Blackout to potoczne określenie nagłej awarii systemu elektroenergetycznego prowadzącej do długotrwałej przerwy w dostawie prądu na rozległym obszarze. Przyczyny wystąpienia i przebiegu blackoutu mogą być różne. Zazwyczaj dochodzi do niego na skutek nałożenia się kilku zdarzeń losowych takich jak ekstremalne warunki pogodowe, awarie sieci, wyłączenie kilku bloków energetycznych w regionie czy uszkodzenie linii przesyłowych i dystrybucyjnych.
W takich okolicznościach następuje przekroczenie krytycznych wartości parametrów pracy systemu (np. częstotliwości czy napięcia), co prowadzi do automatycznego odłączenia się od sieci poszczególnych jednostek wytwórczych lub całych elektrowni i w konsekwencji do utraty napięcia na całym obszarze objętym awarią.
W ostatnim czasie doszło do kilku awarii sieci elektrycznych m.in. w Hiszpanii i Portugali. Największa z nich odcięła od prądu 55 mln mieszkańców Półwyspu Iberyjskiego paraliżując transport publiczny oraz usługi komunikacyjne.
Blackouty w Europie. Jakie są ich główne przyczyny?
Po awarii sieci przesyłowej w Hiszpanii pojawiły się spekulacje sugerujące, że przyczyną blackoutów jest rosnąca produkcja energii ze źródeł odnawialnych. Tę tezę stanowczo odrzucił premier Hiszpanii Pedro Sánchez, podkreślając, że źródła kryzysu są znacznie bardziej złożone. Z raportu, przedstawionego przez minister ds. transformacji ekologicznej Hiszpanii Sarę Aagesen, wynika, że przyczyną gigantycznego blackoutu był szereg błędów technicznych oraz zaniedbań ze strony krajowego operatora Red Electrica (REE).
Również zdaniem ekspertów, z którymi rozmawiała redakcja Interii Biznes, powtarzające się przypadki blackoutów w Europie nie są bezpośrednio związane z rosnącą mocą z OZE, a raczej są wynikiem błędów po stronie operatora i zaniedbań w polityce energetycznej, która wymaga współdziałania źródeł odnawialnych ze źródłami konwencjonalnymi. - Sytuacja ta mogła być wynikiem wielu czynników - błędów w prognozowaniu zapotrzebowania, braku rezerwy wirującej, awarii systemów IT zarządzających siecią oraz nieskutecznego działania jednostek odpowiedzialnych za kompensację mocy biernej. Mimo początkowych podejrzeń, rząd hiszpański ostatecznie wykluczył bezpośredni wpływ OZE na samą awarię, choć operator systemu wskazywał, że w tym czasie miały miejsce zakłócenia na dużej farmie fotowoltaicznej - zauważa Tomasz Bendlewski, wiceprezes Asseco Poland.
- Przyczyny blackoutów są złożone: zwykle można wskazać awarie w konkretnych elektrowniach czy elementach infrastruktury, na które nakładają się zaniedbania po stronie operatora - system powinien być gotowy na zachowanie stabilności pomimo wystąpienia takich wypadków - dodaje Michał Smoleń, kierownik Programu Badawczego Energia i Klimat w Fundacji Instrat.
Zdaniem Michała Wierzbowski, starszego eksperta i doradcy w WiseEuropa - Rosnące ryzyko blackoutów w Europie wynika przede wszystkim z wieloletnich zaniedbań i błędów w prowadzeniu polityki energetycznej - zarówno w Polsce, jak i w innych krajach. Kluczowy problem to brak koordynacji działań inwestycyjnych. Dynamiczny wzrost OZE nie był równoważony inwestycjami w źródła konwencjonalne, które są niezbędne do zapewnienia bilansu, rezerw i elastyczności - zauważa.
Rozwój OZE a ryzyko blackoutów. Czy energetyka odnawialna wpływa na problemy w dostawach prądu?
Michał Wierzbowski twierdzi również, że "OZE nie są same w sobie przyczyną blackoutów, ale przy źle zaplanowanej transformacji, bez równoległego rozwoju źródeł dyspozycyjnych, zwiększają podatność systemu na niestabilność".
