f97.beDE WERKPLAATS VAN ERIK SCHMIDT
← Alle begrippen

Woordenlijst · Energiesector & energietransitie

Black start

Black start zwartstartcapaciteit elektriciteitsnet heropbouw Blackout bevoorradingszekerheid netbeheer systeemdienst veerkracht

Black start is het vermogen van een productie-installatie, een opslagsysteem of een daarvoor bestemd aggregaat om zonder stroom uit het openbare net op te starten. Daarna moet de installatie spanning, frequentie en vermogen leveren voor het herstel van een uitgevallen elektriciteitsnet. In het Duits is hiervoor de term zwartstartvermogen gebruikelijk. Het gaat er niet eenvoudigweg om dat een installatie na een storing weer kan worden ingeschakeld. Het gaat om het starten vanuit een toestand waarin op het aansluitpunt geen externe elektrische voeding beschikbaar is. De Duitse Bundesnetzagentur omschrijft dit vermogen in haar aankoopconcept zakelijk als volgt: een installatie kan een net vanuit de spanningsloze toestand binnen een vastgelegde termijn weer onder spanning brengen en spanning en frequentie binnen bepaalde grenzen stabiel houden.

Dit onderscheid is belangrijk, omdat de meeste grote centrales zelf stroom nodig hebben voordat ze stroom kunnen leveren. Pompen, smeeroliesystemen, brandstofvoorziening, regeltechniek, bekrachtigingssystemen, koeling, kleppen, omvormers, beveiligingstechniek en communicatie vergen hulpenergie. In normaal bedrijf komt die uit het net of uit de eigenverbruiksrails van de draaiende installatie. Na een grootschalige netuitval ontbreekt deze bron. Een zwartstartcapabele installatie kan deze eerste stap op eigen kracht zetten, bijvoorbeeld met een eigen dieselaggregaat, een batterij of een kleine hulpturbine. Zo vormt zij het vertrekpunt voor het netherstel.

Black start is daarom een bijzondere vorm van systeemdienst. Hij dient niet voor de lopende balancering van productie en verbruik zoals het regelvermogen. Hij vervangt ook geen reserve voor congestie in normaal bedrijf. Black start hoort bij het herstel van de netexploitatie na een ernstige storing. Hij ligt daarmee op het snijvlak van techniek, crisisorganisatie, marktregels en overheidsverantwoordelijkheid voor de leveringszekerheid.

Wat bij een zwartstart technisch geleverd moet worden

Een spanningsloos net is geen lege draad waarin men willekeurig stroom kan invoeden. Om een netdeel weer in bedrijf te nemen is een elektrische referentie nodig. De spanning moet worden opgebouwd en de frequentie moet worden aangestuurd. Leidingen en transformatoren moeten zonder ontoelaatbare inschakelstromen worden bijgeschakeld. Belastingen moeten zo worden opgenomen dat productie en verbruik in elke stap op elkaar aansluiten.

Zwartstartcapabele installaties moeten daarom meer kunnen dan mechanisch aanlopen. Ze moeten in het vroege netherstel netvormend werken. Netvormend betekent: de installatie legt spanning en frequentie op en houdt ze stabiel, in plaats van zich te oriënteren op een bestaande netspanning. Veel wind- en zonne-installaties en veel batterijopslagsystemen werken in normaal bedrijf netvolgend. Hun omvormers voeden in op een bestaand net en synchroniseren zich op de spanning en frequentie daarvan. In een volledig spanningsloos net ontbreekt deze referentiegrootheid. Voor black start zijn daarom synchrone machines, netvormende omvormers of een combinatie van meerdere installaties nodig, die samen een stabiel deelnet opbouwen.

Naast spanning en frequentie speelt blindvermogen een belangrijke rol. Het is nodig om de spanningen in het wisselstroomnet te handhaven en om magnetische velden in leidingen, transformatoren en machines op te bouwen. Onbelaste lange leidingen produceren bijvoorbeeld capacitief blindvermogen en kunnen de spanning verhogen. Grote transformatoren trekken bij het inschakelen hoge inschakelstromen. Een black-startconcept bepaalt daarom niet alleen welke installatie als eerste start. Het legt ook vast welke netpaden achtereenvolgens worden ingeschakeld, welke transformatoren mogen worden bijgeschakeld, welke belastingen aanvankelijk afgekoppeld blijven en welke installaties in welke toestand worden gesynchroniseerd.

