Fallstudie: Europäische Netzstörung vom 4. November 2006

Was am 4. November 2006 passiert ist

Am Abend des 4. November 2006 floss viel Strom von Ost nach West durch Deutschland – aus internationalem Handel und aus Windstrom, der innerhalb Deutschlands verteilt werden musste. So beschreibt es der Abschlussbericht der UCTE, der damaligen Vereinigung der Übertragungsnetzbetreiber in Kontinentaleuropa (heute Teil von ENTSO-E). Gegen 22:10 Uhr schalteten sich in Norddeutschland mehrere Hochspannungsleitungen nacheinander ab. Innerhalb von Sekunden zerfiel das europäische Verbundnetz in drei getrennte Gebiete: West, Nordost und Südost.

Im Westgebiet – dazu gehörten unter anderem Frankreich, Spanien, Portugal, Italien, die Benelux-Staaten, die Schweiz und Teile Deutschlands und Österreichs – fehlte plötzlich Strom aus dem Osten, laut UCTE rund 8.940 Megawatt. Die Netzfrequenz, die normalerweise bei 50 Hertz liegt, fiel binnen 8 Sekunden auf etwa 49 Hertz. Im Nordosten war es umgekehrt: zu viel Erzeugung, die Frequenz stieg laut den Regulierern bis auf 51,4 Hertz. Der Südosten kam mit einem leichten Absinken auf etwa 49,7 Hertz davon.

Die Folge im Westen: Mehr als 15 Millionen europäische Haushalte waren ohne Strom. Die Europäische Kommission nannte Frankreich als am stärksten betroffen, mit 5 Millionen Kunden; in Deutschland waren es ebenfalls Millionen, in Belgien, den Niederlanden, Italien und Spanien einige Hunderttausend.

Warum eine Schiffsüberführung das Netz betraf

Eine Werft an der Ems wollte ein Schiff über den Fluss zur Nordsee überführen. Dafür musste die 380-Kilovolt-Doppelleitung Conneforde–Diele, die die Ems überquert, abgeschaltet werden. Das ist nach dem Bericht der europäischen Regulierer vorgeschrieben, um Gefahren zu vermeiden, wenn Teile eines Schiffs den Leitungen nahe kommen. Laut UCTE war eine solche Abschaltung in den Jahren zuvor schon mehrfach erfolgt.

Ursprünglich war sie für den 5. November ab 01:00 Uhr geplant und mit den benachbarten Netzbetreibern abgestimmt. Am 3. November bat die Werft, den Termin um drei Stunden auf 22:00 Uhr am 4. November vorzuziehen. Der zuständige Netzbetreiber stimmte vorläufig zu. Die Nachbarn erfuhren nach dem UCTE-Bericht erst am 4. November um 19:00 Uhr von der neuen Zeit. Die für die Nacht vorgesehene Verringerung des Stromaustauschs mit den Niederlanden ließ sich so kurzfristig nach den geltenden Handelsregeln nicht mehr umsetzen.

Um 21:38 und 21:39 Uhr wurden die beiden Stromkreise über die Ems abgeschaltet. Der Strom verteilte sich auf andere Leitungen, die dadurch hoch belastet waren. Eine davon, die Verbindungsleitung Landesbergen–Wehrendorf zwischen zwei deutschen Netzbetreibern, überschritt kurz nach 22:05 Uhr ihren Warnwert. Um 22:10 Uhr versuchte die Leitwarte, den Strom auf dieser Leitung durch eine Umschaltung im Umspannwerk zu senken. Nachträgliche Simulationen zeigten: Der Strom stieg dadurch, statt zu sinken. Die Schutzeinrichtung schaltete die Leitung ab, und die Kaskade begann.

Was die Berichte als Ursachen nennen

Die UCTE nennt zwei Hauptursachen. Erstens war nach dem Abschalten der Ems-Leitung das sogenannte N-1-Kriterium nicht mehr erfüllt. Diese Grundregel des Netzbetriebs besagt: Fällt ein einzelnes Element aus – eine Leitung, ein Transformator, ein Kraftwerk –, darf das keine Kaskade auslösen. Vor der Abschaltung war die Lage nach dem Bericht nur erfahrungsbasiert eingeschätzt, aber nicht durchgerechnet worden.

Zweitens war die Abstimmung zwischen den Netzbetreibern unzureichend. Die vorgezogene Abschaltung wurde den Nachbarn sehr spät mitgeteilt und nicht ausreichend vorbereitet. Hinzu kam: Die Schutzeinrichtungen an den beiden Enden der Leitung Landesbergen–Wehrendorf waren unterschiedlich eingestellt. Auf der einen Seite löste sie bei 2.100 Ampere aus, auf der anderen erst bei 3.000 Ampere. Dieser Unterschied wurde bei der Einschätzung der Lage nicht berücksichtigt.

Beide Berichte halten fest, dass weder außergewöhnliches Wetter noch ein technischer Defekt die Störung verursacht haben. Die Regulierer nennen das beunruhigend. Sie kommen zum selben Kern wie die UCTE und sehen zusätzlich ein drittes Problem: Viele kleinere Erzeuger, die an den Verteilnetzen hängen, konnten die Übertragungsnetzbetreiber weder steuern noch beobachten.

