Ενεργειακή κρίση: Γιατί τα μπλακ άουτ στην Ευρώπη δεν θα είναι τα τελευταία

Ήταν Δευτέρα, λίγο μετά το μεσημέρι όταν περίπου το ήμισυ της δυναμικότητας παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας της Ισπανίας τέθηκε εκτός λειτουργίας, με αποτέλεσμα να διακοπεί η ηλεκτροδότηση σε όλη την Ισπανία και την Πορτογαλία.

Τα νοσοκομεία ανέστειλαν τις συνήθεις εργασίες, τα εργοστάσια και τα διυλιστήρια αναγκάστηκαν να περιορίσουν την παραγωγή, τα δίκτυα κινητής τηλεφωνίας διακόπηκαν, τα φανάρια σταμάτησαν να λειτουργούν και η αστυνομία αναπτύχθηκε για να διατηρήσει την τάξη. Μέχρι τις 11 μ.μ., ο πρωθυπουργός Πέδρο Σάντσες κήρυξε κατάσταση έκτακτης ανάγκης και η κατάσταση στη χώρα θύμιζε Αρμαγεδώνα..

Αρκετές ημέρες αργότερα, η ακριβής αιτία της μεγαλύτερης διακοπής ρεύματος στην Ευρώπη εδώ και δύο δεκαετίες εξακολουθεί να διερευνάται. Ο διαχειριστής του δικτύου της Ισπανίας, Red Eléctrica, αναφέρει ότι μια απώλεια παραγωγής στα νοτιοδυτικά της χώρας οδήγησε σε μια ξαφνική σειρά βλαβών. Τι προκλήθηκε, γιατί και πώς αυτό κλιμακώθηκε τόσο δραματικά, παραμένει ασαφές.

Τα κρίσιμα ερωτηματικά και οι ΑΠΕ

Αλλά το γεγονός ότι μια ολόκληρη χερσόνησος θα μπορούσε να βυθιστεί στο σκοτάδι μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα έχει προκαλέσει συναγερμό σε όλο τον κόσμο, εγείροντας καίρια ερωτηματικά σχετικά με τη σταθερότητα των ενεργειακών υποδομών σε μια εποχή που πολλές χώρες μεταβαίνουν σε ηλεκτρική ενέργεια χαμηλών εκπομπών άνθρακα αντί για την καύση ορυκτών καυσίμων.

Αυτό φέρνει νέες προκλήσεις στη λειτουργία ενός συστήματος τόσο πολύπλοκου όσο ένα δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας: χιλιάδες γεννήτριες και χρήστες που εκτείνονται σε εκατοντάδες μίλια, στα οποία η προσφορά και η ζήτηση πρέπει να αντιστοιχίζονται συνεχώς και η συχνότητα να διατηρείται απόλυτα σταθερή

Όπως υπογραμμίζουν σε εκτενές τους αφιέρωμα οι Financial Times, μέχρι το 2050, περίπου το 70% της τελικής παγκόσμιας ενεργειακής ζήτησης αναμένεται να καλύπτεται από ηλεκτρική ενέργεια, εάν επιτευχθούν οι κλιματικοί στόχοι, σύμφωνα με μοντελοποίηση της Επιτροπής Ενεργειακών Μεταβάσεων, από 20% σήμερα. Το μεγαλύτερο μέρος αυτής της ζήτησης θα καλύπτεται από αιολικά και ηλιακά πάρκα.

Αλλά για να φτάσουμε σε αυτό το σημείο απαιτείται μια ριζική αναθεώρηση του τρόπου λειτουργίας των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας, προκειμένου να μπρούν να διαχειριστούν τη διακοπτόμενη παροχή από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, η οποία μπορεί να προκαλέσει συστημική αστάθεια.

Μια ματιά στο… μέλλον

Η κρίση στην Ισπανία, η οποία έχει θέσει σε λειτουργία ηλιακά πάρκα και ανεμογεννήτριες με γοργούς ρυθμούς τα τελευταία χρόνια, ενισχύει τις ανησυχίες σχετικά με το αν τα εθνικά δίκτυα που κατασκευάστηκαν για διαφορετική χρονική περίοδο υπερφορτώνονται, κι αν εν τέλει όλα όσα συνέβησαν αποτελούν μια ματιά στο βραχυπρόθεσμο ενεργειακό μέλλον της Ευρώπης.

