Inselbetrieb und Versorgungssicherheit – Warum Redundanz keine unnötige Reserve ist

Stromnetze funktionieren oft jahrzehntelang zuverlässig. Doch aus der Tatsache, dass ein schwerwiegender Störfall lange nicht eingetreten ist, lässt sich nicht ableiten, dass er auch künftig nicht eintreten wird. Versorgungssicherheit entsteht deshalb nicht durch Erfahrung allein, sondern durch Risikoanalysen, geeignete Schutzkonzepte und bewusst geschaffene Redundanzen.

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Kurzfassung

Versorgungssicherheit gehört zu den Kernaufgaben jedes Energieversorgungsunternehmens. Trotzdem entsteht bei langfristig zuverlässig funktionierenden Systemen leicht eine gefährliche Sicherheit: Wenn eine Infrastruktur über Jahrzehnte funktioniert hat, wird daraus geschlossen, dass größere zusätzliche Investitionen nicht erforderlich seien.

Diese Denkweise greift zu kurz.

Bereits in meiner Diplomarbeit zur dynamischen Untersuchung des Würzburger Versorgungsnetzes beim Übergang in den Inselbetrieb zeigte sich, wie entscheidend das Gleichgewicht zwischen Erzeugung und Verbrauch für die Stabilität eines elektrischen Netzes ist. Die Simulationen ergaben, dass sich das untersuchte Netz im damaligen Zustand nur in wenigen Lastsituationen erfolgreich in einen stabilen Inselbetrieb überführen ließ. Insbesondere ein Wirkleistungsdefizit konnte zu einem schnellen Zusammenbruch führen. Angepasste Unterfrequenzeinstellungen, eine veränderte Regelung der Gasturbine und eine gezielte Lastabwurfstrategie verbesserten die Situation erheblich.

Die technische Erkenntnis dahinter ist auch heute aktuell: Kritische Infrastruktur muss nicht nur für den Normalbetrieb ausgelegt werden. Entscheidend ist, wie robust sie auf außergewöhnliche Betriebszustände reagiert.

Daraus ergibt sich eine Managementaufgabe. Redundanz bedeutet nicht, vorsorglich jede Infrastruktur doppelt zu errichten. Sie muss das Ergebnis einer systematischen Risikoanalyse sein. Eintrittswahrscheinlichkeit, Schadenshöhe, Ausfalldauer, Wiederherstellungszeit und mögliche volkswirtschaftliche Folgen müssen den Kosten zusätzlicher Sicherheit gegenübergestellt werden.

Gerade bei Strom-, Wasser- und anderen kritischen Infrastrukturen können die Schäden eines länger dauernden Ausfalls die Kosten einer zusätzlichen Absicherung um ein Vielfaches übersteigen.

Hinzu kommt, dass das Energiesystem komplexer wird. Erzeugungsstrukturen verändern sich, Stromflüsse werden volatiler und Netzbetreiber müssen regelmäßig in den Netzbetrieb eingreifen. Allein 2024 entstanden in Deutschland für das Netzengpassmanagement Kosten von rund 2,9 Milliarden Euro; gleichzeitig erreichte die vorgehaltene Netzreserve mit 8,6 GW einen neuen Höchststand.

Die entscheidende Frage lautet deshalb nicht:

„Wie viel kostet uns zusätzliche Versorgungssicherheit?“

Sondern:

„Welches Risiko gehen wir ein, wenn wir auf sie verzichten?“

Kernaussagen auf einen Blick

• Versorgungssicherheit muss auch außergewöhnliche Betriebszustände berücksichtigen.

• Ein jahrzehntelang störungsfreier Betrieb ist kein Nachweis dafür, dass ein zukünftiges Risiko beherrscht wird.

• Inselbetrieb setzt ein stabiles Gleichgewicht zwischen Erzeugung und Verbrauch voraus.

• Schutztechnik, Regelung und Lastabwurf müssen als Gesamtsystem betrachtet werden.

• Redundanz ist kein Selbstzweck, sondern das Ergebnis einer Risikoanalyse.

• Die Wirtschaftlichkeit von Redundanzen muss auch mögliche Ausfall- und Folgekosten berücksichtigen.

• Mit einem komplexer werdenden Energiesystem gewinnt Resilienz weiter an Bedeutung.

• Versorgungssicherheit ist nicht allein eine technische Aufgabe, sondern eine strategische Führungsentscheidung.

