Didžiausias per 20 metų Europoje elektros energijos tiekimo sutrikimas Pirėnų pusiasalyje šios savaitės pradžioje sukėlė chaosą Ispanijos, Portugalijos ir dalies Prancūzijos gyventojams. Tačiau po to viso žemyno vyriausybėms kilo bendras klausimas: ar ir čia gali nutikti tas pats?
Europos politiniai lyderiai ir energetikos sistemų operatoriai patikino, kad tokie elektros energijos tiekimo sutrikimai pasitaiko itin retai ir kad Europos elektros tinklai yra vieni stabiliausių pasaulyje.
Vis dėlto energetikos ekspertai įspėjo, kad nors plataus masto elektros energijos tiekimo sutrikimai gali būti reti, joks tinklas nėra apsaugotas nuo griūties.
Kardifo universiteto (Jungtinė Karalystė) inžinerijos mokyklos vadovas profesorius Jianzhong Wu britų laikraščiui „The Guardian“ sakė, kad elektros energijos tiekimo sutrikimai „gali įvykti bet kur“.
„Nepaisant šiandieninių aukštų patikimumo standartų, vis dar gali nutikti mažai tikėtinų, bet didelį poveikį turinčių gedimų. Šie tinklai nėra suprojektuoti taip, kad juose būtų visiškai išvengta elektros energijos tiekimo sutrikimų, nes norint pasiekti tokį patikimumo lygį reikėtų daug didesnių investicijų, nei tai ekonomiškai įmanoma“, – sakė jis.
Jungtinės Karalystės vyriausybės remiamos organizacijos „Energy Systems Catapult“ vyresnioji vadybininkė Charmalee Jayamaha sakė: „Jokia sistema negali būti 100 proc. atspari“, todėl riziką „reikia derinti su mūsų noru mokėti už jos mažinimą“.
Jei jokia energetikos sistema nėra „neperšaunama“, kokia rizika gali sukelti katastrofą?
„Dievo ranka“
Didelės elektros energijos sistemų griūtys dažnai įvyksta dėl veiksnių, kuriuos sunku numatyti ar kontroliuoti.
Ekstremalūs oro reiškiniai ir stichinės nelaimės kelia aiškų pavojų, nes audros, karščio bangos ir žemės drebėjimai gali padaryti didžiulę žalą svarbiausiai nacionalinei infrastruktūrai. Taip pat žinoma, kad žaibai ir saulės žybsniai sugadina gyvybiškai svarbią įrangą, pavyzdžiui, pastotes ir elektros linijas, kurios yra labai svarbios tinklo stabilumui palaikyti.
Pirmuosiuose pranešimuose teigiama, kad Ispanijos elektros energijos tiekimo sutrikimą sukėlė „retas atmosferos reiškinys“ dėl staigaus temperatūros pokyčio, kuris galėjo destabilizuoti tinklą. Tačiau tinklo operatorius „Red Eléctrica“ vėliau šią teoriją atmetė.
Daugumą dėl stichinių nelaimių įvykusių elektros energijos tiekimo sutrikimų nustatyti lengviau. JAV Teksaso valstijoje 2021 m. pradžioje dėl trijų žiemos audrų užšalo vėjo jėgainės ir dujų elektrinės, todėl 4,5 mln. namų ir įmonių liko be elektros energijos, kai kurios iš jų – kelioms dienoms.
Tokių įvykių rizika didėja, nes dėl klimato krizės dažnėja ir stiprėja ekstremalūs meteorologiniai reiškiniai.
Tinklo trikdžiai
Paprasčiausiai elektros energijos tiekimo sutrikimas įvyksta, kai nustoja veikti elektros energijos sistema: tai gali būti netikėtas mechaninis gedimas, susijęs su elektros linijomis, pastotėmis ar kita tinklo infrastruktūra, arba sudėtingesnė sistemos veikimo problema.
Po Ispanijoje įvykusio elektros energijos tiekimo sutrikimo didžiausią susirūpinimą kelia atsinaujinančiosios energijos vaidmuo, kurį galėjo suvaidinti atsinaujinančioji energija. Ekspertai teigė, kad kol nėra aiškaus sutrikimo paaiškinimo, dar per anksti ką nors komentuoti.
Kol kas žinome tik tiek, kad Ispanijos elektros energijos sistema per kelias sekundes patyrė du didelius elektros energijos gamybos nuostolius saulės energijos turtinguose šalies pietvakariuose, kurie galėjo destabilizuoti Ispanijos ir Prancūzijos tinklo jungtį, o galiausiai lėmė visišką elektros energijos praradimą visoje energetikos sistemoje. Pirminė priežastis vis dar tiriama.