Was funktioniert hat – und was nicht

Funktioniert haben vor allem die automatischen Schutzpläne. Sinkt die Frequenz, werfen Relais in den Verteilnetzen stufenweise Verbraucher ab und schalten Pumpspeicherwerke ab, die gerade Strom aufnehmen. Genau das geschah: Laut UCTE wurden rund 17.000 Megawatt Verbrauch und 1.600 Megawatt Pumpleistung abgeworfen. Diese Abschaltungen trafen die Haushalte, die im Dunkeln saßen – aber so fing sich das Netz. In den beiden Gebieten mit Unterfrequenz war die normale Frequenz nach etwa 20 Minuten wieder erreicht.

Die UCTE fasst zusammen: Dank der automatischen Gegenmaßnahmen in jedem Regelgebiet und zusätzlicher Handgriffe der Netzbetreiber wenige Minuten später blieb ein europaweiter Blackout aus. Die drei Teilnetze waren nach knapp 40 Minuten wieder verbunden, nach weniger als zwei Stunden herrschten in allen Ländern wieder normale Verhältnisse. Die UCTE nennt das angesichts der Schwere eine bemerkenswerte Leistung.

Nicht funktioniert hat der Überblick. Nur wenige Netzbetreiber im Westen wussten nach dem UCTE-Bericht 10 bis 20 Minuten nach dem Ereignis von der Trennung zwischen Ost und West. Dass das Netz in drei Teile zerfallen war, erfuhren die meisten erst am 5. November. Mehrere Versuche, die Teilnetze wieder zu verbinden, scheiterten. Manche Verteilnetzbetreiber schalteten Kunden wieder zu, ohne sich mit dem Übertragungsnetz abzustimmen, und erschwerten damit die Stabilisierung. Zudem schalteten sich viele kleinere Erzeuger beim Frequenzabfall ab und später unkontrolliert wieder zu.

Lehren der Berichte

Die UCTE formuliert fünf Empfehlungen. Die Anwendung des N-1-Kriteriums soll überprüft werden: mit Blick auf die Nachbarnetze, mit Simulationen von Ausfällen außerhalb des eigenen Gebiets und mit verpflichtender, regelmäßiger Online-Berechnung. Für große Störungen soll es einen gemeinsamen Masterplan geben, der Lastabwurf soll überdacht und der Wiederaufbau zwischen Übertragungs- und Verteilnetzbetreibern klar abgestimmt werden.

Außerdem empfiehlt die UCTE gemeinsame Schulungen und besseren Datenaustausch zwischen benachbarten Netzbetreibern, eine Plattform, auf der alle den Zustand des Gesamtnetzes in Echtzeit sehen, und gleiche Anforderungen an alle Erzeuger, ob am Übertragungs- oder am Verteilnetz.

Die europäischen Regulierer gehen weiter. Sie kritisieren, dass die Sicherheitsregeln des Verbundnetzes nicht rechtlich verbindlich sind, sondern auf freiwilligen Vereinbarungen der Netzbetreiber beruhen. Sie fordern einen verbindlichen europäischen Rahmen mit Überwachung, regelmäßige Sicherheitsberechnungen durch alle Netzbetreiber und verpflichtend getestete Wiederaufbaupläne. Die Europäische Kommission schloss sich der Forderung nach verbindlichen gemeinsamen Netzsicherheitsstandards an.

Warum der Verbund Risiko und Schutz zugleich ist

Das europäische Verbundnetz wurde nach dem UCTE-Bericht über Jahrzehnte gebaut, damit sich die nationalen Netze gegenseitig stützen. Am 4. November 2006 zeigte sich die Kehrseite: Eine Schaltung in Norddeutschland wirkte bis nach Portugal und Italien. Je enger die Netze verbunden sind und je mehr Strom über weite Strecken fließt, desto wichtiger wird die Abstimmung – das ist der Kern beider Berichte.

Zugleich hat der Verbund geholfen. Im Nordosten konnten Polen und Tschechien laut UCTE den überschüssigen Windstrom aus Teilen Ostdeutschlands aufnehmen, indem sie ihre Kraftwerke drosselten. Und weil jedes Regelgebiet seine Schutzpläne automatisch auslöste, blieb der Zusammenbruch aus. Die Regulierer weisen aber auch darauf hin, dass der Vorfall leicht zu schwereren Blackouts in einigen Gebieten hätte führen können.

Was das für dich heißt

Die Störung kam an einem Samstagabend, ohne jede Vorwarnung, und nach weniger als zwei Stunden herrschten wieder normale Verhältnisse. So kann jeder Stromausfall beginnen: plötzlich, und am Anfang weiß niemand, wie lange er dauert. Selbst die Netzbetreiber hatten in den ersten Minuten kein vollständiges Bild. Für diese Unsicherheit lohnt sich eine kleine Grundvorsorge, die im Dunkeln sofort greifbar ist. Wie lange andere Lagen dauerten, vergleicht der Artikel „Wie lange echte Lagen dauerten“.

• Eine Taschen- oder Stirnlampe an einem festen Ort, den alle im Haushalt kennen.
• Ein Radio mit Batterie oder Kurbel, um zu erfahren, ob der Ausfall örtlich ist oder großräumig.
• Eine geladene Powerbank für das Telefon.
• Ein Grundvorrat an Wasser und Essen, 2 Liter Trinkwasser pro Person und Tag – für den Fall, dass es doch länger dauert.