Наприкінці квітня європейський енергетичний ринок сколихнув несподіваний інцидент: понад 55 млн споживачів в Іспанії та Португалії на добу залишилися без світла внаслідок масштабного відключення в мережі і значну втрату генерації. Причини аварії й досі достеменно невідомі, органи державної влади продовжують розслідування. Але урядовці і представники галузевої енергетичної спільноти вже зробили певні висновки щодо ситуації та викликів, які піднялися на поверхню через блекаут, що накрив Іберійський півострів і паралізував ринок.

«Українська енергетика» дослідила ключові заяви і експертні коментарі про обставини наймасовішого відключення електроенергії в історії сучасної Європи, а також розібралася в політичних суперечках, які точаться на ринку, обмежуючи розбудову енергетичних мереж заради посилення безпеки.

Чому стався блекаут

За останніми даними оператора іспанської енергомережі Red Eléctrica, серед причин аварії, що сталася 29 квітня в енергосистемі, наразі виключені версії про кібератаки, помилки персоналу або аномальні погодні явища. Керівник операційних служб компанії Едуардо Прієто повідомив, що безпосередньо перед відключенням сталися два «події знеструмлення» з інтервалом лише в одну секунду.

Це трапилося на південному заході Іспанії - у регіоні з високим рівнем виробництва сонячної енергії. Після цього знеструмлення поширилося на територію Португалії та регіони Франції, розташовані біля іспанського кордону.

Масовий блекаут торкнувся майже всього населення Іберійського півострову, паралізував роботу магазинів, підприємств, залізничного та громадського транспорту, який живиться електроенергією, банківського сектору і операторів мобільного звʼязку. «Таке не повинно повторитися. Ми вживемо необхідних заходів, щоб запобігти подібним випадкам», - пообіцяв тоді прем’єр-міністр Іспанії Педро Санчес.

На поточному тижні, 20 травня, оновленою інформацією про перебіг розслідування поділилася міністерка енергетики Іспанії Сара Аагесен. За її словами, наразі галузеві й урядові фахівці розглядають «перенапругу в мережі» як найбільш вірогідну причину блекауту.

«Попередні результати розслідування вказують на те, що у високоповʼязаній мережі в умовах низького споживання можуть виникнути проблеми з перенапругою», - сказала чиновниця. «Мережа була готова забезпечити до 40 ГВт споживання, тоді як у день інциденту споживання ледь дотягувало до 25 ГВт. Тож проблема полягала не в кількості кабельних з’єднань», - пояснила вона.

Але й досі залишається відкритим питання про те, чи саме падіння обсягів генерації спричинило коливання в мережі, чи, навпаки, електростанції відключились через перенапругу. Датчики фіксують все, що відбувається в електромережі. Тому всебічний аналіз цих даних має дати остаточні відповіді про причини аварії.

Як працює енергомережа

Узагальнити цей процес можна так. Найважливішими компонентами енергосистеми є електростанції та мережі передачі і розподілу. Електроенергія, вироблена на електростанціях, розподіляється за допомогою ліній електропередач всередині країни, а також може йти за межі національних кордонів. Щоб дістатися кінцевих споживачів, електрика надходить у розподільчі мережі.

Для того, щоб мережа залишалася стабільною, в енергосистему має постійно подаватися стільки електроенергії, скільки споживається. Чи є в системі занадто багато або занадто мало потужності, свідчить показник її частоти. Стандарт європейської мережі - частота на рівні 50 Герц. Якщо частота падає, це означає, що споживається більше електроенергії, ніж виробляється. Якщо вона піднімається, в мережу подається більше електроенергії, ніж потрібно.

 «І занадто висока частота, і занадто низька частота – не дуже корисна ситуація. Але вона стає особливо критичною, якщо частота продовжує падати», - пояснює Ґабріела Хуг, професорка інформаційних технологій та електротехніки з університету ETH Zürich.

Щоб частота зберігалася стабільною, постачальники енергії роблять прогнози попиту. На основі цих даних розробляються щоденні графіки роботи для електростанцій. Відхилення від цих оцінок можна спостерігати в режимі реального часу на обладнанні національних операторів енергетичних мереж. Наприклад, якщо частота падає до 49 Герц через занадто велику потребу в енергії, починається так зване «падіння навантаження». Потім деякі споживачі відключаються від мережі, щоб загальне навантаження зменшилося, а решта системи залишалася стабільною і працювала без збоїв.

Існують різні види резервів в мережі, які потрібно активувати з різною швидкістю, коли виникають коливання між попитом і пропозицією. Спочатку, з перших секунд дисбалансу, використовується так званий «первинний резерв регулювання». До нього відноситься газова або вугільна генерація, яка здатна протягом короткого часу збільшити чи зменшити виробництво, відхилившись від узгодженого плану графіка роботи. 

Потім у стабілізацію може втручатися національний мережевий оператор (в Україні це державна компанія «Укренерго»). Він координує запуск так званих «вторинних резервів регулювання» (як правило, це гідроелектростанції), щоб впродовж кількох хвилин відновити частоту до 50 Герц.

