Crash test για τις αντοχές του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας η πράσινη ανάπτυξη

Κατά τη διάρκεια των τελευταίων ετών, η Ελλάδα έχει κάνει σημαντικά βήματα προς την απανθρακοποίηση, αυξάνοντας τη διείσδυση Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ) στο εθνικό μίγμα ηλεκτροπαραγωγής. Το 2024, οι ΑΠΕ της χώρας, που αποτελούνται κυρίως από φωτοβολταϊκά (Φ/Β) και αιολικά πάρκα, σύμφωνα με στοιχεία του Διαχειριστή ΑΠΕ και Εγγυήσεων Προέλευσης (ΔΑΠΕΕΠ), έπιασαν αθροιστικά εγκατεστημένη ισχύ ίση με 11.8 GW, κατέχοντας μερίδιο 49.3% στη συνολική εγκατεστημένη ισχύ μονάδων ηλεκτροπαραγωγής της χώρας και παρουσιάζοντας αύξηση ίση με 9.6% σε σχέση με το 2023.

Η εντυπωσιακή αυτή αύξηση των ΑΠΕ έχει πολυάριθμες θετικές επιπτώσεις, μεταξύ των οποίων είναι η μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, η διαφοροποίηση του ενεργειακού μίγματος, η αυξημένη ενεργειακή ασφάλεια και η δημιουργία νέων θέσεων εργασίας. Ωστόσο, συνοδεύεται και από ορισμένες προκλήσεις. Η παραγωγή των ΑΠΕ, και ιδιαίτερα των αιολικών, παρουσιάζει μεγάλες διακυμάνσεις και είναι δύσκολα προβλέψιμη, κάτι που μπορεί να οδηγήσει σε διαλείπουσα παραγωγή ενέργειας. Ενδεικτικά, όταν το αιολικό δυναμικό μειωθεί ή όταν εμφανιστούν σύννεφα, η παραγωγή από ΑΠΕ μπορεί να μειωθεί ακόμα και εντός δευτερολέπτων. Αυτό αποτελεί πρόκληση για τη διατήρηση της ευστάθειας του ηλεκτρικού συστήματος, ενώ αυξάνει τις απαιτήσεις για εφεδρικές πηγές ενέργειας που θα πρέπει να είναι άμεσα διαθέσιμες.

Ένας δείκτης που χρησιμοποιείται διεθνώς για να αποτιμήσει τα παραπάνω είναι το υπολειπόμενο φορτίο (residual load), το οποίο ορίζεται ως το συνολικό φορτίο (δηλαδή το ρεύμα που καταναλώνουμε) μείον την ενέργεια που παράγεται από τις ΑΠΕ και, πρακτικά, αναπαριστά το τμήμα του φορτίου που θα πρέπει να καλυφθεί από συμβατικές μονάδες παραγωγής ενέργειας. Έως τώρα, η τιμή του υπολειπόμενου φορτίου ήταν θετική. Το τελευταίο χρονικό διάστημα, λόγω της μεγάλης διείσδυσης των ΑΠΕ, παρατηρήθηκαν και στην Ελλάδα αρνητικές τιμές υπολειπόμενου φορτίου. Αυτό σημαίνει ότι οι ΑΠΕ παράγουν περισσότερη ενέργεια από αυτή που απαιτείται για να καλυφθούν οι ανάγκες κατανάλωσης ρεύματος στη χώρα και ότι υπάρχει πλεονάζουσα παραγωγή από ΑΠΕ. Οι αρνητικές τιμές υπολειπόμενου φορτίου συνοδεύονται από μηδενικές ή και αρνητικές τιμές ενέργειας στη χονδρεμπορική αγορά ηλεκτρισμού και μπορεί να οδηγήσουν σε περικοπές της πλεονάζουσας παραγωγής από ΑΠΕ από τους Διαχειριστές του δικτύου ηλεκτρικής Ενέργειας (ΑΔΜΗΕ για το Σύστημα Υψηλής Τάσης και ΔΕΔΔΗΕ για το Δίκτυο Μέσης και Χαμηλής Τάσης), προκειμένου να διατηρηθεί η ευστάθεια του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας.

Στη χώρα μας, από τις 20 Μαρτίου και μετά άρχισαν να εμφανίζονται πολλές ώρες με μηδενικές τιμές ενέργειας, ενώ στις 7 Απριλίου παρατηρήθηκε για πρώτη φορά αρνητική τιμή (-0.01 €/MWh). Την ημέρα αυτή, οι ΑΠΕ είχαν 71.36% μερίδιο στην αγορά ενέργειας, με τα φυσικά αέρια να ακολουθούν στο 18.46% και τις εισαγωγές στο 2.45%.

