Има ли вина зелената енергия за електрическия шок на Иберийския полуостров?

Причините за прекъсването на електрозахранването, заради което в понеделник милиони жители на Испания и Португалия останаха без ток, все още не са напълно изяснени, въпреки че токът е възстановен на 99% от територията на Иберийския полуостров.

Red Eléctrica, компанията, която отговаря за експлоатацията на електропреносната инфраструктура на Испания, предварително изключи като причина за прекъсването кибератака, човешка грешка или необичайни метеорологични или атмосферни условия.

Компанията посочва, че инцидентът може да е възникнал в резултат на две „прекъсвания на производството“, вероятно свързани с присъщата нестабилност на възобновяемите източници.

Специалистите подчертават, че този вид пълно прекъсване на електрозахранването - изключително и рядко срещано събитие - е и механизъм за сигурност на самата електроенергийна система.

За да функционира стабилно една мрежа, производството на енергия трябва да се поддържа в равновесие с потреблението - дисбалансите могат да предизвикат прекъсвания на електрозахранването, както и да повредят инфраструктурата, пише WIRED.

Поддържането на баланса на мрежата е отговорност на системния оператор, който следи параметри като електрическа честота, напрежение и товар от подстанциите в реално време. Когато има значителни несъответствия между производството и търсенето, се активират автоматични изключвания в определени зони на мрежата, за да се избегне дисбаланс. В най-сериозните ситуации въздействието на тези задействани изключвания може да обхване цялата мрежа.

„Това генерализирано прекъсване на електрозахранването се случи, защото само за пет секунди беше загубен повече от половината от капацитета за производство на електроенергия“, казва Алваро де ла Пуенте Хил, професор по електротехника в Училището по минно инженерство на Университета в Леон, в коментар за Научния медиен център (SMC) в Испания.

Испания, Португалия и части от Франция са засегнати от масово прекъсване на електрозахранването

Мрежата, която не е в състояние да балансира такъв рязък спад между производството и търсенето, се предпазва, като автоматично се изключва както вътрешно, така и от останалата част на европейската система.

В коментарите си за SMC Мигел де Симон Мартин, професор по електротехника в Университета в Леон, обяснява, че балансът в мрежата обикновено се гарантира от три неща. Първо, това е сложна система от взаимосвързани линии, известни като мрежи, които разпределят електрическите потоци, за да предотвратят претоварване.

Второ, има междусистемни връзки с мрежите на съседните държави, които позволяват внос или износ на енергия, когато е необходимо, за да се балансира производството и търсенето.

И накрая, има нещо, наречено „механична инерция“. Синхронните генератори - големите въртящи се машини, които произвеждат електроенергия в електроцентралите - също съхраняват много енергия в своите много големи въртящи се части.

Представете си, да речем, електроцентрала, работеща с въглища. Дори да спре да изгаря въглища, за да произвежда повече енергия, огромните, тежки турбини, които използва за производство на енергия, ще продължат да се въртят известно време поради натрупаната в тях наличност.

Известно като механична инерция, това явление може да действа като буфер срещу резки колебания в мрежата. Когато има дисбаланс между производството и търсенето на енергия, синхронните генератори могат да ускоряват или забавят скоростта си на въртене, за да балансират нещата, като по същество действат като амортисьор на мрежата, абсорбирайки или освобождавайки електричество според нуждите.

„Голяма, добре заплетена мрежа, със силни междусистемни връзки и изобилие от синхронни генератори, ще бъде по-стабилна и по-малко податлива на аварии“, казва Де Симон Мартин.

“Електроенергийната мрежа на полуострова в миналото е била стабилна и надеждна благодарение на високата степен на заплетеност при високо и много високо напрежение, както и на големия капацитет на синхронните генератори. Слабото ѝ място обаче винаги е било ограничената международна взаимовръзка, обусловена от географската бариера на Пиренеите.“

Испания и Португалия в търсене на причината за масовия срив на електрозахранването

Според неговите данни капацитетът за обмен на електроенергия между Испания и останалата част на Европа - с други думи, колко енергия страната може да черпи от или да изпраща на континента - представлява едва 3% от инсталираната мощност на страната. Това е доста под целта на Европейския съюз от 15 процента, която държавите членки трябва да постигнат до 2030 г.

Нарастващото интегриране на възобновяемата енергия в испанската система може да е изострило проблемите с прекъсването на електрозахранването и последвалата нужда от балансиране на мрежата. Според Националния интегриран план за енергетика и климат на Испания страната си е поставила за цел до 2030 г. 81% от електроенергията да идва от чисти източници.

В края на миналата година възобновяемите енергийни източници вече представляват 66% от инсталираните мощности в Испания и произвеждат 58,95% от електроенергията в страната. Основните източници са вятърна, слънчева и водна енергия.

Де Симон Мартин посочва, че за разлика от водните електроцентрали, вятърните и слънчевите системи нямат механична инерция, тъй като са свързани към мрежата не чрез синхронни генератори, а чрез електронни инвертори.

Коща: Няма доказателства, че кибератака стои зад масовия срив на електрозахранването в Испания и Португалия

Поради това устойчивостта на цялостната енергийна система намалява с нарастването на дела на тези енергийни източници, които не притежават инерция - по същество, по-малкият брой синхронни генератори означава по-малка способност на цялата мрежа да се справя с внезапни промени в баланса.

„При нисък капацитет на междусистемните връзки и висок дял на възобновяемите енергийни източници, базирани на инвертори, нашата мрежа днес е по-уязвима и разполага с по-малък резерв за реакция при смущения“, заключава Де Симон Мартине.

Как да предотвратим следващо масово спиране на тока

Въпреки че вероятността подобно събитие да се повтори в краткосрочен или средносрочен план е малка, експертите са съгласни, че е спешно да се приложат мерки за повишаване на устойчивостта на системата.

Мануел Алкасар Ортега, заместник-директор на катедрата по електротехника в Политехническия университет на Валенсия, казва, че незабавно решение би било „ограничаване на производството на фотоволтаична енергия в периоди на ниско търсене в полза на подвижно производство, което осигурява инерция на системата и може да реагира по-добре на колебанията на честотата“.

Той също така смята, че е необходимо да се включат стабилизатори на честотата и напрежението в мрежата, за да се противодейства на загубата на инерция, причинена от голямото присъствие на възобновяеми енергийни източници.

Де ла Пуенте Гил допълва, че приоритет трябва да бъде „увеличаването на междусистемните електропроводи с Франция и други европейски страни, така че полуостровът да не бъде вече толкова изолиран“. Той също така смята, че съществуващата система в региона трябва да бъде по-гъвкава, с „повече механизми за съхранение, които могат да компенсират променливостта на възобновяемите енергии“.

Всичко това изисква инвестиции, планиране и ясна стратегия за сигурен енергиен преход.“

На пресконференция, проведена във вторник, испанският премиер Педро Санчес отрече, че високото използване на слънчевата и вятърната енергия или лошите връзки с европейската енергийна мрежа са основните причини за прекъсването, но също така заяви, че не могат да бъдат изключени никакви хипотези за случилото се.

Както испанското правителство, така и Европейската комисия заявиха, че започват разследване на причините за повредата на мрежата.