«Τα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειάς μας σχεδιάστηκαν για μια εποχή κεντρικής, προβλέψιμης παραγωγής ενέργειας», σχολιάζει στους FT, ο Xavier Daval, πρόεδρος του γαλλικού εμπορικού συνδέσμου ανανεώσιμων πηγών ενέργειας SOLER-SER. «Αλλά ο αναδυόμενος ηλεκτρικός κόσμος είναι κατανεμημένος, ψηφιακός και προσαρμοστικός. Αυτό δεν είναι ένα σφάλμα που πρέπει να διορθωθεί — είναι ένα παράδειγμα που πρέπει να επανεξεταστεί».

Οι προβληματισμοί στο Λονδίνο

Λιγότερο από δύο εβδομάδες πριν, πολλοί από τους Ευρωπαίους αξιωματούχους που ασχολούνται τώρα με τις επιπτώσεις των διακοπών ρεύματος στην Ισπανία βρίσκονταν στο Λονδίνο για συνομιλίες για την ενεργειακή ασφάλεια που διοργάνωσαν ο Διεθνής Οργανισμός Ενέργειας και η κυβέρνηση του Ηνωμένου Βασιλείου.

Τότε, ο Διεθνής Οργανισμός Ενέργειας προειδοποίησε για μια «σύνθετη σειρά διασυνδεδεμένων προκλήσεων» στα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας, συμπεριλαμβανομένου του κλεισίματος των σταθμών παραγωγής ενέργειας που λειτουργούν με ορυκτά καύσιμα πριν το σύστημα να είναι σε θέση να αντεπεξέλθει χωρίς αυτούς.

Τα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας θα πρέπει να επεκταθούν από περίπου 68 εκατομμύρια χιλιόμετρα δικτύου το 2023 σε περίπου 120 εκατομμύρια χιλιόμετρα, απαιτώντας επενδύσεις περίπου 800 δισεκατομμυρίων δολαρίων ετησίως στις δεκαετίες του 2030 και του 2040

Σημειώνεται ότι η αιολική και η ηλιακή ενέργεια δεν διαθέτουν τη φυσική αδράνεια που παρέχουν οι μεγάλοι στρόβιλοι άνθρακα και αερίου, η οποία μπορεί να βοηθήσει στη σταθεροποίηση του συστήματος σε περίπτωση διαταραχής.

Αυτό φέρνει νέες προκλήσεις στη λειτουργία ενός συστήματος τόσο πολύπλοκου όσο ένα δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας: χιλιάδες γεννήτριες και χρήστες που εκτείνονται σε εκατοντάδες μίλια, στα οποία η προσφορά και η ζήτηση πρέπει να αντιστοιχίζονται συνεχώς και η συχνότητα να διατηρείται απόλυτα σταθερή.

«Τα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας είναι οι πιο περίπλοκες μηχανές στον κόσμο», λέει ο Duncan Burt της Reactive Technologies, ο οποίος στο παρελθόν έπαιξε καθοριστικό ρόλο στις προσπάθειες της Βρετανίας να διασφαλίσει ότι το δικό της δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας είναι κατάλληλο για καθαρότερη ενέργεια. Αλλά μπορούν να αναβαθμιστούν για να αντιμετωπίσουν νέα εμπόδια, επιμένει. «Δεν υπάρχει κακός καιρός, μόνο κακά ρούχα. Πρέπει να φτάσεις ντυμένος για την περίσταση».

Οι νέες τεχνολογίες

Οι φορείς εκμετάλλευσης δικτύων ανακαλύπτουν νέες τεχνολογίες για να μιμούνται και να μετρούν την αδράνεια και να διατηρούν την ισορροπία του δικτύου.

Αλλά είναι ένα διαφορετικό σύστημα που απαιτεί προσεκτική διαχείριση. «Ολόκληρη η συμπεριφορά των συστημάτων ισχύος βασίστηκε στη φυσική των σύγχρονων μηχανών» που λειτουργούν σταθερά, λέει ο Janusz Bialek, ειδικός σε συστήματα ισχύος στο Imperial College London και μέλος της διευθύνουσας επιτροπής της Κοινοπραξίας Μετασχηματισμού Παγκόσμιου Συστήματος Ηλεκτρικής Ενέργειας. «Τώρα, [βασίζεται] στα ηλεκτρονικά ισχύος» – ή στη χρήση τεχνολογίας για τη διαχείριση των ροών ηλεκτρικής ενέργειας.

Οι εργασίες για την αντιμετώπιση αυτών των τεχνικών προκλήσεων έρχονται σε μια στιγμή που απαιτείται τεράστια αύξηση των επενδύσεων σε υποδομές, όπως καλώδια και πυλώνες, για τη σύνδεση νέας παραγωγικής ικανότητας και τη μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας από απομακρυσμένα αιολικά και ηλιακά πάρκα στα κέντρα των πόλεων, καθώς και για την προστασία του δικτύου από ακραία καιρικά φαινόμενα.

