W dniu 9 sierpnia 2019 r., w tzw. „Czarny Piątek” (ang. „Black Friday”), w Wielkiej Brytanii wystąpiły masowe przerwy w dostawach elektryczności. Brakiem energii przez prawie godzinę dotkniętych zostało ok. 1,1 mln odbiorców, przy czym skutki tej awarii były odczuwane przez kolejne dni, a w przypadku jednej rafinerii ropy przez kilka tygodni. Warto zauważyć, że od dostaw energii odcięte były cztere szpitale. Całkowicie odwołano 371 kursów pociągów, a 220 częściowo. Zamknięto lotnisko w Newcastle. Awaria miała charakter powszechny i wywołała sporą panikę. Dopiero niedawno opublikowano oficjalny raport z badania przyczyn załamania się dostaw energii. Pokłosiem awarii były też kary finansowe nałożone na morską farmę wiatrową Hornsea I i elektrownię gazową Litlle Barford po 4,5 mln funtów na każdy z podmiotów.
Przyczyny tych masowych przerw w dostawach elektryczności i wnioski z nich wynikające z zostały przedstawione w dwóch oficjalnych raportach, które są obecnie publicznie dostępne. Jeden z raportów przygotował Ofgem, czyli regulator brytyjskiego rynku energii elektrycznej – odpowiednik polskiego PSE S.A., a drugi tzw. Komitet E3C (Energy Emergencies Executive Committee) będący agendą brytyjskiego ministerstwa gospodarki, energii i strategii przemysłowej. Raporty te zostały opublikowane w dniu 3 stycznia 2020 r. [1]
Oba raporty przeanalizował dr John Constable z think tanku Global Warming Policy Forum. Artykuł Constable zawiera sporo szczegółów technicznych dotyczących kwestii funkcjonowania brytyjskiej sieci energetycznej, analizę przebiegu zdarzeń w feralny Czarny Piątek i możliwości zapobiegania blackoutom czy też raczej ograniczania ich skutków, z którymi można zapoznać się w oryginale. [2]
Sama awaria rozpoczęła się od uderzenia pioruna, które spowodowało szybkie odłączenie od sieci morskiej farmy wiatrowej Hornsea I o mocy 737 MW oraz bloku gazowego Litlle Barford o mocy 244 MW a potem drugiego bloku o mocy 210 MW. Wszystko to nastąpiło w ciągu jednej sekundy. Następnie od sieci zostały odłączone źródła rozproszone o mocy ok. 500 MW (wszelkie OZE, w tym przydomowe elektrownie solarne oraz elektrownie wiatrowe na lądzie). Oznacza to, że w ciągu ok. 1,5 sekundy – co widać na poniższym wykresie - z sieci ubyło ok. 1,5 GW mocy, a co spowodowało jednoczesne odłączenie wielu urządzeń i przerwy w dostawach energii.
Wykres przedstawia przebieg awarii w czasie na wykresie częstotliwości sieci. Źródło: National Grid ESO. https://www.thegwpf.com/telling-the-story-of-a-blackout/
Dr Constable przedstawia też ciekawe wnioski — jakie wynikają z lektury wspomnianych raportów — w kluczowej sprawie, tj. tego, jaką rolę w ewidentnie coraz bardziej zagrożonym awariami systemie energetycznym Wielkiej Brytanii odgrywa tzw. generacja rozproszona i jaka jest sytuacja końcowych odbiorców energii, a więc gospodarstw domowych, instytucji publicznych i podmiotów gospodarczych. W uproszczeniu, pod nazwą „generacja rozproszona” ukrywają się zasadniczo OZE, zwłaszcza energetyka wiatrowa i słoneczna, w tym prosumencka pod postacią fotowoltaiki.
Pierwsza obserwacja jest taka, że eksperci obu wspomnianych instytucji raportujących przyznają, jak wielkim problemem jest nieprzejrzystość funkcjonowania jednostek OZE w systemie, a w związku z tym ograniczenie możliwości zarządzania nimi w sytuacji awarii sieci elektroenergetycznej. Constable pisze: „Z powodu obecności [w systemie] wytwórców stosujących wytwarzanie rozproszone [ang. embedded generators] działania naprawcze podejmowane w celu zaradzenia zakłóceniom systemowym faktycznie pogorszyły sytuację, zmniejszając korzyści netto z zastosowanych środków”. Brytyjski regulator wskazuje na konieczność „lepszego rozpoznania” tego problemu. Ofgem zauważa, że „operatorzy systemu energetycznego (ESO) mogli być bardziej proaktywni, jeśli chodzi o zrozumienie i rozwiązywanie problemów związanych z generacją rozproszoną i jej wpływem na bezpieczeństwo systemu”. [3]
Według dr Constable, pojawienie się takich uwag w raportach na temat Czarnego Piątku z sierpnia 2019 r. nie dziwi, ponieważ „Wielu komentatorów, w tym Colin Gibson i Capell Aris, byli pracownicy [krajowego przedsiębiorstwa] National Grid mówili już wielokrotnie to samo” (zobacz artykuł pt. „Były dyrektor National Grid twierdzi, że ministrowie powinni nałożyć limity na nowe farmy wiatrowe i słoneczne, aby uniknąć przerw w dostawach energii elektrycznej” [4]
Niezależnie od problemów „po stronie” producentów energii — pisze dr Constable — autorzy raportu „E3C wskazują także, na „słabe przygotowanie” sektora odbiorców energii. W istocie, zachęcają oni wszelkiego rodzaju odbiorców do przygotowania „mocnych planów utrzymania ciągłości działalności” obejmujących „spektrum wiarygodnych scenariuszy zakłóceń zasilania”. To jest żargon ze szkół biznesu, ale dość łatwo przełożyć to potoczny francuski: Sauve qui peut [ratuj się kto może],” komentuje dr Constable.
