На сутринта на 28 април големи части от Испания, Португалия и Южна Франция остават без ток. Масивно прекъсване на електрозахранването спира влаковете по средата на пътя, прекъсва мобилните мрежи и разклаща стабилността на една от най-модерните енергийни мрежи в Европа.

В следващите дни експерти и медии се опитват да обяснят какво се е случило. Кибератака? Човешка грешка? Структурна повреда? Повече от два месеца по-късно официалните разследвания все още продължават. Първоначалните изявления на испанското правителство потвърдиха, че макар да не е установена конкретна причина, не става дума за кибератака, пише Fast Company. 

Докато точната причина все още се разследва, енергийният сектор е единодушен в едно: това не може да продължава да се случва.

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

Неуморен цикъл на енергийна еволюция

„Енергийните системи не само са изключително сложни, но и се намират в неуморен цикъл на еволюция – с въвеждането на нови части и извеждането на стари. Същевременно те остават стабилни и надеждни 24 часа в денонощието, 7 дни в седмицата“, казва Ричард Шомберг, специален пратеник за интелигентна електрификация от Международната електротехническа комисия (IEC).

Проблемът е, че много от днешните системи не са създадени за тази ера на енергийна еволюция. С излизането от употреба на традиционните електроцентрали и навлизането на възобновяемите енергийни източници, стабилността на електропреносната мрежа става все по-трудна за гарантиране. Това, което някога е работило, вече не работи.

„Има много причини за повреди в електрическата система“, отбелязва Шомберг, „от ограничения в проектирането до грешки на потребителите, кибератаки и внезапно увеличение на потреблението.“ По думите му целта на една устойчива електроенергийна мрежа трябва да бъде „разделяй и владей“ – бързо изолиране на повредените части от мрежата, за да се избегне унищожаването на критичната инфраструктура. Но на практика това често води до частични или пълни прекъсвания на електрозахранването.

Събитието от април не е сигнал за тревога само за Европа, а  предупреждение за целия свят. Подобни мащабни прекъсвания е имало в САЩ (по-специално в Тексас през 2021 г.), Пакистан и части от Африка, където крехката инфраструктура, остарелите протоколи или екстремните метеорологични условия многократно са разкривали колко нестабилни остават много от съвременните електропреносни мрежи.

Боя, формулирана с AI, охлажда сградите и намалява разходите за електроенергия

Пропаст между амбициите и инфраструктурата

Според енергийни експерти, една от основните причини за крехкостта на електропреносната мрежа не е злонамереност, а лошо планиране. Андерс Линдберг, президент на Wärtsilä Energy със седалище в Хелзинки, посочва нарастващата пропаст между амбициите и инфраструктурата. „Когато включваме повече възобновяеми енергийни източници, ние не заместваме стабилността, която традиционните електроцентрали осигуряваха.” Той обяснява, че стабилността някога е служила като своеобразен „амортисьор“ за електропреносната мрежа и когато тя изчезне, дори малките смущения могат да прераснат в системна авария.

Подходът на Wärtsilä се фокусира върху бързо ускоряващи се двигатели и хибридни системи, които могат да стабилизират електропреносната мрежа, когато вятърът утихне или се появи облачност. „В Шотландия, например, си партнираме с Zenobe, за да доставим батерии със стабилизираща функция за мрежата, които могат да рестартират системата, ако тя престане да функционира“, допълва Линдберг. 

Макар големите енергийни компании да играят важна роля, стартиращите компании също са част от голямата картина. Базираната в Норвегия Heimdall Power използва сензорна технология и изкуствен интелект, за да наблюдава инфраструктурата на електропреносната мрежа в реално време. 

„С нашите сензори получавате данни за реалния капацитета на електропреносната мрежа, а не статични ограничения, базирани на времето или предположения“, посочва главният изпълнителен директор Йорген Фестервол пред Fast Company. „Този вид видимост в реално време може да означава разликата между целенасочена интервенция и тотален срив на системата.“

Конвенционалното наблюдение на електропреносната мрежа обикновено разчита на фиксирани термични ограничения и прогнози, базирани на времето, които често подценяват действителния капацитет на електропроводите. Сензорите на Heimdall измерват в реално време температурата, тока и провисването на електропроводите, което позволява на операторите да оптимизират безопасно капацитета без претоварване.