Το φαινόμενο αυτό έγινε ακόμα πιο έντονο το τελευταίο διάστημα, λόγω των παρακάτω δύο παραγόντων:

• Αυξημένη παραγωγή από ΑΠΕ και ειδικά από Φ/Β: Η διάρκεια της ημέρας είναι μεγαλύτερη, επομένως υπάρχουν περισσότερες ώρες ηλιοφάνειας. Παράλληλα, οι θερμοκρασίες δεν είναι τόσο υψηλές όσο το καλοκαίρι, με αποτέλεσμα να μην υπερθερμαίνονται τα Φ/Β πάνελ και να έχουν υψηλότερη απόδοση.
• Τα Σαββατοκύριακα καθώς και τις ημέρες του Πάσχα που είναι αργίες, η κατανάλωση ρεύματος είναι μειωμένη, καθώς δεν υπάρχουν τόσα εμπορικά και βιομηχανικά φορτία, με εξαίρεση τις βιομηχανίες και βιοτεχνίες που λειτουργούν αδιάλειπτα.

Συγκεντρωτικά, σύμφωνα με τη μηνιαία αναφορά της ΕΧΕ Α.Ε., τον μήνα Απρίλιο οι ΑΠΕ συμμετείχαν με ποσοστό 50% (52% με τις ΑΠΕ της Κρήτης) στον όγκο συναλλαγών στην Αγορά Επόμενης Ημέρας, έναντι 29% του φυσικού αερίου και 11% των εισαγωγών, ενώ η μέση τιμή ενέργειας στη χονδρεμπορική αγορά ηλεκτρισμού ήταν ίση με 60.11 €/MWh. Η αυξημένη παραγωγή από ΑΠΕ σε συνδυασμό με τα χαμηλότερα φορτία οδήγησαν τον ΑΔΜΗΕ και τον ΔΕΔΔΗΕ να προχωρήσουν σε περικοπές μεγάλου μέρους των ΑΠΕ κατά τη διάρκεια αρκετών ημερών από τα μέσα Μαρτίου και μετά, ιδιαίτερα δε τα Σαββατοκύριακα, προκειμένου να προστατεύσουν το σύστημα ηλεκτρισμού από αστάθεια και απώλεια συγχρονισμού, λόγω έλλειψης ισορροπίας μεταξύ παραγωγής και ζήτησης. Μάλιστα, το Σαββατοκύριακο 27-28 Απριλίου, οι περικοπές των ΑΠΕ έφτασαν περίπου τα 4 GW, εκ των οποίων 1.5 GW περιέκοψε ο ΔΕΔΔΗΕ και 2.5 GW ο ΑΔΜΗΕ.

Ειδικότερα δε, τις ημέρες των αργιών του Πάσχα και της μετατεθείσας αργίας της Πρωτομαγιάς, η εικόνα της αγοράς είχε ως εξής: Τη Μεγάλη Παρασκευή (03/05) έως και την Κυριακή του Πάσχα (05/05), οι ΑΠΕ κυριάρχησαν στο ενεργειακό μίγμα, σημειώνοντας ποσοστά άνω του 60%, ενώ το μερίδιο των φυσικών αερίων κινήθηκε αρκετά χαμηλότερα, μεταξύ 20 και 25%.

Παράλληλα, την 1η Μαΐου, ο ΑΔΜΗΕ προχώρησε σε ένα έκτακτο μέτρο, που υιοθετείται σε ακραίες περιπτώσεις προκειμένου να αποφευχθεί γενικευμένο blackout και να διατηρηθεί το ηλεκτρικό σύστημα όρθιο, και βάσει της σχετικής δυνατότητας που δίνουν ο Κανονισμός (ΕΚ) αριθ. 714/2009 του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του Συμβουλίου και ο Κανονισμός (ΕΕ) 2017/1485 της Επιτροπής, ανέστειλε τις εισαγωγές ρεύματος από Ιταλία, Βουλγαρία, Βόρεια Μακεδονία, Αλβανία και Τουρκία, από τις 03/05 έως τις 07/05 για ένα μεγάλο διάστημα ωρών της ημέρας στον οποίο υπήρχε πλεόνασμα παραγωγής από ΑΠΕ. Η αναστολή των εισαγωγών πραγματοποιήθηκε αφού ο ΑΔΜΗΕ απέσπασε τη σύμφωνη γνώμη των Διαχειριστών των εμπλεκόμενων γειτονικών χωρών, κατόπιν αιτήματός του, προκειμένου να μη θεωρηθεί παραβίαση του ευρωπαϊκού πλαισίου που στηρίζει και ενισχύει το διασυνοριακό εμπόριο. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα το μερίδιο των εισαγωγών κατά τη διάρκεια των αργιών από 03/05 έως 07/05 να κινηθεί χαμηλά, μεταξύ 5.5 και 11%.

