So halten Übertragungsnetzbetreiber das Stromnetz stabil
Seit Jahren immer wieder im Gespräch: der gefürchtete Blackout. Tatsächlich hält unser Stromnetz starken Schwankungen nicht ohne Weiteres stand. Dass wir trotzdem nur wenige Stromausfälle erleben, ist zum großen Teil den Übertragungsnetzbetreibern (ÜNB) zu verdanken. Hier erfährst du, wie die Übertragungsnetzbetreiber das Stromnetz stabil halten und was das mit deiner Photovoltaik-Anlage zu tun hat.
Das Wesentliche in Kürze
Das Übertragungsnetz: In Deutschland werden über das Übertragungsnetz große Mengen Strom quer durch das Land transportiert, wo sie dann an Netze mit niedrigerer Spannung, die Verteilnetze, weitergegeben werden.
Übertragungsnetzbetreiber: Die ÜNB haben die Aufgabe, das Übertragungsnetz auf- und auszubauen und es stabil zu halten. Damit tragen sie entscheidend zu einer sicheren Stromversorgung bei.
Situation in Deutschland: Für das Übertragungsnetz sind in Deutschland insgesamt vier Übertragungsnetzbetreiber zuständig – im Vergleich zu über 850 Verteilnetzbetreibern, die sich um die „kleineren“ Verteilnetze kümmern.
Erneuerbare Energien im Stromnetz: Solar- und Windenergie führen zu Herausforderungen in Bezug auf das Stromnetz, da sie nicht konstant zur Verfügung stehen. Die Übertragungsnetzbetreiber gewährleisten auf verschiedene Arten die Netzstabilität.
Das Übertragungsnetz: wie eine Autobahn für Strom
Ob ein großes Kohlekraftwerk oder ein moderner Offshore-Windpark: Bevor der dort erzeugte Strom letztendlich deinen Kühlschrank powern kann, legt er einige Schritte zurück. Der Weg für eine Kilowattstunde Strom aus einer Windkraftanlage könnte zum Beispiel so aussehen:
In einem Windpark in der Nordsee wird Strom bei mittlerer Spannung erzeugt. Damit dieser über weite Strecken transportiert werden kann, wird die Spannung in einem Offshore-Umspannwerk auf eine höhere Spannungsebene transformiert.
Dadurch kommt es zu weniger Verlusten, wenn der Strom jetzt vom Offshore-Umspannwerk an Land transportiert wird – und zwar über ein Unterwasserkabel, ein sogenanntes Seekabel.
An Land angekommen, dreht der Strom erneut eine Runde durch ein Umspannwerk. Die Spannung wird diesmal auf Höchstspannung transformiert – so ist auch ein Transport über sehr weite Strecken ohne große Verluste möglich.
Damit ist der Strom jetzt fit für das Übertragungsnetz, das quer durch Deutschland reicht. Das Übertragungsnetz kannst du dir vorstellen wie ein Autobahnnetz für Strom: Es führt durch das ganze Land und erlaubt den Transport großer Strommengen.
In der richtigen Region angekommen, steht wieder eine Transformation an: Die Spannung wird abgesenkt, damit der Strom ins Verteilnetz übergeleitet werden kann – metaphorisch gesprochen ins regionale Straßennetz.
Zuletzt kümmert sich eine lokale Transformatorenstation darum, dass du in deinem Haushalt Strom in Niederspannung erhältst.
Deine Waschmaschine kannst du nicht mit Hochspannung betreiben, und bei 230 Volt kannst du Strom nicht sinnvoll von Nord- nach Süddeutschland transportieren. Um die Verluste bei der Strombeförderung gering zu halten, arbeiten die Netzbetreiber in Deutschland mit unterschiedlichen Spannungs- bzw. Netzebenen:
Im Höchstspannungsnetz wird Strom bei 220 oder 380 kV (Kilovolt) transportiert.
Das Hochspannungsnetz arbeitet mit Spannungen von 60 bis 110 kV und deckt hauptsächlich die überregionalen Verteilnetze ab.
Regionale Verteilnetze liegen im Mittelspannungsnetz mit Spannungen von 6 bis 50 kV.
Deinen Haushaltsstrom bekommst du aus dem Niederspannungsnetz mit nur 230 bzw. 400 Volt (nicht Kilovolt).
Zwischen diesen Netzebenen dienen Umspannwerke dazu, den Strom auf eine höhere oder niedrigere Spannungsebene zu transformieren, damit er durch verschiedene Netzebenen geleitet werden kann.