Ook de frequentiesturing is veeleisend. In een klein deelnet werkt elke belastingswijziging sterker door dan in het Europese gekoppelde net. Er is minder roterende massa, minder regelreserve en geen compensatie over grote gebieden. Wordt een grotere belasting bijgeschakeld, dan kan de frequentie abrupt dalen. Wordt productie bijgeschakeld zonder dat er voldoende belasting is of de regeling zorgvuldig is afgestemd, dan kan de frequentie stijgen. Black start is daarom een proces van vele gecontroleerde stappen en geen enkele inschakelhandeling.

Afbakening ten opzichte van blackout, eilandbedrijf en noodstroom

Een blackout is een grootschalige ineenstorting van de stroomvoorziening. De Europese netcode voor noodtoestand en netherstel omschrijft de blackouttoestand als een toestand waarin de werking van een deel van of het volledige transmissiesysteem is onderbroken. Daarvan onderscheidt zij de herstelomstandigheid (netherstel-toestand): in deze toestand zijn alle activiteiten erop gericht de netexploitatie te herstellen en de exploitatiezekerheid te waarborgen. Black start is dus een vermogen en een onderdeel van dit herstel, niet de storingstoestand zelf. Een stroomuitval in een stadsdeel of een geplande afschakeling is niet automatisch een blackout. Niet elke heropstart na een storing is een black start.

Eilandbedrijf is verwant, maar niet hetzelfde. Een eilandnet is een van het overige net gescheiden gebied waarin productie en verbruik lokaal in evenwicht worden gebracht. Black start leidt vaak eerst tot een eilandnet, omdat het herstel met kleine deelnetten begint. Eilandbedrijf bestaat echter ook gepland, bijvoorbeeld op eilanden, in industriële netten of in microgrids. Een installatie kan geschikt zijn voor eilandbedrijf zonder vanuit de volledig spanningsloze toestand te kunnen starten. Het Duitse regelgevend kader behandelt beide eigenschappen daarom afzonderlijk. Als zwartstartinstallaties gelden daar installaties die zowel zwartstartvermogen als eilandbedrijf leveren.

Ook de noodstroomvoorziening moet worden afgebakend. Dieselgeneratoren in ziekenhuizen, datacenters of waterwerken beveiligen bepaalde afnemers. Ze starten bij netuitval en voorzien interne installaties van stroom. Voor de bescherming van kritieke infrastructuur is dat belangrijk. Het betekent echter niet dat de installatie het openbare net kan herstellen. Daarvoor zou zij spanning en frequentie voor een netsegment moeten aansturen, beveiligingsconcepten moeten naleven, schakelhandelingen mogelijk moeten maken, met andere installaties synchroniseerbaar moeten zijn en in de planning van de netbeheerder moeten zijn opgenomen. Dat geldt evenzeer voor onderbrekingsvrije stroomvoorzieningen, thuisbatterijen of noodstroominstallaties in gebouwen.

Welke installaties zwartstartcapabel kunnen zijn

Klassiek nemen waterkrachtcentrales, pompaccumulatiecentrales, gasturbines of bijzondere dieselaggregaten de zwartstart voor hun rekening. Waterkrachtcentrales starten betrekkelijk snel en hebben vaak slechts weinig hulpenergie nodig. Pompaccumulatiecentrales komen in aanmerking als ze in turbinebedrijf zonder externe voeding kunnen aanlopen of over eigen startaggregaten beschikken. Gasturbines leveren snel vermogen. Ze hebben echter brandstof, sturing en startsystemen nodig. Bij op gas werkende installaties moet bovendien de gasvoorziening zelf een stroomuitval doorstaan. Duitse transmissiesysteembeheerders eisen hiervoor in hun aanbestedingen, voor zover relevant, een eigen bewijs.

Thermische grote centrales zoals kolen- of kerncentrales zijn doorgaans niet de eerste zwartstartinstallaties. Ze hebben omvangrijke hulpsystemen en lange opstarttijden nodig. In het latere netherstel kunnen ze belangrijk worden, zodra een eilandnet hun eigen verbruik voorziet. In de praktijk wordt daarom vaak eerst een klein, robuust aggregaat gestart. Daarna wordt een netpad naar een grotere centrale opgebouwd om haar hulpbedrijven van stroom te voorzien.

Batterijopslagsystemen kunnen technisch geschikt zijn. Daarvoor moeten hun omvormers netvormend werken, voldoende kortsluitstroom of passende beveiligingsfuncties leveren, voldoende energie opgeslagen hebben en spanning, frequentie en blindvermogen kunnen stabiliseren. Hun sterke punt is de snelle en nauwkeurige regelbaarheid. Grenzen worden gesteld door de energie-inhoud, de duur van het netherstel, de dimensionering van de omvormer en de inpassing in beveiligings- en regeltechniek. Een opslagsysteem dat op de markt voor kortetermijnflexibiliteit wordt geoptimaliseerd, is niet automatisch een betrouwbare black-startbron. Het Duitse recht noemt opslag uitdrukkelijk als mogelijke aanbieder van zwartstartvermogen.