Το πρόβλημα της στοχαστικότητας και της μεγάλης διακύμανσης της παραγωγής των ΑΠΕ «χτύπησε την πόρτα» του ηλεκτρισμού συστήματος από την 5η προς την 6η Μαΐου. Όπως φαίνεται και στο παρακάτω γράφημα (τα παρακάτω στοιχεία έχουν αντληθεί από την Πλατφόρμα Διαφάνειας του ENTSO-E), μόλις σε μία ημέρα, υπήρξε δραματική μείωση στο αιολικό δυναμικό και, κατ’επέκταση, στην πρόβλεψη παραγωγής από αιολικές μονάδες.

Αντίστοιχα, το υπολειπόμενο φορτίο, το οποίο την Κυριακή του Πάσχα έφτασε στο ιστορικό χαμηλό για τη χώρα (-2522 MW), μόλις σε ένα 24ωρο ανέβηκε στα -691 MW, εξαιτίας της μεγάλης μείωσης του αέρα. Μάλιστα, η μικρή αύξηση που σημείωσε η παραγωγή από Φ/Β από την 5η στην 6η Μαΐου δεν στάθηκε ικανή να συγκρατήσει το φαινόμενο.

Άμεση ήταν η επίπτωση της μεγάλης μεταβολής της παραγωγής από ΑΠΕ στην τιμή ενέργειας στην Αγορά Επόμενης Ημέρας. Η μέση τιμή στις 05/05 ήταν ίση με 49.42 €/MWh, ενώ στις 06/05 ήταν ίση με 84.27 €/MWh, εμφανίζοντας σε ένα μόλις 24ωρο αύξηση κατά 70.53%.

Τα φυσικά αέρια, τα οποία είχαν παραμείνει πολλές ώρες τις προηγούμενες ημέρες εκτός λόγω πλεονάζουσας παραγωγής από ΑΠΕ, με τη μείωση του αέρα βρήκαν την ευκαιρία να ενταχθούν στην αγορά για περισσότερες ώρες, αυξάνοντας το μερίδιό τους από το 20.4% στις 05/05 στο 34.46% στις 06/05 (αύξηση κατά 68.92% σε ένα 24ωρο) και 40.04% στις 07/05. Εκμεταλλευόμενα τη διακοπή των εισαγωγών που είχε επιβάλει ο ΑΔΜΗΕ για τις ημέρες αυτές, έκαναν τέτοιες προσφορές στο Χρηματιστήριο Ενέργειας, που είχαν ως αποτέλεσμα όχι μόνο να εκτοξευτεί η μέση τιμή ενέργειας στην αγορά επόμενης ημέρας αλλά να φτάσουμε στη μέγιστη τιμή των 138.09 €/MWh στις 06/05 μεταξύ 20:00 και 21:00.

Από τα παραπάνω, καθίσταται σαφές ότι η διαχείριση της μεγάλης διείσδυσης των ΑΠΕ αποτελεί μια πρόκληση τόσο για τους Διαχειριστές του ηλεκτρικού συστήματος (ΑΔΜΗΕ και ΔΕΔΔΗΕ) όσο και για την αγορά ενέργειας. Εάν συνεκτιμηθεί και η ανάγκη να διατηρηθεί σε λογικά πλαίσια η τιμή ρεύματος, χωρίς να συνεχίσουν να παρατηρούνται τόσο μεγάλες αυξήσεις σε περιόδους χαμηλής παραγωγής από ΑΠΕ, ώστε να προστατευθεί και η «τσέπη» του Έλληνα καταναλωτή ηλεκτρισμού, τότε η διερεύνηση εναλλακτικών δρόμων όπως η αποθήκευση ενέργειας, η απόκρισης ζήτησης (demand response) και η ενίσχυση των διασυνοριακών διασυνδέσεων μοιάζει να αποτελεί μονόδρομο.

Στέλα Σαρρή, Ηλεκτρολόγος Μηχανικός και Μηχανικός Υπολογιστών, MSc, PhD, ειδικός σε θέματα λειτουργίας ηλεκτρικών δικτύων και αγοράς ενέργειας