Warum dieses Thema wichtig ist

Elektrische Energie ist die Grundlage nahezu aller modernen Infrastrukturen. Wasserversorgung, Telekommunikation, Verkehr, Industrie, Krankenhäuser und zunehmend auch die Wärmeversorgung sind von einer stabilen Stromversorgung abhängig. Gleichzeitig verändert sich das Energiesystem grundlegend. Dezentrale Erzeugung, erneuerbare Energien, neue Verbraucher und veränderte Lastflüsse stellen Netzbetreiber vor neue Herausforderungen. Versorgungssicherheit darf deshalb nicht ausschließlich anhand des störungsfreien Betriebs der Vergangenheit bewertet werden. Entscheidend ist die Frage, wie widerstandsfähig ein System gegenüber zukünftigen Störungen ist – und welche Investitionen erforderlich sind, um kritische Risiken beherrschbar zu machen.

1. Wenn 30 Jahre nichts passiert ist, ist das kein Sicherheitskonzept

In Infrastrukturunternehmen gibt es einen Satz, den vermutlich viele technische Führungskräfte schon einmal gehört haben:

„Das funktioniert doch seit 30 Jahren. Warum sollte sich daran jetzt etwas ändern?“

Auf den ersten Blick klingt diese Argumentation nachvollziehbar.

Eine Anlage funktioniert. Es gab keine gravierenden Ausfälle. Warum also Millionen investieren, um ein Ereignis abzusichern, das möglicherweise niemals eintritt?

Genau hier beginnt Risikomanagement.

Die Vergangenheit liefert wertvolle Informationen über die Zuverlässigkeit einer Infrastruktur. Sie kann jedoch nicht beweisen, dass ein bestimmtes Ereignis künftig nicht eintreten wird.

Entscheidend sind vielmehr zwei Größen:

Wie wahrscheinlich ist ein Ereignis – und wie groß wäre der Schaden, wenn es tatsächlich eintritt?

Bei kritischen Infrastrukturen können bereits Ereignisse mit geringer Eintrittswahrscheinlichkeit relevant sein, wenn die möglichen Folgen außergewöhnlich hoch sind.

Ein längerer Stromausfall betrifft schließlich nicht nur den Netzbetreiber.

Er kann Produktionsanlagen stilllegen, Verkehrssysteme beeinträchtigen, Kommunikationsnetze treffen und weitere kritische Infrastrukturen in Schwierigkeiten bringen.

Deshalb muss die Bewertung über die unmittelbaren Kosten des Netzbetreibers hinausgehen.

2. Was Inselbetrieb eigentlich bedeutet

Das europäische Stromnetz funktioniert als großes Verbundsystem. Erzeugung und Verbrauch müssen sich dabei permanent im Gleichgewicht befinden.

Wird ein regionales Netz vom übergeordneten Verbundnetz getrennt, entsteht ein Inselnetz.

Von diesem Moment an muss die Insel ihr Gleichgewicht selbst herstellen.

Das klingt zunächst einfach, ist technisch jedoch anspruchsvoll.

Ist die elektrische Last höher als die vorhandene Erzeugungsleistung, entsteht ein Wirkleistungsdefizit. Die Netzfrequenz beginnt zu sinken.

Ist dagegen mehr Erzeugungsleistung vorhanden als benötigt, steigt die Frequenz.

Die Aufgabe besteht deshalb darin, Erzeugung und Verbrauch innerhalb kürzester Zeit wieder miteinander in Einklang zu bringen.

Genau diese Situation wurde in meiner damaligen Diplomarbeit für das Würzburger Versorgungsnetz dynamisch simuliert.

Dafür wurde die 110-kV-Ebene mit den Erzeugungseinheiten und dem Schutzkonzept in PowerFactory modelliert. Anschließend wurden unterschiedliche Betriebs- und Lastsituationen untersucht.

Das Ergebnis war eindeutig:

Im damaligen Ist-Zustand konnte sich das untersuchte Netz nur in wenigen Situationen erfolgreich in einen stabilen Inselbetrieb retten. Sobald die aus dem vorgelagerten Netz bezogene Wirkleistung größer war als die lokal erzeugte Leistung, konnte das Netz sehr schnell instabil werden.

3. Schutztechnik allein reicht nicht

Ein wesentliches Ergebnis der Untersuchung war, dass einzelne technische Maßnahmen die Situation verbessern konnten.

Eine Anpassung der Unterfrequenzrelais führte beispielsweise dazu, dass bestimmte Lastsituationen durch das gezielte Abschalten kompletter 20-kV-Netzgruppen stabilisiert werden konnten. Auch eine Veränderung der Regelungsstrategie einer Gasturbine verbesserte das Verhalten des Inselnetzes.