Локальні відключення електроенергії можуть статися, наприклад, при пошкодженні кабелю, який живить певний район міста чи населений пункт. У національних мережах існують захисні механізми, які в такому випадку автоматично відключають пошкоджену ділянку, щоб обмежити наслідки.

Блекаут, натомість, - це масштабне явище, і на його ліквідацію потрібно більше часу. «Блекаути зазвичай виникають унаслідок поєднання кількох непередбачуваних подій. Наприклад, виходить з ладу важлива лінія або велика електростанція, і одночасно відбувається ще якась непередбачена подія або екстремальне погодне явище - скажімо, буревій, що пошкоджує мережу», - розповіла Ґабріела Хуг.

Вразливість «зеленої» енергетики

Розмірковуючи про можливі причини масштабного відключення електроенергії в Іспанії та Португалії, деякі аналітики стверджують, що аварію спричинив надлишок «зеленої» генерації в мережі, який викликав коливання напруги через нестачу інерції в системі.

Особливість відновлюваних джерел енергії (ВДЕ) в тому, що вони менш гнучкі у порівнянні з традиційними (вугільними або газовими) електростанціями, які можна швидко запускати або зупиняти у відповідь на коливання у споживчому попиті на ринку.

Проте галузеві фахівці погоджуються, що іберійський інцидент, перш за всі, підняв на поверхню головну проблему європейської кліматичної політики – це вразливість енергетичної мережі, яка не спроможна ефективно інтегрувати ту велику кількість ВДЕ, що почала стрімко зростати у відповідь на заклики до електрифікації та відмови від викопного палива з метою скорочення викидів вуглецю.

За даними BloombergNEF, до 2050 року країнам ЄС потрібно інвестувати в модернізацію електромереж щонайменше $21,4 трлн, щоб досягти кліматичних цілей.

Натомість відповідні витрати останнім часом скорочуються через сповільнення економічного зростання та інфляцію. Тому в більшості випадків європейські оператори не готові впоратися зі зростаючим споживанням ВДЕ. 

Щоб врятувати ситуацію, Єврокомісія планує створити стимули для будівництва нових міждержавних інтерконекторів у південно-західній частині ЄС, щоб підвищити стійкість енергосистеми.

«Додаткові з’єднання були б корисними не лише для безпеки постачання, а й для прискорення розвитку відновлюваної енергетики», - вважає старша аналітикиня LSEG Маргарита Флорес.

Міждержавні суперечки

Міністерка енергетики Іспанії Сара Аагесен на минулому тижні наголосила, що питання розбудови ліній електропередач із Францією вже стало «загальноєвропейським».

«Ми вже довгий час намагаємося забезпечити нові з’єднання. Проект у Бискайській затоці вже на просунутій стадії. Але ще два проекти залишаються на стадії «в очікуванні» роками», - сказала вона.

Йдеться про кабель "Бискайська затока" на 2,2 ГВт, який має запрацювати у 2028 році, а також про два інтерконектори - між Арагоном і Атлантичними Піренеями, та між Наваррою і Ландою, щодо яких остаточні інвестиційні рішення не ухвалені.

Основна технічна перешкода для нових з’єднань між Іспанією та Францією - Піренейські гори. «Будівництво високовольтних ліній через високогірний масив є складною та дорогою справою, так само як і варіант обхідного маршруту через море», зазначив колишній міністр довкілля Франції Бріс Лалонд. Ще одна складність - знайти ринковий баланс між відновлюваною і контрольованою генерацією, додав він.

Аналітики також вважають, що проєкти нових з’єднань стримує Франція, оскільки це забезпечить надходження більш дешевої іспанської електроенергії на її ринок та знизить прибутковість французького експорту атомної генерації.

«Додаткове з’єднання з Іспанією справді більш вигідне для іспанських виробників, а не французьких. Французькі споживачі побачать вигоду, тоді як іспанські - менше. Тому рішення має ухвалюватись на основі колективної та довгострокової вигоди», - сказав аналітик Ніколя Гольдберг в коментарі Montel.

Окремі чиновники Єврокомісії припускають, що можливим рішенням може стати посилення мандатів для енергетичних агентств ЄС для кращої координації та реалізації проєктів. Йдеться про Acer - Агентство ЄС з питань співпраці енергетичних регуляторів, та ENTSO-E - Європейську мережу операторів систем передачі електроенергії. Однак Лукаш Колінскі з Генерального директорату Єврокомісії з енергетики наголошує, що розвиток нових міждержавних ліній електропередач в ЄС залежить виключно від політичної волі.

«Франція вже має міцні зʼєднання із Німеччиною, Італією та Швейцарією, тому додаткові зв’язки з Іспанією не виглядають нагальною потребою. А от країни Іберійськоо півострову, натомість, дійсно потребують нових міждержавних мереж », - підсумувала аналітикиня Пратікша Рамда з Rystad Energy.

Світлана Долінчук, спеціально для «Української Енергетики»