Die Stadtwerke Schwäbisch Hall erproben neue Konzepte, um die Stromversorgung nach einem Blackout schnell wiederherzustellen. In Schwäbisch Hall und Leimen wollen sie einen Stromausfall simulieren und die Bevölkerung durch ein sogenanntes Inselnetz versorgen. Peter Breuning, Abteilungsleiter Netztechnik, erklärt die Details.

Herr Breuning, welche Rolle spielen Inselnetze in einem Land wie Deutschland?
Wie das Wort schon vermuten lässt, liegt sein Ursprung in der Stromversorgung von Inseln, die keine Verbindung zum Festland haben. Allgemein meint man mit einem Inselnetz die Versorgung einer Stadt, eines Industrieareals oder auch einzelner Häuser, die keinen Anschluss an das europäische Verbundnetz haben oder sich bei einem Ausfall der vorgelagerten Netzebene entkoppeln und sich selbst versorgen. Die Unterbrechung kann auch nur vorübergehend sein, beispielsweise nachdem wichtige Systemkomponenten ausgefallen sind. Ein derartiger Ausfall kommt relativ selten vor, da elektrische Versorgungssysteme nach dem (n-1)-Prinzip aufgebaut sind. Das bedeutet, wichtige Leitungen und Bauteile wie Trafos sind redundant vorhanden und die Versorgung kann über andere Trafos oder Leitungen erfolgen, gegebenenfalls nach einer Umschaltung des Netzes. Wenn die Stromversorgung in einem abgegrenzten Areal dennoch weiterläuft, spricht man vom sogenannten Verinseln oder einem Inselnetz. Uns als Stadtwerke Schwäbisch Hall interessiert vor allem, wie wir Inselnetze gemeinsam mit anderen Netzbetreibern gezielt dazu nutzen können, um die Versorgung auch nach kritischen Situationen schnell wiederherzustellen. Denken Sie zum Beispiel an den Blackout im Jahr 2006, als Teile des europäischen Verbundnetzes ausfielen. Nach dem Abschalten einer Leitung im Übertragungsnetz führte ein plötzlicher Lastanstieg auf den restlichen Systemen zu einem Dominoeffekt: Der in die Netze integrierte Frequenzschutz schaltete in der Folge einige Umspannwerke ab. Durch diesen Frequenzschutz konnte ein Ausfall weiterer Netze und Gebiete verhindert werden.

Wie genau kann ein Inselnetz dabei helfen, die Stromversorgung nach einem Blackout schnell wieder aufzubauen?
Stellen wir uns den unwahrscheinlichen Fall vor, es gäbe in Europa einen großflächigen Stromausfall. Bisher sind in Deutschland nur die vier Übertragungsnetzbetreiber und einige wenige große Verteilnetzbetreiber wie wir in der Lage, den Wiederaufbau der Versorgung zu koordinieren oder beim Netzaufbau die vorgelagerten Netzbetreiber zu unterstützen. Der Ablauf wäre dann so: Wir würden zunächst die Leistung eines bestimmten schwarzstartfähigen Kraftwerks hochfahren. Viele Anlagen zur Stromerzeugung funktionieren nämlich ohne Stromversorgung selbst nicht, da zum Start die Versorgung der Steuerungskomponenten und gegebenenfalls der elektrischen Anlasser notwendig sind. Im nächsten Schritt schalten wir eine passende Zahl von Stromverbrauchern zu, die von dem Kraftwerk versorgt werden können. Hierbei ist die Einspeiseleistung und die Netzabgabe von besonderer Wichtigkeit, Erzeugung und Abnahme sollten im Gleichgewicht sein, wie bei einer Waage. Schrittweise integrieren wir dann immer mehr Kraftwerke und Verbraucher in das elektrische System. So bauen wir einzelne Inseln auf, die wieder sicher versorgt werden. Das schrittweise Vorgehen ist so wichtig, weil sich die Spannung in den Leitungen erst nach und nach wieder aufbauen muss. Der letzte Schritt wäre dann, die Inseln wieder zu synchronisieren und zum Verbundnetz zusammenzuschalten. Letztlich sichern Inselnetze so die Versorgung.

In welchen Fällen könnten Inselnetze wichtig werden?
Ich habe selbst schon einige Fälle erlebt, in denen ein kleines Verteilnetz für eine gewisse Zeit komplett ausgefallen ist. Das kann an einem Brand in einem Umspannwerk liegen oder beispielsweise an einem Sturmschaden. Weil wir unsere Schutzkonzepte ständig weiterentwickeln, bin ich der Überzeugung, dass der Versorgungsaufbau über Inselnetze ein zeitgemäßes Konzept ist, für das wir unsere Kompetenzen ausbauen sollten. Bei einem Blackout würden in einem Inselnetz dann für eine gewisse Zeit zumindest noch grundlegende Dinge wie die Wasser- und Wärmeversorgung funktionieren und die Bewohner könnten sich an Automaten mit Bargeld versorgen oder an Tankstellen Sprit zapfen. Für die Zukunft kommt es darauf an, durch Inselnetze auch große Lastschwankungen zu beherrschen und die Möglichkeiten von Batteriespeichern in Inselnetzen zu erproben.

Wie werden die Stadtwerke Schwäbisch Hall Inselnetze im Rahmen von C/sells erproben?
In unserer Leitwarte steuern wir 22 Verteilnetze in Deutschland mit über 560.000 Einwohnern. Im Projekt C/sells werden wir simulieren, wie wir ein Inselnetz nach einem großen Blackout im europäischen Verbundnetz aufbauen. Ausgangspunkt wird das Inselnetz in Schwäbisch Hall sein. In der Simulation wird es so sein, dass sich die Menschen durch das Inselnetz schon sehr früh wieder mit Strom versorgen können und nicht warten müssen, bis das gesamte europäische Verbundnetz wieder funktioniert. Parallel testen wir im Netzgebiet Leimen, wie sich zwei Wohnhäuser nach einem Blackout für zwei bis drei Stunden über einen Batteriespeicher versorgen lassen. Für C/sells ist dieser Teil des Tests sehr wichtig, denn in den nächsten Jahren werden sich Batteriespeicher in immer mehr Haushalten und Gewerbebetrieben verbreiten. Die Idee ist, dass auch die Nachbarn von Batterie-versorgten Häusern während eines Versorgungswiederaufbaus die allernötigsten alltäglichen Dinge erledigen können, beispielsweise um für Babys und Kranke Essen zu erwärmen.

Warum testen gerade die Stadtwerke Schwäbisch Hall ein Inselnetz?
In unserem eigenen Netzgebiet haben wir bei einer Netzabgabe von 70 Megawatt ein Vielfaches an Erzeugungsleistung. Insgesamt sind es 150 Megawatt an Anlagen zur Stromerzeugung – also Photovoltaik, Windkraft und Kraft-Wärme-Kopplung. Außerdem steuern wir in unserer Leitwarte Verteilnetze in unterschiedlichen Regelzonen. Die anderen Stadtwerke, für die wir diese Dienstleistung erbringen, möchten ebenfalls wissen, welche Möglichkeiten Inselnetze bieten. Zusätzlich verfügen wir über eine besonders sichere Kommunikationsverbindung über Satellit, durch die wir mit übergelagerten Netzbetreibern auch während eines Stromausfalls kommunizieren können, wenn andere Kommunikationsmöglichkeiten ausgefallen sind.

Mehr Infos:
Video der Stadtwerke Schwäbisch Hall zur Versorgungssicherheit Baden-Württemberg
Was ist ein Netzentwicklungsplan?