Die Untersuchung ging schließlich noch einen Schritt weiter.

Es wurde eine Lastabwurfstrategie entwickelt, bei der gezielt so viel Verbrauch abgeschaltet wird, dass Erzeugung und verbleibende Last wieder in ein beherrschbares Verhältnis kommen.

In den damaligen Simulationen ließ sich das untersuchte Netz mit der entwickelten Strategie stabil im Inselbetrieb halten. Für einen länger dauernden Inselbetrieb wären anschließend weitere manuelle oder automatisierte Eingriffe notwendig gewesen.

Das Beispiel zeigt einen wichtigen Grundsatz:

Versorgungssicherheit entsteht nicht durch eine einzelne technische Komponente.

Schutztechnik, Erzeugungsanlagen, Netzregelung, Automatisierung, Lastmanagement und betriebliche Prozesse müssen zusammenspielen.

Ein hervorragend eingestelltes Schutzgerät hilft wenig, wenn die nachgelagerten betrieblichen Abläufe nicht funktionieren.

Umgekehrt kann auch eine zusätzliche Leitung allein keine vollständige Resilienz garantieren.

Das gesamte System muss betrachtet werden.

4. Redundanz ist das Ergebnis einer Risikoanalyse

Redundanz wird in Investitionsdiskussionen häufig zunächst als zusätzlicher Kostenfaktor wahrgenommen.

Eine zweite Einspeisung, zusätzliche Transformatoren, Reserveaggregate oder alternative Versorgungswege kosten Geld – teilweise sehr viel Geld.

Deshalb wäre es falsch, pauschal möglichst viel Redundanz zu fordern.

Die richtige Frage lautet:

Welche Redundanz ist aufgrund unseres Risikos wirtschaftlich gerechtfertigt?

Dafür sollten mindestens folgende Faktoren betrachtet werden:

• Eintrittswahrscheinlichkeit eines Ausfalls,

• mögliche Ausfalldauer,

• direkte Schäden beim Netzbetreiber,

• Auswirkungen auf Kunden und kritische Einrichtungen,

• volkswirtschaftliche Folgeschäden,

• Wiederherstellungsdauer,

• vorhandene Ersatz- und Notfallkonzepte,

• Kosten der zusätzlichen Absicherung.

Erst danach lässt sich sinnvoll entscheiden.

Bei einem unkritischen Betriebsmittel kann es wirtschaftlicher sein, einen Ausfall bewusst zu akzeptieren und im Schadensfall zu reparieren.

Bei einer zentralen Einspeisung für eine Stadt kann die gleiche Strategie völlig unangemessen sein.

Redundanz ist deshalb weder grundsätzlich wirtschaftlich noch grundsätzlich unwirtschaftlich. Sie ist eine bewusste Antwort auf ein zuvor bewertetes Risiko.

5. Nicht nur betriebswirtschaftlich rechnen

Gerade bei kommunaler Infrastruktur reicht eine rein betriebswirtschaftliche Betrachtung häufig nicht aus.

Für einen Netzbetreiber kann eine zusätzliche Einspeisung zunächst wie eine Investition erscheinen, die über viele Jahre kaum einen unmittelbaren Ertrag erwirtschaftet.

Die volkswirtschaftliche Betrachtung kann zu einem völlig anderen Ergebnis führen.

Was kostet beispielsweise ein mehrstündiger oder sogar mehrtägiger Stromausfall für:

• Industriebetriebe,

• Krankenhäuser und Pflegeeinrichtungen,

• Wasserversorgung und Abwasserentsorgung,

• Telekommunikation,

• Einzelhandel,

• Verkehrsinfrastruktur,

• öffentliche Einrichtungen?

Diese Schäden tauchen in der Investitionsrechnung des Netzbetreibers nur teilweise auf.

Für eine Kommune oder eine Region sind sie dennoch real.

Genau deshalb müssen Entscheidungen über kritische Infrastruktur beide

Perspektiven berücksichtigen:

Was kostet die Vorsorge?

und

Was kostet es die Gesellschaft, wenn die Vorsorge fehlt?

Versorgungssicherheit besitzt damit einen Wert, der sich nicht vollständig in der Gewinn- und Verlustrechnung eines einzelnen Unternehmens abbilden lässt.

6. Das Energiesystem verändert sich

Die Anforderungen an Stromnetze haben sich seit meiner damaligen Untersuchung deutlich verändert.