Η Επιτροπή Ενεργειακών Μεταβάσεων εκτιμά ότι, έως το 2050, για την επίτευξη των κλιματικών στόχων, τα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας θα πρέπει να επεκταθούν από περίπου 68 εκατομμύρια χιλιόμετρα δικτύου το 2023 σε περίπου 120 εκατομμύρια χιλιόμετρα, απαιτώντας επενδύσεις περίπου 800 δισεκατομμυρίων δολαρίων ετησίως στις δεκαετίες του 2030 και του 2040.

Πολλά τμήματα των δικτύων της Ευρώπης είναι άνω των 40 ετών και η Ευρωπαϊκή Επιτροπή εκτιμά ότι χρειάζονται επενδύσεις ύψους 584 δισεκατομμυρίων ευρώ αυτήν τη δεκαετία.

Εκτός Ευρώπης

Αλλά και χώρες εκτός Ευρώπης έχουν επίσης βιώσει συστημικές αποτυχίες καθώς αντιμετωπίζουν την αυξανόμενη ζήτηση.

Η Κίνα, μακράν η μεγαλύτερη αγορά ενέργειας στον κόσμο, βρίσκεται στη μέση μιας μαζικής αναβάθμισης του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας, με τις δαπάνες να προβλέπονται να φτάσουν τα 84 δισεκατομμύρια δολάρια μόνο φέτος, για να βοηθήσει στη σύνδεση ηλιακών και αιολικών σταθμών παραγωγής ενέργειας με βασικά κέντρα αστικής και βιομηχανικής ζήτησης.

Οι Κινέζοι σχεδιαστές δικτύων φαίνεται να είναι πρόθυμοι να αποδεχτούν κάποια σπατάλη χωρητικότητας του συστήματος, εάν αυτή συμβάλλει στην ενεργειακή ασφάλεια, λέει ο David Fishman, αναλυτής ενέργειας με έδρα τη Σαγκάη στην εταιρεία συμβούλων The Lantau Group. «[Άλλες χώρες] μπορεί να κατασκευάσουν τα δίκτυά τους με πιο αποτελεσματική κατανομή πόρων, αλλά να τα αφήσουν πιο ευάλωτα σε γεγονότα «μαύρου κύκνου»», λέει.

Πέρυσι, ο Ισημερινός υπέστη συνεχόμενες διακοπές ρεύματος σε εθνικό επίπεδο, διάρκειας έως και 14 ωρών την ημέρα, μετά από ξηρασίες που επηρέασαν την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από την υδροηλεκτρική ενέργεια.

Το 2012, η ​​Ινδία υπέστη τη μεγαλύτερη διακοπή ρεύματος στον κόσμο, μετά την κατάρρευση των βόρειων και ανατολικών δικτύων λόγω υπερφόρτωσης, με αποτέλεσμα να μειωθεί η ηλεκτροδότηση σε 620 εκατομμύρια ανθρώπους για περισσότερο από μισή ημέρα.

Έκτοτε, το εθνικό δίκτυο μεταφοράς, που είναι πλέον το μεγαλύτερο ενοποιημένο δίκτυο στον κόσμο , έχει αναβαθμιστεί για να βοηθήσει τον κρατικό φορέα Grid-India να εξισορροπήσει το σύστημα κατανέμοντας την ενέργεια μεταξύ των περιοχών.

Η αυξημένη συχνότητα ακραίων καιρικών φαινομένων, που συχνά συνδέονται με την κλιματική αλλαγή, ασκεί επίσης πίεση στα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας.

Περισσότεροι από 4,5 εκατομμύρια άνθρωποι έμειναν χωρίς ρεύμα στο Τέξας το 2021, αφού οι ανεμογεννήτριες και οι αγωγοί που παρείχαν φυσικό αέριο σε σταθμούς παραγωγής ενέργειας πάγωσαν σε μια ισχυρή χειμερινή καταιγίδα, ακριβώς τη στιγμή που τα νοικοκυριά προσπαθούσαν να ανοίξουν την ηλεκτρική θέρμανση για να αντιμετωπίσουν το κρύο. Το περιστατικό κόστισε έως και 130 δισεκατομμύρια δολάρια και θεωρήθηκε ότι προκάλεσε εκατοντάδες θανάτους.

Ενώ οι συνθήκες ήταν πολύ διαφορετικές από εκείνες στην Ισπανία, οι ειδικοί λένε ότι ένας παράγοντας συνδέει τα δύο γεγονότα: η έλλειψη διασύνδεσης του δικτύου για την ανταλλαγή ενέργειας με άλλες περιοχές που θα μπορούσαν να εξισορροπήσουν τη δική τους….