Zdaniem Wierzbowskiego problemem jest brak stabilnych alternatyw gotowych uzupełnić bilans. - Przykład lata 2015 r. pokazuje, że brak OZE w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym (KSE), w czasie ekstremalnych upałów i suszy (przy wysokim zapotrzebowaniu i ograniczonej dyspozycyjności elektrowni konwencjonalnych) prowadził do konieczności wprowadzania stopni zasilania. Gdyby wówczas funkcjonowały większe moce PV, mogłyby złagodzić skutki niedoboru - uważa ekspert.
- Odporność polskiego systemu na nagłe skoki zapotrzebowania czy awarie najlepiej oddaje wskaźnik LOLE (Loss of Load Expectation), który wskazuje liczbę godzin w roku, kiedy system może mieć trudność z pokryciem zapotrzebowania. Według PSE, LOLE wzrośnie z ok. 24 godzin w 2025 roku do blisko 280 godzin w 2030 - mówi Wierzbowski. Zdaniem eksperta, aby spełnić standardy bezpieczeństwa konieczne jest zwiększenie mocy dyspozycyjnych o ok. 4,8 GW, czyli równowartość całej elektrowni Bełchatów. - Brak tej rezerwy oznacza rosnące ryzyko deficytów mocy i konieczność stosowania środków nadzwyczajnych - tłumaczy. - Transformacja energetyczna i rozwój OZE są konieczne dla dekarbonizacji i modernizacji sektora, ale nie gwarantują poprawy bezpieczeństwa systemu, jeśli nie są zsynchronizowane z rozwojem elastyczności i mocy rezerwowych - dodaje.
Wierzbowski podkreśla, że "podstawowym wyzwaniem jest zapewnienie ciągłej równowagi między produkcją a zużyciem energii elektrycznej w każdej sekundzie". Jego zdaniem drogą do tego celu jest inwestowanie w technologię magazynowania energii. “Elektrownie szczytowo-pompowe pokrywają tylko niewielki procent zapotrzebowania, a domowe magazyny nie mają znaczenia dla bilansu całego systemu" - zauważa.
Również Michał Smoleń z Fundacji Instrat uważa, że konieczne jest "utrzymanie odpowiedniej floty elektrowni dyspozycyjnych (póki co głównie węglowych lub gazowych)". Z analiz Instrat wynika, że będą one niezbędne jeszcze w latach 30. i 40., kiedy ich funkcjonowanie będzie oparte na mechanizmach mocowych, a więc wynagrodzeniach za gotowość do pracy.
Na rolę odnawialnych źródeł energii zwraca uwagę także Janusz Gajowiecki, prezes Polskiego Stowarzyszenia Energetyki Wiatrowej, który mówi, że nie są one przyczyną przerw w dostawach prądu, a szansą na zapobieganie takim sytuacjom w przyszłości. - Odnawialne źródła energii, wbrew dezinformacji, która pojawia się w Internecie, pomagają systemowi elektroenergetycznemu w uniknięciu blackoutu. Odnawialne źródła energii są dużo odporniejsze na awarie związane z poszczególnymi jednostkami generującymi energię elektryczną w systemie. Duże elektrownie węglowe, gazowe czy atomowe statystycznie częściej wpadają w tryb awarii, napraw i długotrwałego powrotu do pracy. Jednostki OZE tego problemu nie mają. Sytuacje jednostkowe na farmie wiatrowej lub fotowoltaicznej, takie jak uszkodzenia pojedynczej turbiny, minimalnie wpływają na pracę i efektywność całej farmy, a nawet w wypadku wystąpienia awarii farma szybko wraca do dalszej pracy - tłumaczy Gajowiecki.
Zdaniem Gajowieckiego istotne jest to, że źródła odnawialne funkcjonują jako rozproszone, co "podnosi bezpieczeństwo energetyczne na wypadek awarii sieci, które mogą nastąpić w wyniku zmian pogodowych - huraganu, burzy lub śniegu". Prezes PSEW tłumaczy, że w takim wypadku nie jest konieczne odcięcie od dopływu energii całego kraju, ponieważ inna jego część nadal generuje prąd i dostarcza go do sieci dystrybucyjnych i przesyłowych. Przykładem jest sytuacja, która miała miejsce w 2008 roku na Wyspie Wolin, gdzie funkcjonowały dwie farmy wiatrowe na lądzie. Z tamtego miejsca prąd płynął bez przerwy do portu w Świnoujściu i zlokalizowanych tam stoczni, mimo że reszta regionu tego prądu nie miała. Zdaniem prezesa PSEW wprowadzana obecnie nowa generacja falowników (Grid Forming) wydatnie wzmacnia te właściwości źródeł OZE.