Das Stromsystem wird zunehmend durch dezentrale und erneuerbare Erzeugungsanlagen geprägt. Gleichzeitig entstehen neue Verbraucher, beispielsweise durch Elektromobilität, Wärmepumpen, Rechenzentren und eine zunehmende Elektrifizierung industrieller Prozesse.

Damit verändern sich Lastflüsse und Betriebszustände.

Netzbetreiber greifen deshalb regelmäßig in den Netzbetrieb ein, um Engpässe zu beherrschen und die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Versorgungssystems aufrechtzuerhalten. Die Bundesnetzagentur beschreibt hierfür unter anderem Redispatch- und weitere Netzengpassmanagementmaßnahmen.

Dabei sollte allerdings nicht pauschal behauptet werden, das deutsche Stromsystem sei heute grundsätzlich „instabiler“. Die Versorgungssicherheit ist weiterhin hoch.

Gleichzeitig zeigen die erforderlichen Systemmaßnahmen, welchen Aufwand der sichere Betrieb eines zunehmend komplexen Energiesystems erfordert.

2024 beliefen sich die Gesamtkosten des Netzengpassmanagements nach Angaben der Expertenkommission zum Energiewende-Monitoring auf rund 2,9 Milliarden Euro. Gleichzeitig stieg die vorgehaltene Netzreserve auf 8,6 GW und damit auf einen neuen Höchstwert.

Für Stadtwerke und Netzbetreiber bedeutet das:

Die Anforderungen an vorausschauende Netzplanung, Systemführung und Resilienz werden nicht kleiner.

7. Resilienz beginnt lange vor dem Störfall

Ein Krisenkonzept kann nicht erst entwickelt werden, wenn die Krise bereits eingetreten ist.

Das gilt insbesondere für elektrische Netze.

Im Störungsfall bleiben teilweise Sekunden oder Minuten für Entscheidungen. Schutzsysteme reagieren automatisch. Netzbereiche werden getrennt. Erzeugungsanlagen verändern ihre Leistung. Lasten müssen gegebenenfalls abgeworfen werden.

Die dafür notwendigen Grundlagen müssen vorher geschaffen werden.

Dazu gehören beispielsweise:

• aktuelle Netzmodelle,

• definierte Störungsszenarien,

• abgestimmte Schutzkonzepte,

• klare Verantwortlichkeiten,

• Notfall- und Wiederaufbaukonzepte,

• regelmäßige Übungen,

• dokumentierte Schalthandlungen und

• qualifiziertes Personal.

Auch die beste technische Redundanz hilft wenig, wenn niemand weiß, wie sie im Ernstfall genutzt werden soll.

Resilienz besteht deshalb aus Technik, Organisation und Menschen.

8. Meine Erfahrung aus der Praxis

Das Thema begleitet mich seit vielen Jahren.

Bereits meine erste Diplomarbeit beschäftigte sich intensiv mit Schutzkonzepten und unterschiedlichen Betriebszuständen eines Kraftwerks. Dabei zeigte sich unter anderem, dass einzelne fehlerhafte Schutzeinstellungen im Störungsfall zu einem unnötigen Ausfall eines gesamten Kraftwerksblocks hätten führen können.

In meiner zweiten Diplomarbeit ging es anschließend um die Frage, ob sich das Würzburger Versorgungsnetz bei einer Trennung vom vorgelagerten Netz in einen stabilen Inselbetrieb überführen lässt.

Die damaligen Ergebnisse zeigten konkrete technische Verbesserungsmöglichkeiten.

Meine wichtigste Erfahrung entstand jedoch erst danach.

Zunächst wurden im Wesentlichen die Schutzeinstellungen angepasst. Weitergehende Maßnahmen wurden nicht unmittelbar umgesetzt. Eine Argumentation, die mir aus dieser Zeit besonders in Erinnerung geblieben ist, lautete sinngemäß:

„Das ist 30 Jahre gut gegangen. Warum sollte sich daran jetzt etwas ändern?“

Später wurde die Thematik nach meiner Kenntnis in weiteren wissenschaftlichen Arbeiten vertieft und schließlich erheblich in zusätzliche Einspeiseinfrastruktur für Würzburg investiert.

Für mich liegt darin eine grundsätzliche Erkenntnis, die weit über dieses einzelne Projekt hinausgeht:

Dass ein Risiko über Jahrzehnte nicht eingetreten ist, bedeutet nicht, dass es beherrscht wird.

Führungskräfte müssen deshalb Entscheidungen treffen, obwohl sie wissen, dass die Investition möglicherweise niemals „gebraucht“ wird.