Das Stromnetz in Deutschland ist komplex, wichtig ist aber vor allem die Unterscheidung zwischen dem Übertragungsnetz und dem Verteilnetz: Während das Übertragungsnetz dazu dient, große Mengen an Strom über weite Strecken zu transportieren, sind die Verteilnetze regional angelegt. Deshalb arbeiten die ÜNB auch mit höherer Spannung, denn so kommt es zu geringeren Verlusten beim Transport.
Damit beide Arten von Netzen gut funktionieren, gibt es die Netzbetreiber – sowohl Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) als auch Verteilnetzbetreiber (VNB). Sie haben im Grunde die gleichen Aufgaben, nämlich das Stromnetz auf- und auszubauen, es instand zu halten und eine zuverlässige Stromversorgung sicherzustellen. Gar nicht so einfach, wie du gleich erfahren wirst!
Thriller im Hintergrund: Das leisten die Übertragungsnetzbetreiber
Du drückst auf den Schalter und das Licht geht an. Wahrscheinlich ahnst du nicht, welche aufregenden Prozesse sich dafür im Hintergrund abspielen. Die Übertragungsnetzbetreiber haben nämlich keine geringere Aufgabe, als die Stromversorgung sicherzustellen. Dazu müssen sie zum Beispiel:
das Stromnetz kontinuierlich auf- und ausbauen,
die Wartung und eventuelle Reparaturen übernehmen,
andere Netzbetreiber informieren, damit eine effiziente Zusammenarbeit möglich ist,
die Einspeisevergütung für den Betrieb von Solaranlagen zahlen (und den eingespeisten Strom abnehmen und vermarkten) und vor allem
darauf achten, dass sich erzeugter und verbrauchter Strom die Waage halten.
Gerade Letzteres ist gar nicht so einfach – mehr dazu gleich. Schauen wir uns zuerst an, welche Übertragungsnetzbetreiber es in Deutschland gibt. Das deutsche Stromnetz wird in vier Regelzonen eingeteilt, und jeder Übertragungsnetzbetreiber ist für eine Regelzone verantwortlich:
Amprion: Amprion kümmert sich um das Übertragungsnetz im Westen und Südwesten von Deutschland.
50Hertz: Im Norden und Osten Deutschlands ist der Übertragungsnetzbetreiber 50Hertz für das Netz zuständig.
TenneT: Das Übertragungsnetz, das in der Hand von TenneT liegt, zieht sich von Norden nach Süden quer durch Deutschland.
TransnetBW: TransnetBW überwacht nur einen kleinen Teil des deutschen Übertragungsnetzes – dafür aber den größten Teil von Baden-Württemberg.
Dass es „nur“ vier Übertragungsnetzbetreiber in Deutschland gibt, ist historisch bedingt – und gar nicht so gewöhnlich, denn in vielen europäischen Ländern ist jeweils nur ein einziger Übertragungsnetzbetreiber zuständig. Im Vergleich dazu ist die Anzahl der Verteilnetzbetreiber beeindruckend: Über 850 waren es in Deutschland im Jahr 2023.
Allein die Stromkreislänge (also die Gesamtlänge der elektrischen Leitungen, die der Strom im Stromkreis durchläuft) liegt im Übertragungsnetz in Deutschland bei rund 36.600 Kilometern – damit könntest du fast einmal die Erde entlang des Äquators umrunden.
Aber zurück zum versprochenen Thriller.
Mit Netzstabilität gegen den Blackout
Eine der wichtigsten Aufgaben der Übertragungsnetzbetreiber ist es, die Menge an erzeugtem und verbrauchtem Strom ausgeglichen zu halten. Zusammengefasst wird dieser Bereich unter dem Begriff Systemdienstleistungen.
Gut zu wissen: Was sind Systemdienstleistungen?
Die wichtigsten Systemdienstleistungen der Übertragungsnetzbetreiber sind:
Frequenzhaltung: Die Frequenz im Stromnetz muss konstant bei 50 Hertz liegen. Kleine Abweichungen von bis zu 0,2 Hertz sind unproblematisch.
Spannungshaltung: Ähnlich verhält es sich mit der Spannung im Netz. Je nach Spannungsebene sind Abweichungen von 5 bis 10 Prozent im Rahmen.
Versorgungswiederaufbau: Kommt es doch zum Stromausfall, müssen die Übertragungsnetzbetreiber in der Lage sein, das Netz wieder aufzubauen. Eine wichtige Rolle spielt dabei die Blackstart-Fähigkeit – das Kraftwerk braucht für das erneute Anfahren keine externe Stromquelle.
Betriebsführung: Mit diesem Begriff sind die Überwachung und Steuerung des Netzes gemeint. Die Betriebsführung soll Störungen möglichst verhindern. Auch der Netzschutz gehört dazu.