Фестервол добавя, че събития като прекъсването на електрозахранването в Иберийския полуостров вече не са изолирани случаи, а сигнали за по-дълбока нестабилност на електропреносната мрежа. „Не става въпрос само за повече енергия. Става въпрос да знаем къде отива тази енергия и кога нещата могат да се объркат.“

Кой ще плати сметката за гладните за електроенергия центрове за данни?

Гъвкава, разпределена и интелигентна мрежа

За много експерти мрежата на бъдещето не е централизирана. Тя е гъвкава, разпределена и интелигентна. Тук идва ролята на иновациите в областта на батериите. Компании като Morrow Batteries имат потенциала да помогнат за цялостното разрешаване на проблема с прекъсванията. 

Morrow Batteries, чиято цел е да намали разходите за батерии с 50% и едновременно с това да ограничи емисиите, строи фабрика в Норвегия с капацитет от 43 гигаватчаса, фокусирана върху високоефективни литиево-йонни клетки. Изпълнителният директор Ларс Кристиан Бачер твърди, че „мащабът и близостта“ са това, което прави местните решения като Morrow важни. „Не може просто да имате производство – нужен ви е склад, който може да се мащабира според търсенето.“

Според сценария „Нулеви нетни емисии до 2050 г.“ на Международната енергийна агенция, капацитетът на батериите за съхранение на енергия в електропреносната мрежа трябва да нарасне от около 16 гигавата през 2021 г. до 680 гигавата до 2030 г. Това е приблизително 44-кратно увеличение. 

Но само технологията няма да реши всичко. Правилата на електропреносната мрежа също трябва да се променят. Без системна реформа дори най-добрите батерии не могат да дадат резултатите, за които са създадени.

„Много от протоколите на електроенергийната мрежа са написани за свят на централизирана енергия от изкопаеми горива“, пояснява Линдберг от Wärtsilä. „Те не отчитат непредсказуемостта на вятъра или слънцето. Можете да имате най-добрата технология, но ако регулациите не позволяват тя да реагира достатъчно бързо, все пак ще се провалите.“

Wärtsilä, например, работи с регулаторните органи за модернизиране на реакцията на системата и гарантиране, че децентрализираните активи – като батерии и гъвкави двигатели, могат да се включат при необходимост. 

Търсенето на електроенергия стимулира появата на нова екосистема от доставчици

Имаме нужните инструменти и технологии

В световен мащаб разходите за прекъсвания на електрозахранването се увеличават. Министерството на енергетиката на САЩ прогнозира, че до 2030 г. в страната може да има повече от 800 часа прекъсвания на електрозахранването годишно, в сравнение с едва няколко сега. 

Ако настоящите инвестиции в инфраструктура и устойчивост не успеят да се справят, тази реалност може да стане още по-мрачна. С прибавянето на  климатичната нестабилност , икономическият залог става още по-голям.

Изграждането на устойчивост не означава само по-бързо възстановяване. То означава проектиране на системи, които могат да предотвратят прекъсванията на електрозахранването. Проучване от 2024 г. на USC Price School подчертава, че инвестициите в устойчивостта на електроенергийната мрежа са по-рентабилни от повтарящите се усилия за възстановяване. Изследователите установиха, че „един долар, похарчен за устойчивост, може да спести няколко долара в бъдещи разходи за прекъсвания на електрозахранването“, особено в региони, предразположени към екстремни метеорологични условия или повреди на инфраструктурата. Тези методи варират от подземно полагане на електропроводи и укрепване на подстанции до интегриране на децентрализирани енергийни системи.

А устойчивостта не е само въпрос на хардуер – тя включва координация, прозрачност и по-умни протоколи, които могат да изолират, ограничават и коригират аномалии, преди те да ескалират.

Все пак има надежда.

„Имаме нужните инструменти и технологии“, подчертава Линдберг. „Това, което ми дава надежда, е, че страните започват да възприемат по-прагматична гледна точка, фокусирайки се не само върху намаляването на въглеродните емисии, но и върху изграждането на системи, които могат да се справят с натоварването.“

Прекъсването на електрозахранването през април на Иберийския полуостров е кризисен момент, който разкри колко крехки са нашите енергийни системи, когато амбицията изпреварва готовността. Следващият въпрос не е дали ще има друго прекъсване на електрозахранването, а дали ще сме готови, когато то настъпи.