Veliki nestanak struje koji je krajem travnja pogodio Španjolsku, Portugal, Andoru i dijelove Francuske bio je prvi takav ispad u nekoj europskoj zemlji koja se u tolikoj mjeri oslanja na obnovljive izvore energije. Premda se uzroci još uvijek detaljno analiziraju, incident je, prema ocjeni analitičara BloombergNEF-a, također odraz šireg globalnog trenda gdje infrastruktura mreža ne prati dovoljno brzo elektrifikaciju i rast obnovljivih izvora energije.
Španjolska je u posljednjih pet godina više nego udvostručila kapacitete solarnih elektrana, a udio obnovljivih izvora u ukupnoj proizvodnji lani je premašio 50 posto. Vlada planira da čak 81 posto električne energije do 2030. dolazi iz čistih izvora. No infrastruktura koja bi trebala tu energiju provesti do potrošača, kao i sustavi za uravnoteženje mreže, ne razvijaju se jednakom brzinom.
Prema analizi BloombergNEF-a, u posljednjih pet godina Španjolska je prosječno ulagale samo 30 centi u mrežu na svaki dolar uložen u obnovljive izvore, dok je europski prosjek oko 70 centi.
"Elektroenergetska mreža je najveći stroj u bilo kojoj državi. Kao i svaki stroj, ako ga se dobro ne održava, može se pokvariti", slikovito opisuje Zdeslav Matić, energetski stručnjak i vlasnik konzultantske tvrtke Renergis. Upravo ta usporedba odlično ilustrira koliko je krhka ravnoteža sustava na koji svi svakodnevno računamo.
Udio obnovljivih izvora u ukupnoj proizvodnji lani je premašio 50 posto | Bloomberg
Lančana reakcija
U trenutku raspada sustava, prema dostupnim podacima, na mreži je radilo samo četiri od sedam nuklearnih elektrana, a prema Francuskoj se izvozila velika količina energije. Prvo je iz pogona ispao jedan, zatim i drugi interkonektor s Francuskom, čime je iberijski elektroenergetski sustav ostao izoliran. Time je mreža izgubila mogućnost uravnoteženja preko granice, što je mehanizam na koji se inače u EU-u često oslanjaju manje stabilni sustavi.
"Može se pretpostaviti da je zbog velikog viška snage u tako odvojenom sustavu naglo počela rasti frekvencija mreže i kad je dosegla kritičnu vrijednost, izazvala sistematsku proradu nadfrekventne zaštite koja je pogasila velik dio proizvodnih postrojenja. Time nastaje obrnuta situacija. Sada zbog nedostatka snage frekvencija naglo pada i aktivira podfrekventne zaštite, čime se sustav potpuno raspada", objašnjava Matić. Takva lančana reakcija, kad se pokrene, teško se zaustavlja.
Posebno zabrinjava niska mrežna inercija, tj. sposobnost sustava da priguši brze promjene u frekvenciji. Sustavi s velikim udjelom sunčane i vjetroenergije imaju nisku inerciju jer rade na temelju elektroničkih izmjenjivača, a ne rotirajućih generatora koji fizički stvaraju stabilnost.
"Možemo to usporediti s vožnjom bicikla, gdje kad vam ponestane inercije, padate", kaže Matić. U tom trenutku više nije važno imate li dovoljno proizvedene energije, već koliko brzo sustav može reagirati.
Ne krivimo Sunce
Unatoč svemu, stručnjaci ne okrivljuju obnovljive izvore za blackout. Naprotiv, svi ključni problemi već su bili poznati. "Za raspad sustava isključivo je odgovoran operator, osim u rijetkim slučajevima globalnih utjecaja poput solarnih baklji", kaže Matić i dodaje da je španjolsko-portugalski problem sa slabom interkonekcijom s ostatkom Europe poznat već desetljećima, dok se sunčane i vjetroelektrane grade zadnjih 20 godina.
Profesor Neven Duić sa zagrebačkog Fakulteta strojarstva i brodogradnje ističe da bi, neovisno o specifičnom uzroku, cijeli slučaj trebao biti povod za ozbiljnu analizu upravljanja mrežom u uvjetima visoke integracije OIE-ova.
"Mogući uzroci uključuju tehničke ili strukturne ranjivosti, ljudske pogreške, pa čak i sabotažu. Tek nakon detaljne analize, koja može trajati i do godinu dana, razlozi će postati jasniji, što će omogućiti donošenje preciznih mjera za sprječavanje sličnih događaja u budućnosti."
