29 kwietnia 2023 roku Półwysep Iberyjski doświadczył poważnego blackoutu, który dotknął zarówno Hiszpanię, jak i Portugalię. W godzinach południowych, w bardzo krótkim czasie, pobór mocy spadł o połowę, z ponad 25 do 12,5 GW, a w ciągu kilkunastu dalszych minut osiągnął poziom minimalny – 10,5 GW. W wyniku tego zdarzenia m.in. stanęły pociągi, metro, windy etc.. Pozostałe 10 GW mocy prawdopodobnie pochodziło z fotowoltaiki, co pozwoliło uniknąć całkowitego zaniku energii w niektórych gospodarstwach domowych. W tym artykule przyjrzymy się przyczynom tego zdarzenia.
Przyczyny blackoutu
Krótko przed awarią system energetyczny w Hiszpanii opierał się w około 78% na elektrowniach słonecznych i wiatrowych, a pozostałe 20% stanowiły elektrownie konwencjonalne, w tym jądrowe. Tak duża zależność od odnawialnych źródeł energii (OZE) sprawia, że system jest bardziej podatny na wahania napięcia. Redes Energéticas Nacionais (REN), operator przesyłu energii elektrycznej w Portugalii, wskazał, że przerwa w dostawie prądu była wynikiem znacznych wahań napięcia w hiszpańskiej sieci, spowodowanej prawdopodobnie nagłymi zmianami tempoeratury w centralnej Hiszpanii, co doprowadziło do włączenia systemów kontroli i ochrony portugalskich elektrowni.
Blackout miał poważne konsekwencje dla infrastruktury i codziennego życia mieszkańców. Stanęły pociągi, metro oraz windy, co sparaliżowało transport publiczny. Wiele gospodarstw domowych zostało pozbawionych prądu, co wpłynęło na codzienne funkcjonowanie mieszkańców. Wpływ na infrastrukturę był również znaczący, ponieważ wiele systemów bezpieczeństwa i komunikacji zależy od stałego dostępu do energii elektrycznej.
Reakcja i działania naprawcze
Według danych francuskich, dokładnie o 12:38 iberyjska sieć automatycznie została odłączona od reszty Europy, a została z nią ponownie zsynchronizowana o 13:30, kiedy wznowił pracę interkonektor między francuską a hiszpańską częścią Katalonii o napięciu 400 kV. Wtedy też, co widać na danych hiszpańskiego operatora Red Eléctrica, energetycy zaczęli mozolnie odbudowywać system. Warto tu zwrócić uwagę, że również w naszym regionie znajduje się podobne połączenie transgraniczne tj. interkonektor, wyposażony w przesuwnik fazowy na południowym połączeniu pomiędzy stacjami Mikułowa (Polska) i Hagenwerder (Niemcy).
W odpowiedzi na blackout, Portugalia skorzystała z możliwości uruchomienia w trybie black start elektrowni gazowej Tapada do Outeiro, co pozwoliło na ostrożne przywrócenie dostaw energii w obszarach aglomeracji Porto. Dzięki elektrowni Castelo de Bode i wsparciu połączenia z Hiszpanią, w średnim okresie udało się przywrócić dostawy energii w bardziej południowych regionach kraju. Proces ten musiał przebiegać bardzo stopniowo i ostrożnie, aby zapewnić maksymalne bezpieczeństwo i stabilność krajowej sieci energetycznej.
Znaczenie inercji w systemach energetycznych
Wraz ze wzrostem udziału OZE w krajowej strukturze wytwarzania maleje inercja systemu elektroenergetycznego. Inercja, czyli bezwładność mechaniczna dużych jednostek wytwórczych, która jest kluczowym czynnikiem stabilizującym częstotliwość sieci. Elektrownie konwencjonalne, takie jak jądrowe, kogeneracyjne i gazowe, posiadają dużą inercję, co pozwala na przetrwanie krótkotrwałych zaburzeń bez poważnych konsekwencji. W przypadku Hiszpanii, inercję miały bloki jądrowe, kogeneracyjne i gazowe, ale stanowiły one tylko 22% całej generacji, co okazało się niewystarczające.
Myśląc o transformacji energetycznej kluczowe jest zrozumienie praw fizyki i opieranie się na wiedzy eksperckiej, należy pamiętać, że w systemie energetycznym opartym o OZE nadal będą potrzebne elektrownie konwencjonalne lub ich alternatywy do bilansowania systemu oraz utrzymania częstotliwości na poziomie 50Hz. Przykładowo, podczas transformacji energetycznej na obszarze Anglii proponuje się przy dekarbonizacji elektrowni demontować tylko kocioł węglowy zostawiając turbinę i generator, który będzie pracował jak silnik w układzie Generator-Turbina z dużą inercją jednocześnie dostarczając moc bierną (praca kompensatorowa), jest to kosztowne rozwiązanie ale stanowi bezpieczną alternatywę stabilizacji systemu.
Wnioski
Blackout na Półwyspie Iberyjskim pokazuje, jak ważne jest zrównoważone podejście do transformacji energetycznej. Chociaż odnawialne źródła energii są kluczowe dla dekarbonizacji, nie można zapominać o roli elektrowni konwencjonalnych w stabilizacji systemu. W przyszłości konieczne będzie inwestowanie w technologie, które pozwolą na lepsze zarządzanie siecią o niskiej inercji, takie jak magazyny energii czy systemy zarządzania popytem. Warto również rozważyć modernizację istniejących połączeń transgranicznych, aby zwiększyć możliwości importu i eksportu energii w sytuacjach kryzysowych. Transformacja energetyczna musi być prowadzona w sposób przemyślany, z uwzględnieniem zarówno korzyści, jak i wyzwań związanych z OZE.