Gajowiecki również zwraca uwagę na konieczność odpowiedniego bilansowania miksu energetycznego - W krajach, gdzie jest bardzo duży udział jednego źródła, które nie uzupełnia się profilem z drugim, i występuje nadwyżka (np. z farm fotowoltaicznych), mogą występować przerwy w działaniu systemu elektroenergetycznego. Taki przypadek mógł mieć miejsce w Hiszpanii - tłumaczy Gajowiecki. - To dla nas lekcja, aby w sposób zrównoważony rozwijać miks energetyczny - dodaje.
Ryzyko blackoutów w Polsce. "To dezinformacja"
Zapewnienie bezpieczeństwa systemu elektroenergetycznego jest obowiązkiem operatora, który przygotowuje wieloletnią strategię inwestycyjnej w infrastrukturę, szczegółowe plany pracy systemu na kolejne dni i godziny z uwzględnieniem odpowiednich rezerw i reakcje na ewentualne awarie - zauważa ekspert z Fundacji Instrat.
Równocześnie Michał Smoleń podkreśla, że nieplanowane przerwy w dostawach prądu w Polsce wynikają głównie z fizycznych awarii linii energetycznych, a to jak produkujemy prąd nie ma na to większego wpływu.
- PSE przygotowały ostatnio kompleksowy pakiet rekomendacji, zwiększających standardy planowania i monitorowania pracy systemu wobec rosnącego udziału rozproszonej energetyki odnawialnej. Nie oznacza to, że obecnie ryzyko blackoutu jest podniesione - polski operator wykazuje odpowiednią ostrożność. Chodzi bardziej o przygotowanie na przyszłość oraz ograniczenie skali cięć produkcji, głównie ze źródeł fotowoltaicznych, które obecnie wynikają również ze względów bezpieczeństwa - tłumaczy Smoleń.
Zdecydowanie o ryzyku blackoutów wypowiada się prezes PSEW, który uważa, że Polska może się czuć bezpieczna, szczególnie w związku z rozwiniętą siecią połączeń transgranicznych. - Mamy bardzo silne połączenia transgraniczne w porównaniu do Półwyspu Iberyjskiego. Mamy połączenie z krajami Skandynawskimi, Litwą, Niemcami, Czechami i Ukrainą, co powoduje, że dzisiaj w Polsce czujemy się bezpiecznie i nie można nas straszyć blackoutem. To jest sianie dezinformacji - uważa Gajowiecki.
Na rozbudowaną siatkę połączeń z krajami sąsiednimi zwraca uwagę również Tomasz Bendlewski z Asseco Poland. - Mamy do dyspozycji zróżnicowane źródła energii, a w przyszłości podstawę sytemu będzie stanowić energetyka jądrowa. Ważnym elementem jest także fakt, że Polska posiada wiele połączeń międzysystemowych z krajami sąsiednimi, co w razie potrzeby umożliwia import energii - zaznacza. - W najbliższej przyszłości nie spodziewałbym się jednak blackoutów. Realnym problemem, z którym powinniśmy się zmierzyć, jest wzrastająca liczba awarii i wyłączeń rotacyjnych, które - zdaniem ekspertów - kosztują naszą gospodarkę 4 miliardy złotych rocznie. Natomiast w dłuższej perspektywie ryzyko wystąpienia blackoutów może wzrastać - dodaje.
Nieco bardziej sceptyczny jest Michał Wierzbowski, starszy ekspert z WiseEuropa, który uważa, że "w krótkiej perspektywie zabezpieczeniem są utrzymywane w gotowości stare jednostki konwencjonalne i połączenia transgraniczne - pod warunkiem dostępności mocy u sąsiadów", jednak w dłuższej perspektywie niezbędne są inwestycje w nowe moce dyspozycyjne: gaz, atom, a przejściowo wybrane jednostki węglowe.
- Rozwój magazynowania energii, zarządzania popytem i integracji sieci z elastycznymi odbiorcami może zwiększać bezpieczeństwo, ale nie zastąpi stabilnych źródeł sterowalnych - uważa ekspert.
Emilia Chlipała-Faltyn