Wind- en fotovoltaïsche installaties kunnen eveneens bijdragen, als ze daarvoor zijn uitgerust. Hun vermogen hangt echter af van weer en tijdstip van de dag. Veel installaties zijn bovendien zo ingesteld dat ze bij abnormale netomstandigheden uitschakelen of pas invoeden nadat een stabiele netspanning is teruggekeerd. Geïnstalleerd vermogen alleen volstaat daarom niet. Nodig zijn gedefinieerde regelfuncties, gewaarborgde beschikbaarheid, communicatievermogen, afgestemde netbeveiliging en procedures voor kleine eilandnetten. Naarmate er meer via vermogenselektronica gekoppelde productie is en minder grote synchrone generatoren, wordt de vraag dringender welke installaties in de toekomst netvormende taken overnemen.

Het netherstel als geplande procedure

In de EU regelt Verordening (EU) 2017/2196 deze procedure. Zij is een netcode inzake de noodtoestand en het netherstel van het transmissiesysteem. Volgens deze verordening moet elke transmissiesysteembeheerder een systeembeschermingsplan en een netherstelplan beschikbaar hebben, in het Engels restoration plan. De plannen moesten uiterlijk 18 december 2018 worden opgesteld in overleg met distributiesysteembeheerders, significante netgebruikers, regulerende instanties en naburige netbeheerders. Ze beschrijven de stappen waarmee de levering wordt hersteld met behulp van installaties met zwartstart- of eilandbedrijfsvermogen. Daartoe behoort ook de gewenste geografische spreiding van dergelijke installaties. De netcode vereist bovendien geschikte communicatiemiddelen en regelmatige toetsing van de ingeplande bedrijfsmiddelen en vermogens.

De procedure begint meestal met een zwartstartcapabele installatie die een klein eilandnet opbouwt. In het begin bestaat dat vaak slechts uit de installatie, een onderstation, enkele leidingen en weinig belastingen. Daarna worden gericht verdere netdelen bijgeschakeld. Via startpaden of herstelpaden bereikt energie centrales die hun eigen verbruik moeten dekken. Met elke extra producent groeit het eilandnet. Na stabilisatie worden meerdere eilandnetten met elkaar gesynchroniseerd. Daarvoor moeten frequentie, spanning en fasepositie voldoende overeenstemmen. Duitse transmissiesysteembeheerders omschrijven hun aanpak als bottom-upstrategie. Het herstel moet dus ook onafhankelijk van naburige netten van onderaf mogelijk zijn. Is een naburig net nog intact, dan kan het herstel ook vanaf daar beginnen.

Het opnemen van belasting is een eigen kritieke stap. Na een langere stroomuitval gedragen afnemers zich anders dan in normaal bedrijf. Koelapparaten, verwarmingen, pompen, laders en industriële installaties kunnen bijna gelijktijdig aanlopen. Dit verschijnsel heet cold load pickup. De belasting na het weer inschakelen kan aanzienlijk hoger zijn dan vlak vóór de uitval. Netbeheerders voorzien afnemers daarom in fasen weer van stroom. Wordt te snel bijgeschakeld, dan kan een instabiel eilandnet opnieuw ineenstorten.

Het netherstel hangt ook af van communicatie en personeel. Het volgende moet functioneren: schakelhandelingen in onderstations, de afstemming tussen transmissiesysteembeheerders en distributiesysteembeheerders, de bereikbaarheid van de controlekamers van centrales, noodcommunicatie, brandstofvoorziening en de toegang tot de installaties. Black start is daarom geen losse eigenschap van een machine. Het vermogen ontstaat uit installatie, netpad, personeel, contracten, tests en organisatorische procedures.

Rechtskader en aankoop in Duitsland

In Duitsland rekent § 12h van de Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) zwartstartvermogen tot de niet-frequentiegebonden systeemdiensten. Het moet in beginsel transparant, non-discriminatoir en marktgebaseerd worden aangekocht. De Bundesnetzagentur kan uitzonderingen vastleggen als aankoop via de markt economisch niet efficiënt zou zijn. Voor de transmissiesysteembeheerders heeft zij geen dergelijke uitzondering verleend. Met de vaststelling BK6-21-023 van 13 januari 2023 heeft zij in plaats daarvan een aankoopconcept voorgeschreven. Volgens dat concept koopt elke voor een regelzone verantwoordelijke transmissiesysteembeheerder zwartstartvermogen zelfstandig aan in aankoopregio's. Voorwerp is het aantal benodigde zwartstartinstallaties. Geschikte installaties in distributienetten moeten worden meegenomen.