Tiesa, kad daug atsinaujinančiųjų energijos šaltinių naudojantį tinklą valdyti sunkiau nei iškastiniu kuru varomą tinklą. Taip yra todėl, kad tinklas iš pradžių buvo projektuojamas atsižvelgiant į dideles anglių, dujų ir atomines elektrines. Šios elektrinės turi besisukančias turbinas, kurios sukuria sistemos inerciją, padedančią palaikyti maždaug 50 Hz tinklo dažnį.
Vėjo ir saulės jėgainių parkai nesukuria tinklo inercijos, o tai reiškia, kad esant dideliam atsinaujinančiųjų išteklių energijos kiekiui gali būti sunkiau palaikyti pastovų dažnį, jei staiga dingsta elektros energija. Dėl didelio dažnio svyravimo generatoriai gali automatiškai atsijungti, todėl sistema gali sugriūti.
C.Jayamaha teigė, kad dėl perėjimo prie atsinaujinančiųjų energijos išteklių elektros tinklų bendrovės turės investuoti į tinklo stabilizavimo technologijas.
„Elektros tinkle vyksta precedento neturintys pokyčiai, nes mažiname priklausomybę nuo iškastinio kuro ir pereiname prie pigesnių, geresnių ir švaresnių sprendimų. Dėl to kyla įvairių atsparumo iššūkių, kuriuos reikia suvaldyti“, – sakė ji.
„Atsparumas nebėra susijęs tik su pakankamu skaičiumi laisvų megavatų, kuriuos galima tiesiog įjungti, bet ir su tinkamu technologijų ir sistemos pajėgumų deriniu, kad būtų galima eksploatuoti tinklą, kuriame yra daug daugiau atsinaujinančiųjų energijos šaltinių.“
Bendrovės „Cornwall Insight“ vyriausioji konsultantė Kate Mulvany teigė, kad Jungtinėje Karalystėje svarbiausia šių pastangų dalis buvo naujų balansavimo ir sistemos valdymo priemonių kūrimas, „ypač tinklo masto baterijų, kurios atlieka svarbų vaidmenį palaikant stabilumą, integravimas“.
„Didžiosios Britanijos elektros energijos sistema yra viena patikimiausių pasaulyje. Nors didelis elektros energijos tiekimo sutrikimas visada įmanomas, dėl įdiegtų išsamių apsaugos priemonių jis yra labai mažai tikėtinas“, – sakė ji.
„Juodosios gulbės“ įvykis
Daugeliu atvejų pirmiau minėti rizikos veiksniai gali sutapti, t. y. palyginti įprasti ar nekenksmingi įvykiai gali susikaupti ir sukelti kaskadinį gedimą, dėl kurio gali įvykti katastrofa. Tokių „juodųjų gulbių“ įvykių beveik neįmanoma numatyti, o tai reiškia, kad tinklo operatoriai spaudžiami pasirengti netikėtumams.
2019 m. rugpjūtį Jungtinėje Karalystėje įvyko didžiausias elektros energijos tiekimo sutrikimas per daugiau nei dešimtmetį, dėl kurio beveik milijonas Anglijos ir Velso gyventojų liko be elektros energijos, o šimtai žmonių iki devynių valandų įstrigo traukiniuose.
Elektros energijos tiekimo sutrikimas įvyko po to, kai į perdavimo grandinę į šiaurę nuo Londono trenkė žaibas ir sugebėjo sukelti dviejų elektros generatorių, nutolusių vienas nuo kito daugiau nei 100 mylių atstumu, išsijungimą per kelias sekundes. Energetikos sistemos operatorius šį įvykį pavadino „itin retu ir netikėtu“.
Žaibo smūgis į energetikos infrastruktūrą yra gana dažnas reiškinys, kaip ir elektrinių veiklos nutraukimas, tačiau didelio dvigubo gedimo poveikis tinklo stabilumui buvo pakankamai stiprus, kad daugybė mažų generatorių ir akumuliatorių, naudojančių neteisingus saugos nustatymus, atsijungė nuo sistemos ir operatorius negalėjo išvengti elektros energijos tiekimo nutraukimo.
Nė vienas atskiro įvykio elementas pats savaime nebūtų sukėlęs didelio masto elektros energijos tiekimo nutraukimo, tačiau jų derinys buvo pražūtingas.