No već sada možemo izvući ključne zaključke – potrebna su ulaganja u grid-forming tehnologije, fleksibilnost sustava, odaziv potrošnje, baterijske sustave i nadasve regionalnu suradnju.
"Francuski nuklearni sektor godinama blokira povećanje interkonekcije s Španjolskom, usprkos europskoj regulativi", napominje Duić.
Slične napetosti već se osjećaju i u regiji. Sjeverna Makedonija nedavno je aktivirala mehanizme pripravnosti i najavila mogućnost privremenog isključivanja dijela solarnih elektrana zbog viška proizvodnje tijekom praznika. "U uvjetima obilja sunčane energije i niske potrošnje, osobito vikendima i u prijelaznim mjesecima, moguće je da će se i obnovljivi izvori morati isključivati", kaže Matić.
U razvijenim tržištima višak se regulira burzovno. Ako nitko ne želi kupiti struju, cijena joj postaje negativna i elektrana mora platiti da bi isporučila energiju. Tada se proizvodnja ne isplati i elektrane se same gase.
Španjolsko-portugalski problem sa slabom interkonekcijom s ostatkom Europe poznat je već desetljećima | Bloomberg
Uloga agregatora i pametnih mreža
Još jedan sloj ove rasprave otvara se kad pogledamo ulogu agregatora i virtualnih elektrana u novom energetskom krajoliku. Mladen Šicel, voditelj Odjela za ugovaranje u KOER-u, napominje da događaji u Španjolskoj i Portugalu pokazuju "kompleksnost upravljanja elektroenergetskim sustavima s visokim udjelom obnovljivih izvora". Po njemu, ključno je razvijati rješenja koja uključuju pametno upravljanje energijom u stvarnom vremenu, a posebno ističe važnost integracije fleksibilnih mehanizama poput virtualnih elektrana i agregatora. Bez njih, sustavi postaju ranjiviji na oscilacije i poremećaje.
"Sustavi koji se oslanjaju isključivo na varijabilne izvore bez prateće infrastrukture za pohranu i pametno upravljanje potrošnjom i proizvodnjom teško se mogu prilagoditi naglim promjenama u mreži", objašnjava Šicel. Kao ključna rješenja navodi sustave BESS i agregacijske tehnologije koje omogućuju koordinirano upravljanje distribuiranim resursima, čime se povećava otpornost i stabilnost elektroenergetske mreže.
Na pitanje koliko virtualne elektrane mogu pomoći u uvjetima visoke integracije obnovljivih izvora, Šicel kaže da "virtualne elektrane omogućuju pametno, decentralizirano upravljanje energijom spajajući brojne manje izvore, potrošače i sustave za pohranu. U takvom sustavu osigurava se brža reakcija, bolja predvidivost i učinkovitije balansiranje mreže".
Njihov uspjeh već se vidi u domaćem kontekstu. "Naši projekti s Valamarom, Holcimom i drugim partnerima potvrđuju da ovaj model nije budućnost, on je već sadašnjost. Kroz suradnju sa solarnim elektranama, kogeneracijama i hidroelektranama dodatno optimiziramo isplativost i doprinosimo stabilnosti sustava."
Bloomberg
Bez ulaganja u ljude i sustave, OIE-ovi neće biti dovoljni
Sva trojica stručnjaka slažu se da tehnička rješenja postoje. Matić smatra da je nužno prilagoditi sustav sunčanoj energiji.
"Rješenje je u kombinaciji solarnih i vjetroelektrana, baterija na svim razinama, pametnoj mreži, tržišnim mehanizmima i energetskoj učinkovitosti", govori Matić.
Duić ističe potrebu za razvojem infrastrukture. "Sustavi s daleko većim udjelima OIE-a, primjerice Danska, Rio Grande do Norte, funkcioniraju jer imaju razvijenu infrastrukturu i regulacijske tehnologije. Grid-forming, baterije, toplinske pumpe, odaziv potrošnje, sve su to alati koji omogućuju stabilnost", rekao je Duić.
Šicel s druge strane ističe da bez digitalizacije i fleksibilnih alata za upravljanje energijom, poput virtualnih elektrana, agregatorskih platformi i sustava BESS, nije moguće stvoriti dovoljno otporan i decentraliziran sustav. Po njemu, čak i najmodernija tehnologija ostaje neiskorištena ako nema pametnog upravljanja u stvarnom vremenu.
Na kraju, svi sugovornici upiru prstom u kadrovski problem.
"Glavna smjernica je postaviti makar minimalno kompetentne ljude na ključna mjesta u sustavu. Bez toga nam nema svjetla u budućnosti", zaključuje Matić.
.webp){kind=icon}
