Forum Energii: OZE nie są przyczyną wszystkich problemów
Gdy w Londynie, 9 sierpnia, na blisko godzinę przerwano dostawy prądu, przez media przetoczyła się nerwowa fala wieszcząca całej Europie blackout i obarczająca winą niestabilność źródeł odnawialnych. Z takimi opiniami warto było się chwilę wstrzymać, bo przyczyny i sekwencja zdarzeń okazały się dużo bardziej skomplikowane – piszą dr Joanna Maćkowiak-Pandera i dr Aleksandra Gawlikowska-Fyk z Forum Energii.
Brytyjski operator sieci przesyłowej National Grid opublikował wstępny raport, z którego wynika, że równolegle do awarii farmy wiatrowej zawiodła konwencjonalna elektrownia gazowa. A wszystko zaczęło się od… pioruna.
W dniu 9 sierpnia o godz. 16.52 w Wielkiej Brytanii doszło do częściowego blackoutu spowodowanego niemal jednoczesnym (w odstępie kilku sekund) odłączeniem od sieci dwóch dużych jednostek elektrowni gazowej Little Barford oraz morskiej farmy wiatrowej Hornsea.
Z brytyjskiego systemu nagle ubyło łącznie 1,38 GW mocy. W efekcie doszło do gwałtownego spadku częstotliwości do poziomu 48,8 Hz (pożądany zakres to 50,5–49,5 Hz) i kaskadowych zdarzeń w systemie energetycznym.
Uruchomiona rezerwa mocy nie wystarczyła do zahamowania spadku częstotliwości, dlatego automatycznie odłączono od prądu około milion odbiorców, czyli 5 proc. systemu elektroenergetycznego. Dzięki temu ustabilizowano sieć, co ochroniło pozostałych Brytyjczyków przed większą katastrofą. Po niecałej godzinie dostawy przywrócono.
Co wiadomo do tej pory?
Była to największa awaria brytyjskiego systemu energetycznego od 10 lat. National Grid podaje, że pierwsze w sekwencji zdarzeń było uderzenie pioruna w sieć na północ od Londynu. Są to sytuacje bardzo częste i normalnie nie stanowią większego zagrożenia.
Tym razem jednak, kilka sekund później wystąpiły równoległe problemy techniczne w dwóch jednostkach wytwórczych – wiatrowej i gazowej. To one okazały się bezpośrednią przyczyną blackoutu.
Jak podaje National Grid, gdy doszło do awarii, poziom rezerw wynosił 1 GW. Jest on kalkulowany z uwzględnieniem scenariusza, w którym awarii ulega pojedyncza, duża jednostka. W przypadku Wielkiej Brytanii to albo elektrownia jądrowa Sizewell B (1,26 GW) albo interkonektor stałoprądowy Cross-Channel (1 GW).
Mimo uruchomienia dostępnych rezerw, w tym aż 475 MW mocy magazynów bateryjnych, 350 MW redukcji zapotrzebowania i tylko 200 MW generacji, skala ubytków nie pozwoliła zaradzić problemom.
W dniu 9 sierpnia w Wielkiej Brytanii 30 proc. energii elektrycznej było produkowane w elektrowniach wiatrowych, 30 proc. w gazowych, 20 proc. w jądrowych, 10 proc. importowano, a pozostałą ilość wyprodukowano w elektrowniach wodnych, biomasowych oraz z węgla.
Taki miks staje się normą w Wielkiej Brytanii. Jest konsekwencją dynamicznego wzrostu mocy zainstalowanych źródeł odnawialnych i gwałtownego spadku udziału jednostek węglowych. W ostatniej dekadzie udział OZE wzrósł czterokrotnie i dziś wynosi ponad 20 GW odpowiadając za 25 proc. mocy zainstalowanych. Morskie farmy wiatrowe mają już 8,5 GW.
Co z tego wynika?
Przerwy w dostawach prądu są zjawiskiem niepożądanym, choć niestety zdarzają się. Mogą wynikać zarówno z problemów w sieci przesyłowej (np. jak w 2003), jak i z awarii jednostek wytwórczych. Do ostatniego większego blackoutu doszło w Wielkiej Brytanii w 2008 r. Wówczas przyczyną również było jednoczesne wyłączenie dwóch dużych elektrowni – węglowej Logannet i jądrowej Sizewell B.
Ponowna awaria dwóch dużych jednostek systemowych wzbudzi dyskusje o tym, jaki powinien być poziom rezerw i czy system elektroenergetyczny będzie mógł sobie poradzić z każdym zjawiskiem w sieci. Utrzymywanie większych rezerw jest kosztowne. Wydarzenia w Wielkiej Brytanii pokazują także, że liczy się jakość i szybkość reakcji rezerw mocy – ich elastyczność jest kluczowa.
Wbrew na gorąco formułowanym opiniom, to nie zmienny charakter produkcji OZE był przyczyną blackoutu. Jak podkreśla National Grid warunki pogodowe i generacja były zgodne z prognozami, a problemy w elektrowniach miały charakter techniczny. Jednak integracja i bilansowanie zmiennych źródeł wymaga poradzenia sobie z nowymi wyzwaniami: zmiennością dobową i sezonową, potrzebą poprawy prognozowania, czy inercją w systemie.
Brytyjskie doświadczenia dowodzą, że wzrost penetracji źródeł odnawialnych jest wyzwaniem dla systemu elektroenergetycznego. Nie oznacza to jednak, że OZE są przyczyną wszystkich problemów.
Wiele krajów już teraz radzi sobie z tym wyzwaniem, a szereg innych, w tym Polska, prędzej czy później, będzie musiało stawić mu czoła. Jeśli nasz system „uzbroimy” w mechanizm elastycznych rezerw i wprowadzimy zmiany w funkcjonowaniu rynku energii jest szansa, że uchronimy się przed niepożądanymi zdarzeniami.
Dr Joanna Maćkowiak-Pandera i dr Aleksandra Gawlikowska-Fyk, Forum Energii
