Τις μεγάλες διακοπές ηλεκτροδότησης που σημάδεψαν τις δύο τελευταίες δεκαετίες -όχι ως μεμονωμένα επεισόδια, αλλά ως καθρέφτες αδυναμιών και εφαλτήρια μεταρρυθμίσεων- ανέλυσε διεξοδικά ο Δρ Χαράλαμπος Πήτας, επικεφαλής της Διεύθυνσης Διακρατικών Μελετών και Αρχιτεκτονικής Δικτύου στον ΑΔΜΗΕ, κατά την πρόσφατη ομιλία του στο Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Από την ιστορική διακοπή των 50 εκατ. πολιτών στις ΗΠΑ το 2003, μέχρι τα blackouts του 2006 στην Κεντρική Ευρώπη, την κυβερνοεπίθεση στην Ουκρανία το 2015, την κατάρρευση του δικτύου της Νότιας Αυστραλίας το 2016, τουλάχιστον πέντε κομβικά περιστατικά σε παγκόσμια κλίμακα έχουν επαναπροσδιορίσει το πώς αντιλαμβανόμαστε τη σταθερότητα των σύγχρονων ηλεκτρικών συστημάτων.
Σε αυτά τα περιστατικά ήρθε να προστεθεί πρόσφατα και το επεισόδιο της 28ης Απριλίου στην Ιβηρική Χερσόνησο, αποκαλύπτοντας πόσο εύθραυστη μπορεί να αποδειχθεί η ισορροπία σε ένα σύστημα με κυριαρχία των ΑΠΕ. Εκείνη την ημέρα το ηλεκτρικό δίκτυο της Ισπανίας στηριζόταν σχεδόν αποκλειστικά σε αποκεντρωμένες πηγές καθαρής ενέργειας: 59% της ισχύος προερχόταν από φωτοβολταϊκά (17,7 GW), 12% από αιολικά, 11% από πυρηνικά και μόλις 5% από μονάδες φυσικού αερίου συνδυασμένου κύκλου. Λίγο μετά τις 12:33 το μεσημέρι σημειώθηκε ξαφνική πτώση στη συχνότητα του συστήματος -τον πιο κρίσιμο δείκτη ισορροπίας μεταξύ παραγωγής και κατανάλωσης
Μέσα σε μόλις 1,5 δευτερόλεπτο, η συχνότητα υποχώρησε εκτός των αποδεκτών ορίων. Στις 12:33:20, η διασυνδετική γραμμή Ισπανίας–Γαλλίας αποσυνδέθηκε αυτόματα λόγω απώλειας συγχρονισμού, μετατρέποντας την Ιβηρική σε «ηλεκτρικό νησί». Μόλις τέσσερα δευτερόλεπτα αργότερα, στις 12:33:24, η συστημική κατάρρευση ήταν γεγονός.
Κοινή συνιστώσα σε αυτά τα blackouts, η ταχύτητα με την οποία ένα τοπικό σφάλμα, μια απόφαση χειριστή ή μια εξωτερική μεταβλητή -είτε πρόκειται για καιρικό φαινόμενο, είτε για κυβερνοεπίθεση, είτε για κακή διαχείριση ισχύος- μπορεί να εξελιχθεί σε μια καταστροφική αλληλουχία αποσυνδέσεων, οδηγώντας ολόκληρες περιοχές στο σκοτάδι. Το ερώτημα που προκύπτει πλέον είναι εάν τα σημερινά δίκτυα έχουν τις δομές, την ευφυΐα και τη λειτουργική συνοχή να αποτρέψουν ή να αντέξουν την επόμενη κρίση. Τα σύγχρονα φωτοβολταϊκά και αιολικά συστήματα, αν δεν είναι εξοπλισμένα με προηγμένα εργαλεία ελέγχου συχνότητας και τάσης, τείνουν να αποσυνδέονται αυτόματα από το δίκτυο σε περίπτωση αστάθειας, αντί να συνεισφέρουν στη σταθεροποίησή του.
Τα blackouts δεν είναι «ατυχήματα» -είναι συστημικά τεστ
Η αρχή έγινε τον Αύγουστο του 2003, όταν μια φαινομενικά τοπική βλάβη στον αμερικανικό διαχειριστή FirstEnergy, κοντά στο Κλίβελαντ του Οχάιο, εξελίχθηκε σε ένα από τα μεγαλύτερα blackouts στην ιστορία των Ηνωμένων Πολιτειών και του Καναδά. Λόγω υπερφόρτωσης και απουσίας επαρκούς επιτήρησης, μία γραμμή 345 kV ακούμπησε σε δέντρα, αποσυνδέθηκε αυτόματα και ακολούθησε ντόμινο καταρρεύσεων. Το σύστημα διαχείρισης δεν εντόπισε την απώλεια εγκαίρως, με αποτέλεσμα τρεις ώρες αργότερα να έχουν απενεργοποιηθεί περισσότερες από 500 μονάδες παραγωγής σε οκτώ πολιτείες και δύο καναδικές επαρχίες. Συνολικά 50 εκατομμύρια άνθρωποι έμειναν χωρίς ηλεκτροδότηση για ώρες, έως και δύο ημέρες, ενώ η απώλεια φορτίου ξεπέρασε τα 61.800 MW. Οι ζημίες ξεπέρασαν τα 6 δισ. δολάρια, ενώ καταγράφηκαν και τουλάχιστον 11 θάνατοι που σχετίζονταν με τις επιπτώσεις του blackout.
