann, dann kontrolliert zugeschaltete Verbraucher, damit Erzeugung und Last in der Insel im Gleichgewicht bleiben. Am Ende werden die gewachsenen Inseln miteinander synchronisiert. Dieser hochkoordinierte Prozess ist in den Netzwiederaufbaukonzepten der Übertragungsnetzbetreiber geplant und wird regelmäßig geübt. Typische Schwarzstartressourcen sind Pumpspeicher- und Laufwasserkraftwerke sowie bestimmte Gasturbinenkraftwerke – Anlagen, die schnell und mit wenig Eigenbedarf anfahren können.

Abzugrenzen ist die Schwarzstartfähigkeit von der Inselbetriebsfähigkeit: Inselbetriebsfähige Anlagen können ein von ihnen versorgtes Teilnetz stabil halten, brauchen zum Anfahren aber unter Umständen selbst Spannung von außen. Für den Wiederaufbau werden beide Fähigkeiten gebraucht – wenige Schwarzstarter zünden den Prozess, viele inselbetriebsfähige Anlagen tragen anschließend die wachsenden Netzinseln.

Wie wird Schwarzstartfähigkeit beschafft und wie verändert sie sich?

Schwarzstartfähigkeit ist eine vertraglich beschaffte Systemdienstleistung: Übertragungsnetzbetreiber kontrahieren geeignete Anlagen und vergüten das Vorhalten der Fähigkeit – ähnlich wie bei anderen Systemdienstleistungen wird bezahlt, dass die Anlage im Ernstfall bereitsteht, nicht erst ihr Einsatz. Die Anforderungen sind hoch: garantierte Verfügbarkeit, regelmäßige Tests und die Fähigkeit, ein Teilnetz mit stabiler Frequenz und Spannung zu führen.

Mit dem Rückgang konventioneller Kraftwerke verändert sich die Ressourcenbasis: Es wird intensiv daran gearbeitet, auch netzbildende Batteriespeicher und Erneuerbaren-Parks mit Grid-Forming-Wechselrichtern für den Netzwiederaufbau zu qualifizieren. Solche Wechselrichter können Frequenz und Spannung selbst vorgeben, statt sich an ein bestehendes Netz anzulehnen – die Eignung für Schwarzstart erfordert darüber hinaus ausreichende Hilfs- und Speicherenergie sowie geeignete Schutz- und Regelungstechnik. Für das Energiesystem der Zukunft ist das entscheidend: Auch ein weitgehend erneuerbares System muss nach einem Totalausfall wieder hochfahren können.

Die Übertragungsnetzbetreiber stimmen ihre Wiederaufbaukonzepte zudem international ab, denn das kontinentaleuropäische Verbundnetz endet nicht an Landesgrenzen: Nachbarnetze können beim Wiederaufbau Starthilfe über Kuppelleitungen leisten. Regelmäßige Schulungen und Simulationstrainings der Leitstellen gehören ebenso zum Konzept wie wiederkehrende technische Tests der kontrahierten Anlagen.

Was bedeutet Schwarzstartfähigkeit für die Notfallplanung von Unternehmen und Hausverwaltungen?

Für Unternehmen und Hausverwaltungen gehört der Netzwiederaufbau in die Notfallplanung. Seine Dauer hängt vom konkreten Ereignis ab und lässt sich nicht pauschal zusagen. Maßgeblich sind die tolerierbare Unterbrechung kritischer Prozesse, geeignete Überbrückung und ein geordneter Wiederanlauf.

Konkret heißt das: Notstromkapazität nicht nur für Minuten, sondern für den relevanten Zeithorizont dimensionieren – inklusive Treibstoffbevorratung und Nachschubplanung. Prozesse definieren, die ein geordnetes Herunterfahren ermöglichen, bevor USV-Batterien erschöpft sind. Und den Wiederanlauf planen: Nach der Rückkehr der Spannung dürfen nicht alle Lasten gleichzeitig anlaufen, und manche Prozesse brauchen definierte Anfahrprozeduren. Kritische Infrastrukturen wie Kliniken oder Rechenzentren unterliegen hier ohnehin regulatorischen Anforderungen; aber auch für produzierende Betriebe und für Hausverwaltungen größerer Wohn- und Gewerbeimmobilien lohnt der Abgleich der Notfallkonzepte mit dem realistischen Zeithorizont eines Netzwiederaufbaus.