Um Stromerzeugung und Stromverbrauch im Gleichgewicht zu halten, wird teilweise lange vorausgeplant: Stromerzeuger handeln an der Strombörse mit Stromlieferanten, die Strom einkaufen wollen, um ihn zum Beispiel an dich weiterzugeben. Dazu werden am sogenannten Terminmarkt schon Monate und Jahre im Voraus Verträge geschlossen.
Vollständig vorhersehen lässt sich der genaue Bedarf am Tag X natürlich nicht. Hinzu kommt, dass die Produktion erneuerbarer Energien natürlichen Schwankungen unterliegt – mal wird weniger, mal mehr Strom erzeugt, je nach Wetterlage. Vielleicht hast du auch schon beobachtet, dass an manchen Tagen die Windräder stillstehen, obwohl es windig ist. Der Grund ist dann, dass schon ausreichend Strom im Stromnetz vorhanden ist. Die Windräder werden dann abgeschaltet.
Die Übertragungsnetzbetreiber müssen mit Fingerspitzengefühl die Strommenge im Netz stabil halten, um Überlastungen zu vermeiden. Dazu darf es weder zu viel noch zu wenig Strom geben – das erfordert ständige Korrekturen, um Stromausfälle zu vermeiden. Die ÜNB haben mehrere Möglichkeiten, kurzfristig auf Schwankungen zu reagieren:
Regelenergie: Die Regelenergie ist die erste Reserve, die genutzt wird, wenn zu wenig Strom vorhanden ist – zunächst kann durch das Zuschalten zusätzlicher Kraftwerkskapazitäten problemlos „nachproduziert“ werden.
Abschaltbare Lasten: Industrie oder gewerbliche Betriebe erlauben den Netzbetreibern, ihre großen Verbraucher für kurze Zeit abzuschalten, wenn der Bedarf an Strom groß ist. Im Gegenzug erhalten sie dafür eine Vergütung.
Abregelung: Wenn zu viel Strom zur Verfügung steht, wird es schon schwieriger – wohin damit? Die Abregelung, also das Abschalten von produzierenden Anlagen, kann weiterhelfen.
Zusammenarbeit: Über Kuppelstellen sind die vier Übertragungsnetzbetreiber in Deutschland miteinander, aber auch mit den Übertragungsnetzen anderer Länder verbunden. So ist ein Ausgleich von Ungleichgewichten sogar über die Grenzen hinweg möglich.
Dieses Zusammenspiel läuft die ganze Zeit über – rund um die Uhr. Ständig arbeiten die Netzbetreiber auf Hochtouren dafür, dass das fragile Gleichgewicht erhalten bleibt.
Trag zur Netzstabilität bei – mit Dynamic Pulse
Wenn zu viel Strom produziert wird, sinken die Strompreise. Es ist sinnvoll, gerade zu diesen Zeiten Strom einzukaufen – besonders günstig oder sogar zu negativen Preisen. Richtig gelesen: Du bekommst unter Umständen Geld dafür, wenn du Strom abnimmst und so das Netz entlastest.
Mit einem herkömmlichen Stromtarif hast du allerdings keinen Zugang zur Strombörse. Anders ist das mit Dynamic Pulse, dem dynamischen Stromtarif von 1KOMMA5°. Und dank unserer künstlichen Intelligenz, Heartbeat AI, sicherst du dir zu jeder Zeit den saubersten und günstigsten Strom, ohne dass du selbst die Preise verfolgen musst. Damit hilfst du, das Netz stabil zu halten, erneuerbare Energien zu fördern und deine Stromkosten kräftig zu senken.
Fazit: Das Übertragungsnetz der Zukunft – auch für die Erneuerbaren
Auch wenn du mit deinem Übertragungsnetzbetreiber vermutlich nicht direkt in Kontakt kommen wirst: Für die Zukunft der erneuerbaren Energien sind die Übertragungsnetze extrem wichtig. Solar- und Windenergie bergen großartiges Potenzial, unterliegen aber auch Schwankungen. Außerdem wird immer mehr Solarenergie dezentral von zahlreichen Haushalten in ganz Deutschland erzeugt – vielleicht bald auch auf deinem Hausdach?
Die Übertragungsnetzbetreiber müssen das deutsche Stromnetz fit für diese Aufgaben machen – hin zum Smart Grid. Der Stromtransport muss flexibler sein, die Schwankungen werden mit zunehmender Menge erneuerbarer Energie größer und der grenzüberschreitende Stromhandel gewinnt an Bedeutung. Mit einer Photovoltaik-Anlage und einem intelligent gesteuerten Energiesystem kannst du Teil der umweltrettenden Energiewende werden.