Schwarzstartfähige Kraftwerke – Was geschieht nach einem Blackout?

Was geschieht nach einem Blackout? Der Wiederaufbau des Stromnetzes erfordert spezielle Anlagen, die in der Lage sind, einen sogenannten Schwarzstart durchzuführen. Dazu zählen insbesondere Pumpspeicher- sowie Gas- und Kohlekraftwerke. Wind- und Solarenergie sind hierbei nicht ausreichend, da sowohl die Stromproduktion als auch der Verbrauch über ein Inselnetz schrittweise wiederhergestellt werden müssen, wobei ein empfindliches Gleichgewicht gefunden werden muss.

Erst wenn eine genügend große Netzlast erreicht ist, kann man schwankende Erzeugungskapazitäten zuschalten. Die Dezentralisierung erschwert den Wiederaufbau des Netzes und kommt nur denen zugute, die tatsächlich in der Lage sind, sich selbst zu versorgen. Dazu gehören Eigenheimbesitzer mit einer Batterie und einer Solaranlage auf dem Dach, die ihre kleinen Inseln (der dann Begünstigten) weiterhin mit Energie versorgen können – zumindest für eine gewisse Zeit. Auch große Industrieunternehmen mit eigener Stromversorgung haben diese Möglichkeit.

Der Neustart der regulären Stromversorgung stellt bereits eine erhebliche Herausforderung dar. Bei einem Blackout sind nicht nur die Übertragungsleitungen betroffen, sondern auch die Kraftwerke haben keinen Strom mehr, denn ab einer bestimmten Frequenzabweichung vom Sollwert (50 Hertz) schalten sie aus Sicherheitsgründen ab, um Schäden an den Anlagen zu vermeiden. Doch ein Kraftwerk lässt sich nicht einfach wieder aktivieren, und ein ganzes Stromnetz erst recht nicht. Bei einem großflächigen Blackout muss zunächst jedes Land eigenständig für seinen Strombedarf sorgen; zunächst entstehen Teilnetze, bevor stabile lokale Netze wieder verbunden werden können.

Die meisten Kraftwerke können jedoch nicht eigenständig hochfahren; sie benötigen zum Starten sowohl Strom als auch eine Frequenzvorgabe von 50 Hertz. Hier kommen spezielle, schwarzstartfähige Kraftwerke ins Spiel, die nach einem Netzzusammenbruch oder dem Verlust der Netzfrequenz in der Lage sind, sich selbstständig hochzufahren und anschließend mit dem von ihnen erzeugten Strom nach und nach weitere Kraftwerke zu aktivieren und letztlich das gesamte Stromsystem wiederherzustellen. Diese schwarzstartfähigen Kraftwerke benötigen vergleichsweise wenig Energie für den Neustart und sind nicht auf externen Netzstrom angewiesen; sie decken ihren eigenen Bedarf für den Wiederanlauf selbst. Sie sind sowohl für den Betrieb im Netzparallelbetrieb als auch im Inselbetrieb konzipiert und können im Inselbetrieb reguliert werden sowie sukzessive Lastzuschaltungen bewältigen.

Schwarzstartfähige Kraftwerke werden gezielt unter Vertrag genommen, um im Bedarfsfall das Stromnetz wieder in Betrieb nehmen zu können. Geeignet für einen Schwarzstart sind beispielsweise Wasser-, Pumpspeicher- und Gaskraftwerke, die innerhalb kürzester Zeit betriebsbereit gemacht werden können, um Strom zu erzeugen. Ihre Leistung reicht aus, um nicht schwarzstartfähige Kraftwerke erneut hochzufahren und erste Versorgungsinseln zu schaffen; von dort aus wird weitere Spannung verteilt, sodass das Netz schrittweise wieder aufgebaut werden kann. Allerdings birgt die Resynchronisierung mit dem Netz sowie das Verbinden der Netzinseln das Risiko, dass mögliche Fehlfunktionen zu einem erneuten Totalausfall des bereits wiederhergestellten und verbundenen Netzbereichs führen können – zudem handelt es sich dabei um einen äußerst komplexen und langwierigen Prozess: Je nach Ausmaß des Blackouts kann es Tage oder sogar Wochen dauern, bis das Netz wieder stabil funktioniert.

Beispiele für schwarzstartfähige Kraftwerke sind das Gasturbinenkraftwerk Thyrow, sowie die Pumpspeicherkraftwerke Goldisthal und Markersbach. Hierzulande gibt es mehrere schwarzstartfähige Kraftwerksblöcke, die teils aktiv am Strommarkt teilnehmen und teils stillgelegt sind und als Reserve gehalten werden. In Österreich und der Schweiz existieren jeweils nur einige wenige schwarzstartfähige Kraftwerke. Ein koordinierter Schwarzstart mit hundert Kraftwerken ist jedoch wesentlich anspruchsvoller als mit einer kleinen Anzahl von Kraftwerken.