Dr Constable podsumowuje obecną sytuację odbiorców energii elektrycznej w Wielkiej Brytanii w ten sposób: „Wydaje się, że słabości po stronie odbiorców są konsekwencją długiego okresu czasu, kiedy dostawy energii elektrycznej były pewne (…), co oznaczało, że odbiorcy nigdy nie musieli testować, wprowadzać, ani nawet trudzić się przygotowywaniem środków i działań, jak i ponosić tego koszty w celu zagwarantowania sobie pewności w życiu i w działalności gospodarczej w kontekście kruchego systemu energii elektrycznej. Mogli bowiem polegać na tym systemie. Z czym nie mamy do czynienia dzisiaj.”
Koszty portfela zasadniczo zdecentralizowanej generacji, składającego się w dużym stopniu z wytwórców, których produkcja cechuje się niskim poziomem bezwładności, takich jak energetyka wiatrowa i słoneczna, nie ograniczają się do wymogu technicznej ekwilibristyki ze strony Operatora Systemu, ale obejmują także potrzebę stworzenia rynku konsumentów energii, który musi być zawczasu ostrzeżony i zabezpieczony [ang. forewarned and forearmed] [przed czyhającymi zagrożeniami]. Dzięki polityce energetyczno-klimatycznej brytyjscy odbiorcy energii — od gospodarstw domowych po szpitale — zmuszeni są obecnie zapewnić, że poradzą sobie nie tylko z bardziej ekstremalnymi środkami zarządzania siecią energetyczną, jakich wymaga „inteligentny”, „czysty” system, ale także z konsekwencjami, jakie pojawią się wtedy, kiedy środki te okażą się niedostateczne. Za „wybieranie luzu” [z systemu energetycznego] — a to właśnie oznaczają w ostatecznym rozrachunku „mocne plany utrzymania ciągłości działalności” — trzeba będzie przecież zapłacić.
Analiza przebiegu awarii we wschodniej Anglii pokazuje też, że wbudowanie w system energetyczny wielu źródeł energii o charakterze rozproszonym utrudnia zarządzanie całą siecią w sytuacji nagłego i niespodziewanego zaniku mocy. Jakkolwiek w wyniku przeprowadzonego dochodzenia angielski operator sieci „National Grid” nie został ukarany, to jednak problem z zapewnieniem bezpieczeństwa dostaw energii od energetyki rozproszonej wciąż występuje, szczególnie na linii sieć – morskie farmy wiatrowe. Skoro zaledwie jedno uderzenie pioruna spowodowało automatyczne odłączenie się farmy wiatrowej od sieci i jej niestabilną pracę w kolejnych dniach, to znaczy się możemy mieć do czynienia z wadliwie zaprojektowanym systemem energetycznym. Jakkolwiek raporty nie są jeszcze ostateczne, to już dzisiaj wiemy, że wzrost udziału OZE w systemie energetycznym generuje nowe, nieznane wcześniej problemy, które wymagają nowych sposobów radzenia sobie z nimi. Jednak koszty naprawiania błędów wynikających z rozwoju OZE przerzuca się już na odbiorców energii.
Tłumaczenie, opracowanie i komentarz
Redakcja stopwiatrakom.eu
Przypisy:
[1] Raport Ofgem dostępny jest tutaj: https://www.ofgem.gov.uk/publications-and-updates/investigation-9-august-2019-power-outage
Raport E3C dostępny jest tutaj: https://www.gov.uk/government/publications/great-britain-power-system-disruption-review
[2] Analiza przebiegu tego zdarzenia dostępna jest tutaj – „Telling the Story of a Blackout” — https://www.thegwpf.com/telling-the-story-of-a-blackout/
[3] Dr John Constable, „The Role of Distributed Generation in the UK Blackout of 9 August 2019 — https://notalotofpeopleknowthat.wordpress.com/2020/01/05/the-role-of-distributed-generation-in-the-uk-blackout-of-9-august-2019/