Svet

Aká (ne)stabilná je európska elektrická sieť?

Celoplošný výpadok elektrickej energie na Pyrenejskom polostrove koncom apríla a ďalšie udalosti vyvolávajú otázku, aká stabilná je európska elektrická sústava. Čoraz viac varovných hlasov poukazuje na riziká transformácie nášho energetického zásobovania.

Výpadky elektrickej energie, kolísanie frekvencie a časové odporúčania na pranie bielizne? Dodávky elektrickej energie tento rok priniesli Európanom už mnoho napínavých okamihov.

Európska elektrická sústava je vo všeobecnosti považovaná za stabilnú a dokáže dobre kompenzovať mnohé poruchy. Energetická transformácia ju však stavia pred rastúce výzvy, pretože zvyšujúca sa nestálosť dodávok elektriny a úbytok konvenčných elektrární ohrozujú stabilitu frekvencie a siete.

Najvýznamnejšou udalosťou bol pravdepodobne výpadok na celom Pyrenejskom polostrove. Koncom apríla zhasli svetlá v Španielsku, Portugalsku a časti Francúzska. Trvalo niekoľko hodín, kým sa do každého z regiónov elektrina vrátila. Naposledy došlo 24. a 25. mája k útokom na energetickú infraštruktúru na Azúrovom pobreží. Viac ako 200 000 domácností v Cannes a Nice muselo dočasne fungovať bez elektriny.

V tejto súvislosti vzniká otázka: Do akej miery je európska elektrická sieť stabilná?

Výpadky prúdu na juhozápade Francúzska: Páchatelia avizujú ďalšie útoky

Európska elektrická sústava

Najskôr sa pozrime na štruktúru tejto dôležitej infraštruktúry. Všetky európske krajiny vrátane Švajčiarska – od Portugalska po Turecko a od Talianska po Nórsko – sú prepojené v európskej elektrickej sústave. Tá zásobuje viac ako 530 miliónov zákazníkov v 30 krajinách.

Každá bežná zásuvka v tejto sieti má napätie približne 230 voltov (V) a frekvenciu 50 hertzov. Elektrická sieť sa skladá z troch hlavných komponentov:

1. Výroba elektriny v rôznych elektrárňach vrátane uhoľných, plynových, solárnych, veterných, vodných a jadrových elektrární.

2. Prenosové a distribučné siete.

3. Koneční spotrebitelia, ako sú domácnosti, obchod a priemysel.

Zotrvačná rezerva zabezpečuje stabilitu elektrickej siete

Táto sústava sa neustále mení. Tu prevádzkovatelia rozširujú elektrické siete, tam vznikajú noví spotrebitelia, inde sa uvádzajú do prevádzky – alebo sa odstavujú – elektrárne.

Pre stabilitu siete je rozhodujúca predovšetkým energetická zmes a s ňou súvisiaci podiel kapacity elektrární, ktoré poskytujú tzv. zotrvačnú rezervu (zotrvačnosť sústavy). Čím vyšší je tento podiel v systéme, tým stabilnejšia je dodávka elektrickej energie. Zotrvačnosť sústavy vzniká vďaka niekoľkotonovým rotujúcim zotrvačníkom vo veľkých turbínach. Tie sa otáčajú v súlade s frekvenciou siete.

V prípade náhlej poruchy v sieti ju môže okamžitá zotrvačná rezerva kompenzovať, pretože ťažkú rotujúcu hmotu nie je možné tak ľahko spomaliť ani zrýchliť.

Takéto rotujúce zotrvačníky sa nachádzajú najmä v uhoľných, plynových, jadrových a vodných elektrárňach. V porovnaní s tým veterné a solárne elektrárne ich nemajú, a preto nemajú ani zotrvačnú rezervu.

Zotrvačná rezerva klesá

V rámci energetickej transformácie, na ktorej sa podieľa väčšina európskych krajín, sa postupne prechádza na iné zdroje výroby energie. Elektrárne na fosílne palivá sa často uzatvárajú, aby sa znížili emisie CO₂ v krajine. Namiesto nich vznikajú nespočetné veterné a fotovoltické elektrárne.

Výška zotrvačnej rezervy sa líši od krajiny ku krajine – v závislosti od individuálnej zmesi elektrickej energie. Môže sa merať pomerom zotrvačnosti – v jednotkách gigavoltampérsekúnd (GVA) – k celkovému výkonu v gigawattoch (GW) za všetky hodiny v roku (GVA/GW). Alebo jednoduchšie povedané: koľko zotrvačnej hmoty pripadá na jednotku výkonu.

Podľa informácií energetického portálu „Tech For Future“ malo v roku 2024 na európskom kontinente najvyššiu momentálnu rezervu Švajčiarsko s hodnotou 5,72 GVAs/GW, za ktorým nasleduje Slovensko s rezervou 5,67 GVAs/GW.

Pri „Spainoute“, teda výpadku elektrickej energie v Španielsku koncom apríla, mal Pyrenejský polostrov hodnotu 2,1 GVAs/GW v sieti. To bolo príliš málo na to, aby sa zabránilo kolapsu. Samotné Španielsko malo v minulom roku hodnotu 2,85 GVAs/GW. Portugalsko s 1,89 GVAs/GW bolo na poslednom mieste zo všetkých krajín.

V dôsledku neustáleho pokroku v energetickej transformácii so silným zameraním na veternú a solárnu energiu by sa hodnoty vo väčšine krajín mali ďalej znižovať.

Stalo sa Španielsko opatrnejším?

Len pár dní pred výpadkom elektriny na Pyrenejskom polostrove sa Španielsko chválilo, že sa po prvýkrát zásobilo energiou zo 100 % „obnoviteľných“ zdrojov.

Španielsky prevádzkovateľ prenosovej siete Red Eléctrica (REE) krátko nato uviedol „solárnu energiu“ ako „veľmi pravdepodobnú“ príčinu výpadku. Aj údaje o spotrebe elektrickej energie ukazujú, že fotovoltika počas dňa vždy spôsobovala nadprodukciu elektrickej energie.

Tento prebytok bol buď odovzdaný susedným krajinám, alebo spotrebovaný v prečerpávacích elektrárňach. Svoj vrchol dosiahli už okolo poludnia, načo ich spotreba elektrickej energie klesla, čo napokon rozhodlo. Elektrická energia sa už nemohla exportovať, vedenia boli preťažené. Došlo k bezpečnostnému vypnutiu a výpadku prúdu.

Tesne pred týmto kolapsom siete malo len 24 % elektrární dodávajúcich energiu do siete momentálnu rezervu. Pre stabilnú sieť však musí minimálne 40 % elektrickej energie pochádzať z elektrární schopných pokryť základnú záťaž, vysvetlil profesor fyziky Horst-Joachim Lüdecke.

Z údajov o spotrebe elektrickej energie v Španielsku je zrejmé, že táto slnkom zaliata krajina sa po tejto udalosti stala opatrnejšou. Pri porovnaní kalendárneho týždňa 17, teda krátko pred výpadkom, s kalendárnym týždňom 22 je zrejmé, že základná záťaž z jadrových a plynových elektrární výrazne vzrástla. Rovnako je podiel „obnoviteľných“ zdrojov elektrickej energie teraz zväčša o desať percentuálnych bodov nižší ako predtým.

Článok bol preložený z nemeckej edície Epoch Times

ZDIEĽAŤ ČLÁNOK