Obserwując od lat transformację energetyczną mam wrażenie, że najtrudniejszy etap wcale nie polega na dokładaniu kolejnych paneli, turbin czy magazynów energii. Jest to oczywiście kluczowe, ale jeszcze większy problem zaczyna się wtedy, gdy nowoczesne elementy trafiają do systemu zaprojektowanego dla zupełnie innej epoki. Wtedy prąd może być dostępny, elektrownie mogą pracować, słońce może świecić, wiatr może pomagać, a mimo to cała infrastruktura nie pracuje w sposób idealny.
Co było winne blackoutu w Hiszpanii i Portugalii?
Raport ENTSO-E wskazuje kombinację wielu czynników, które doprowadziły do zeszłorocznego problemu z energetyką. Wymienia m.in. oscylacje, luki w kontroli napięcia i mocy biernej, różne praktyki regulacji napięcia, szybkie redukcje produkcji, odłączenia generatorów w Hiszpanii oraz nierówny poziom zdolności stabilizacyjnych. Efektem tego wszystkiego były szybkie wzrosty napięcia i kaskadowe odłączanie źródeł prądu. Wbrew pozorom, jest to ważna różnica względem “typowego braku prądu”.
Czytaj też: 42 dni nieprzerwanej pracy i wciąż działa na 90%. Chińskie laboratorium testuje coś, co może zmienić twój dach
Gdyby po prostu zabrakło megawatów, mielibyśmy klasyczną historię o deficycie mocy. Gdyby ktoś zaatakował cały system, to mielibyśmy historię cyberbezpieczeństwa. Gdyby zawiodła jedna elektrownia, mielibyśmy przykład awarii technicznej i braku redundancji. Tutaj zadziałało jednak coś innego – fakt, że system nie poradził sobie z parametrami jakości i stabilności pracy sieci. Energia elektryczna to bowiem nie tylko liczba wyprodukowanych megawatogodzin. Sieć musi jeszcze utrzymywać napięcie, częstotliwość, przepływy i stosowne reakcje zabezpieczeń.
Najprościej mówiąc, napięcie w sieci jest trochę jak ciśnienie w instalacji wodnej. Idąc tym tropem, sam fakt, że woda jest w zbiorniku, jeszcze nie wystarcza, aby wszystko dobrze funkcjonowało. Trzeba ją dostarczyć z odpowiednim ciśnieniem i w kontrolowanych warunkach. W elektroenergetyce oprócz mocy czynnej, czyli tego, co większość ludzi kojarzy jako “prąd do zasilania urządzeń”, dochodzi jeszcze moc bierna. Właśnie ona pomaga utrzymywać napięcie w określonych granicach. Gdy napięcie rośnie lub spada zbyt mocno, generatory, transformatory i zabezpieczenia mogą zacząć się odłączać, żeby chronić sprzęt. Problem w tym, że takie odłączenia potrafią pogorszyć sytuację i uruchomić reakcję łańcuchową.
Czy OZE były problemem?
Artykuł na łamach pv magazine wskazuje, że w całym tym zarządzaniu siecią elektroenergetyczną wszystkie instalacje solarne i wiatrowe nie muszą być problemem samym w sobie. Falowniki w elektrowniach słonecznych, farmach wiatrowych czy magazynach energii mogą wspierać regulację napięcia. Mogą reagować bardzo szybko. Mogą dostarczać lub pobierać moc bierną. Mogą w przyszłości zachowywać się w pewnych sytuacjach jak aktywne elementy stabilizujące sieć, a nie tylko jak urządzenia, które “wpychają” energię wtedy, gdy pogoda na to pozwala. Tylko że jest jedno “ale”.
Czytaj też: A takie fajne panele słoneczne były, bo tanie i wydajne. No to teraz pękają
Wszystkie te możliwości muszą być wymagane, opomiarowane, ustawione, przetestowane, wynagradzane i widoczne dla operatora. Bez tego zostają jedynie potencjałem technologicznym, a nie rzeczywiście stosowanym narzędziem operacyjnym. Wspomniany artykuł uderza właśnie w ten punkt. Fakt, że energia z OZE może wspierać napięcie, ale tylko wtedy, gdy reguły, zachęty, łączność i konfiguracja instalacji każą jej to robić. Przed blackoutem hiszpańska sieć była zbyt mocno oparta na konwencjonalnych elektrowniach oraz ręcznej, klasycznej infrastrukturze sieciowej.
Podobny problem widać przy powracającej kwestii wyłączania części fotowoltaiki w Polsce, gdzie nie chodzi o brak energii, lecz o nadmiar produkcji względem możliwości sieci i zapotrzebowania. Z kolei przy prognozach ryzyka niedoborów mocy w Polsce widać drugą stronę tej samej układanki. Fakt, że system musi radzić sobie zarówno z chwilami nadprodukcji, jak i chwilami braku zapasu. Są to dwie różne choroby, ale pacjent jest ten sam i jest nią sieć, która musi działać szybciej niż polityka energetyczna i inwestycje infrastrukturalne.
Lekcja z blackoutu
Hiszpańsko-portugalski blackout nie powinien być traktowany jako prosty argument przeciwko odnawialnym źródłom energii. Znacznie bliżej jest mu do ostrzeżenia przed zbyt wolnym dostosowywaniem sieci do nowych warunków pracy. Jeśli coraz większa część energii pochodzi z instalacji opartych na falownikach, to te instalacje nie mogą być jedynie dodatkowymi źródłami produkcji. Muszą aktywnie uczestniczyć w stabilizacji napięcia, reagować na stan sieci i działać według zasad przygotowanych pod współczesny, rozproszony system. Bez tego transformacja energetyczna będzie tylko jednym wielkim dokładaniem nowoczesnych modułów do starego mechanizmu, który przez większość czasu jeszcze działa, ale w krytycznym momencie nie reaguje wystarczająco szybko.
Czytaj też: Chiny chcą prądu z kosmosu. Energetyka przyszłości, czy wstęp do filmu katastroficznego?
Wygląda więc na to, że przyszłość energetyki nie rozstrzygnie się wyłącznie w liczbie paneli, turbin, magazynów energii czy nowych elektrowni. Rozstrzygnie się również w automatyce, kontroli napięcia, usługach systemowych, jakości pomiarów i zdolności operatorów do panowania nad coraz bardziej dynamiczną siecią. Hiszpania i Portugalia finalnie oczywiście odzyskały prąd, ale sam blackout zostawił po sobie znacznie poważniejsze pytanie. Czy Europa naprawdę modernizuje całą energetykę, czy tylko jej najbardziej widoczną część?
Źródła: ENTSO-E,