Das ist bei Redundanzen zwangsläufig so.

Wenn die zusätzliche Einspeisung 30 Jahre lang nicht benötigt wird, kann sie rückblickend wie eine überflüssige Investition wirken.

Wenn sie aber nur ein einziges Mal einen schweren Versorgungsausfall verhindert, kann sich die Bewertung innerhalb weniger Minuten vollständig verändern.

Genau deshalb gehört Versorgungssicherheit für mich nicht ausschließlich in die technische Abteilung.

Sie gehört auf die Agenda der Unternehmensleitung.

Handlungsempfehlungen

• Bewerten Sie Versorgungssicherheit systematisch. Verlassen Sie sich nicht ausschließlich auf historische Ausfallstatistiken.

• Definieren Sie kritische Szenarien. Fragen Sie, welche Einzel- oder Mehrfachausfälle Ihr System besonders gefährden.

• Bewerten Sie Redundanzen risikobasiert. Nicht jede Anlage benötigt eine doppelte Absicherung – kritische Infrastruktur möglicherweise schon.

• Betrachten Sie volkswirtschaftliche Folgekosten. Die Auswirkungen eines Versorgungsausfalls reichen häufig weit über das eigene Unternehmen hinaus.

• Untersuchen Sie unterschiedliche Betriebszustände. Ein System, das im Normalbetrieb sicher funktioniert, muss dies nicht automatisch im Störungs- oder Notbetrieb tun.

• Verknüpfen Sie Technik und Organisation. Schutzkonzepte, Notfallprozesse, Personal und Verantwortlichkeiten müssen zusammenpassen.

• Überprüfen Sie bestehende Konzepte regelmäßig. Netze, Erzeugungsstrukturen und Verbraucher verändern sich.

• Treffen Sie Vorsorgeentscheidungen bewusst. Eine nicht benötigte Redundanz ist nicht automatisch eine Fehlinvestition – sie kann genau das Ergebnis erfolgreicher Risikovorsorge sein.

💡 Praxistipp von Hußlein Consulting

Stellen Sie bei der nächsten größeren Investitionsentscheidung zur Versorgungssicherheit nicht zuerst die Frage:

„Was kostet uns die Redundanz?“

Erstellen Sie zunächst ein realistisches Ausfallszenario und fragen Sie:

Was passiert nach 10 Sekunden, nach einer Stunde, nach sechs Stunden und nach 24 Stunden, wenn diese Infrastruktur nicht mehr verfügbar ist?

Erst wenn die technischen, betrieblichen und wirtschaftlichen Folgen bekannt sind, lässt sich beurteilen, welchen Wert eine zusätzliche Absicherung tatsächlich besitzt.

Fazit

Versorgungssicherheit ist kein Zustand, der einmal erreicht wird und anschließend dauerhaft bestehen bleibt.

Netze verändern sich. Erzeugungsanlagen verändern sich. Verbraucher verändern sich. Und damit verändern sich auch Risiken.

Inselbetriebsfähigkeit und Redundanz sind deshalb keine technischen Luxuslösungen. Sie sind mögliche Antworten auf konkrete Risiken – und müssen genau so bewertet werden.

Dabei geht es nicht darum, jedes denkbare Ereignis mit maximalem technischen Aufwand abzusichern. Das wäre weder wirtschaftlich noch sinnvoll.

Es geht darum, die entscheidenden Risiken zu kennen, ihre Folgen realistisch zu bewerten und bewusst festzulegen, welches Sicherheitsniveau ein Unternehmen oder eine Kommune benötigt.

Denn am Ende gilt:

Versorgungssicherheit kostet Geld. Fehlende Versorgungssicherheit kann im entscheidenden Moment ein Vielfaches kosten.

Über den Autor

Rudolf Hußlein verfügt über mehr als 30 Jahre Erfahrung in der Energie-, Wasser- und Infrastrukturwirtschaft. Als Diplom-Ingenieur und MBA war er unter anderem als Monteur, Planungsingenieur, Projektleiter, Führungskraft und Geschäftsführer tätig.

Heute unterstützt er mit Hußlein Consulting Kommunen, Stadtwerke und mittelständische Infrastrukturunternehmen bei Strategie, Projektmanagement, Organisationsentwicklung sowie der erfolgreichen Umsetzung komplexer Infrastrukturprojekte. Sein Beratungsansatz verbindet technische Kompetenz mit Strategie, Organisation und Transformation – praxisnah, unabhängig und mit einem klaren Fokus auf nachhaltige Lösungen.

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