Η κρίση εκείνη αποτέλεσε σημείο καμπής. Ανέδειξε τις αδυναμίες του SCADA συστήματος της FirstEnergy, την απουσία επαρκούς συναγερμού στο εθνικό κέντρο NERC (North American Electric Reliability Corporation) και τη δομική ανάγκη για νέες ρυθμιστικές αρχές. Ήταν η αφορμή για την ίδρυση της FERC (Federal Energy Regulatory Commission), που ανέλαβε με αυξημένες εξουσίες τον σχεδιασμό κανονιστικού πλαισίου για την ασφάλεια του ηλεκτρικού συστήματος.
Τρία χρόνια αργότερα, στις 4 Νοεμβρίου 2006, η Ευρώπη βρέθηκε αντιμέτωπη με ένα αντίστοιχα αποσταθεροποιητικό επεισόδιο. Η αρχική αιτία ήταν η προγραμματισμένη αποσύνδεση μιας γραμμής μεταφοράς 380 kV στη Βόρεια Γερμανία (στην περιοχή του ποταμού Έμς), για να διευκολυνθεί η διέλευση ενός μεγάλου πλοίου. Ωστόσο, η αποσύνδεση πραγματοποιήθηκε πρόωρα και χωρίς τον απαραίτητο συντονισμό με τους διαχειριστές των γύρω περιοχών. Αυτό προκάλεσε ανακατανομή φορτίου σε άλλες γραμμές υψηλής τάσης που δεν ήταν σχεδιασμένες να δεχτούν τέτοιο όγκο ισχύος. Η συνέπεια ήταν η σταδιακή αποσταθεροποίηση του συστήματος.
Μέσα σε λίγα λεπτά, η Ευρώπη χωρίστηκε σε τρεις μεγάλες ασύγχρονες ζώνες: Δυτική, Κεντρική και Νοτιοανατολική. Η συχνότητα κατέρρευσε στη δυτική ζώνη, ενώ στη νότια Ευρώπη (Ιταλία και Ισπανία) αυξήθηκε ανεξέλεγκτα. Τουλάχιστον 15 εκατομμύρια καταναλωτές υπέστησαν διακοπές ρεύματος, με ιδιαίτερα σοβαρές επιπτώσεις σε τρένα, βιομηχανικές μονάδες και κρίσιμες υποδομές. Το επεισόδιο καταγράφηκε ως το πιο εκτεταμένο blackout στη μεταπολεμική Ευρώπη, όσον αφορά τον αριθμό των διασυνδεδεμένων χωρών που επηρεάστηκαν.
Το συμβάν του 2006 οδήγησε στη θέσπιση αυστηρότερων κανόνων επιχειρησιακού συντονισμού από την ENTSO-E και στην εφαρμογή των λεγόμενων Operation Handbook Rules, με καθημερινό έλεγχο στα φορτία, στις γραμμές, στις στρατηγικές αποσύνδεσης και στον real-time συντονισμό μεταξύ των Ευρωπαίων διαχειριστών. Ήταν, με άλλα λόγια, η απαρχή της ενιαίας ευρωπαϊκής κουλτούρας για την πρόληψη διασυνοριακών κρίσεων ηλεκτροδότησης.
Ο Δρ Πήτας τόνισε με έμφαση πως τέτοιου είδους κρίσεις δεν αποτελούν απλά τεχνικές αστοχίες. Είναι πολυπαραγοντικά φαινόμενα, με χρονική και χωρική κλιμάκωση, όπου η αρχική αιτία μετατρέπεται σε επιταχυντή μιας μαζικής κατάρρευσης. Η διασύνδεση από μόνη της δεν εγγυάται σταθερότητα· όταν οι κανόνες λειτουργίας, οι καθυστερήσεις λήψης απόφασης και η περιορισμένη ορατότητα των γεγονότων παρεμβαίνουν, η κατάρρευση δεν είναι θέμα τεχνικής πιθανότητας -είναι θέμα χρόνου.
Διαβάστε περισσότερα στο energygame.gr