De omschakeling verloopt gefaseerd. Uiterlijk twaalf maanden na de vaststelling moest in elke regelzone voor ten minste één aankoopregio een procedure starten. Uiterlijk zes jaar daarna moeten voor alle regio's procedures zijn ingeleid. Op een gunning volgt een voorbereidingstermijn van in de regel drie tot vijf jaar. Daarin kan de aanbieder zijn installatie bouwen of aanpassen. Bij een kortetermijnbehoefte die vooraf niet te voorzien was, kan de voorbereidingstermijn bij uitzondering korter zijn. Met de overeengekomen vergoeding zijn alle prestaties rond het zwartstartvermogen afgedaan.

Distributiesysteembeheerders heeft de Bundesnetzagentur met beschikking BK6-21-360 van 22 februari 2023 vrijgesteld van de verplichting tot marktgebaseerde aankoop. Motivering: het netherstel valt in hoofdzaak onder de verantwoordelijkheid van de transmissiesysteembeheerders. Dergelijke uitzonderingen moeten uiterlijk om de drie jaar worden herzien. Distributiesysteembeheerders blijven niettemin betrokken, omdat veel schakelhandelingen, belastingen, decentrale producenten en kritieke afnemers zich in hun netten bevinden.

Ook de testverplichtingen zijn geregeld. Volgens de EU-netcode moet elke aanbieder die zwartstart met een elektriciteitsproductie-installatie levert, het vermogen ten minste om de drie jaar testen. Voor hoogspanningsgelijkstroomsystemen (HVDC) met zwartstartvermogen geldt een overeenkomstige verplichting. In Duitsland concretiseren de in 2020 door de Bundesnetzagentur goedgekeurde voorwaarden voor aanbieders van systeemdiensten voor netherstel deze voorschriften. Voorzien zijn regelmatige controles, aanvullende tests na herstellingen of langere stilstand, bedrijfsproeven en gezamenlijke simulatortrainingen met de transmissiesysteembeheerder. Een opgave van de fabrikant alleen volstaat dus niet. Zwartstartvermogen moet worden aangetoond en in bedrijf worden behouden.

Economische bijzonderheden

Black start is zelden nodig, maar heeft in de noodsituatie een zeer hoge waarde. De elektriciteitsprijs geeft deze waarde niet weer. Zwartstartvermogen veroorzaakt extra investeringen en verplichtingen: startaggregaten, batterijsystemen, regeltechniek, tests, personeelsbereikbaarheid, documentatie, brandstoflogistiek en bijzondere beveiligingsconcepten. Zonder eigen aankoop en vergoeding zou er weinig prikkel zijn om dergelijke vermogens duurzaam beschikbaar te houden. De kosten van de transmissiesysteembeheerders vloeien in beginsel door in de nettarieven.

Installaties veranderen bovendien in de loop der jaren. Een centrale wordt buiten bedrijf gesteld, een opslagsysteem wordt anders ingezet, een sturing gedraagt zich na een software-update anders, een netpad valt weg door verbouwing, of ervaren personeel verlaat het bedrijf. Zwartstartvermogen is daarom geen blijvende vermelding in een installatielijst. Terugkerende aanbestedingen, contracten en tests moeten ervoor zorgen dat het daadwerkelijk beschikbaar blijft.

Waarom black start met de energietransitie moeilijker en belangrijker wordt

Vroeger stonden in veel regio's grote synchrone generatoren ter beschikking. Zij leverden spanning, frequentie, kortsluitvermogen en roterende massa, zonder dat deze eigenschappen als aparte producten zichtbaar waren. Worden dergelijke installaties minder vaak ingezet of buiten bedrijf gesteld, dan moeten hun systeemfuncties op andere wijze worden geleverd. Tegelijk veranderen windenergie, fotovoltaïsche energie, opslag, elektrolysers, warmtepompen en laadinfrastructuur de vermogensstromen. Veel van deze installaties zijn via vermogenselektronica op het distributienet aangesloten. Dat kan het netherstel ondersteunen als de installaties netvormend, stuurbaar en in de plannen ingebed zijn. Het kan het bemoeilijken als ze bij instabiele omstandigheden uitschakelen, communicatiewegen ontbreken of netbeheerders te weinig weten over de toestand van de installaties.

