Frenzel sijoittui Sapporon maailmanmestaruuskilpailuissa 2007 normaalikilpailussa 22:nneksi. Kaksi viikkoa Sapporon MM-kilpailuiden jälkeen hän voitti Italian Tarvisiossa järjestetyissä junioreiden MM-kilpailuissa yhdistetyn sprinttikilpailun maailmanmestaruuden ja sai joukkuekilpailussa hopeaa. Liberecin MM-kilpailuissa 2009 hän sai joukkuekilpailussa hopeaa ja oli yhteislähtökilpailussa kahdeksas. Vancouverin olympialaisissa 2010 hän oli joukkuekilpailussa pronssilla ja normaalimäen Gundersen-kilpailussa kymmenes. Oslon MM-kilpailuissa 2011 Frenzel voitti normaalimäen Gundersen-kilpailussa kultaa, sai suurmäen Gundersen-kilpailuissa pronssia ja oli mukana sekä normaalimäessä että suurmäessä hopeaa voittaneessa Saksan joukkueessa. Val di Fiemmen MM-kilpailuissa 2013 hän oli normaalimäen Gundersen-kilpailussa neljäs. Suurmäen Gundersen-kilpailusta hän voitti kultaa. Joukkuesprintissä hän sai pronssia parinaan Tino Edelmann.