De elektrificatie van warmte, verkeer en industrie maakt meer afnemers afhankelijk van het elektriciteitsnet. Laadparken, warmtepompen of elektrolysers mogen tijdens het netherstel niet ongecontroleerd aanlopen. Gericht gestuurd kunnen ze echter helpen om in een eilandnet productie op te nemen of frequentie en spanning te stabiliseren. Daarvoor zijn technische stuurbaarheid en duidelijke verantwoordelijkheden nodig.

Veelvoorkomende misverstanden

  • Decentraal betekent niet automatisch eenvoudiger te herstellen: veel kleine installaties zonder afgestemde regeling kunnen tijdens het herstel extra onzekerheid veroorzaken. Beveiligingstoestellen schakelen uit, omvormers wachten op een netreferentie en de invoeding schommelt met het weer. Decentraliteit vervangt geen herstelplanning.

  • Batterijen zijn niet automatisch zwartstarters: ze moeten een gedefinieerde spanning, stabiele frequentie, voldoende blindvermogen en overbelastbaarheid leveren, passen bij de netbeveiliging en voldoende energie opslaan voor de volledige herstelstap. Een opslagsysteem dat kort vóór de storing op de markt is ontladen, valt mogelijk uit. Moet het als black-startbron dienen, dan heeft het bedrijfsregels voor een minimale laadtoestand nodig.

  • Noodstroomaggregaten starten het openbare net niet: een ziekenhuisdiesel beschermt het ziekenhuis, niet het distributienet. Hij is meestal bewust zo geschakeld dat hij geen stroom terugvoedt in spanningsloze leidingen, zodat niemand in gevaar komt. Invoeding in het net vereist synchronisatie, afgestemde netbeveiliging en de vrijgave door de netbeheerder.

  • Een net laat zich niet opstarten zoals een afzonderlijk toestel: het herstel kan naargelang schade, omvang, beschikbaarheid van installaties, communicatiesituatie en netstructuur vele uren duren. Zijn bedrijfsmiddelen beschadigd, ontbreekt brandstof of valt de telecommunicatie uit, dan duurt het langer.

Black start en aanverwante begrippen

Netstabiliteit beschrijft het vermogen van het draaiende systeem om frequentie, spanning en synchronisme binnen toelaatbare grenzen te houden. Black start komt pas in beeld wanneer deze stabiliteit grootschalig verloren is of een gebied spanningsloos is geworden. Regelvermogen stabiliseert het draaiende systeem, black start bouwt een uitgevallen systeem weer op. Flexibiliteit kan bij het netherstel nuttig zijn, maar vervangt het netvormende startvermogen niet. Netreserve, capaciteitsreserve en redispatch moeten congestie en stabiliteitsproblemen vooraf voorkomen. Black start wordt beschikbaar gehouden voor het geval deze voorzorg niet heeft volstaan. Veerkracht omvat het vermijden, beperken en doorstaan van storingen, evenals het herstel daarna. Zwartstartvermogen hoort bij de laatste schakel van deze keten en is een bouwsteen van veerkracht, niet de volledige inhoud ervan.

Wat het begrip zichtbaar maakt

Leveringszekerheid laat zich niet alleen meten aan de hoeveelheid geproduceerde energie. Een installatie kan jaarlijks veel kilowattuur leveren en toch nauwelijks bruikbaar zijn voor het netherstel. Een andere draait zelden, maar is onmisbaar voor het eerste startpad. Een centralepark kan in de balans voldoende stroom produceren en toch te weinig herstelvermogen bieden. Wie discussieert over buitengebruikstellingen, centralestrategieën, opslagsteun of netvormende omvormers, zou zwartstartvermogen daarom niet als randdetail moeten behandelen. Het is echter ook geen argument om willekeurige oude installaties duurzaam in stand te houden. De inhoudelijke vraag luidt: welke herstelfuncties zijn in welke regio nodig, welke alternatieven zijn er, hoe worden ze getest, en wie draagt verantwoordelijkheid en kosten?

Black start is daarmee noch een gewone herstart noch een algemene crisisbestendigheid. Het begrip beschrijft het geteste vermogen om vanuit een spanningsloze toestand weer een ordelijke netexploitatie op te bouwen: eerst lokaal, vervolgens via vastgelegde netpaden en ten slotte door de synchronisatie van grotere netdelen.

Bronnen

Gerelateerde begrippen

Edited by eCMS on 11.11.2026 16:01

© 2026 Erik Schmidt. All rights reserved. Quotations with a link to the source are welcome.