Как 15 секунди сринаха електромрежата на Испания

[mnogoznaiko]

Как 15 секунди сринаха електромрежата на Испания: истинската причина за най-големия блекаут в Европа

На 28 април 2025 година Испания и Португалия изживяха най-голямото спиране на електрозахранването в Европа за последните две десетилетия. Цели градове потънаха в мрак, метрото спря, светофарите изгаснаха, а хората останаха блокирани в асансьори и влакове. Мащабите на случилото се са впечатляващи – само за 15 секунди енергийната система изгуби 15 гигавата мощност, или около 60% от електрическата енергия в мрежата по това време. Но какво точно се случи и защо испанските власти все още не са обявили официално причините?

Денят 28 април започва напълно обичайно за испанската енергийна система. Около обяд, в 12:30 часа, слънчевите електроцентрали работят на пълна мощност, захранвайки голяма част от електропотреблението в страната. Едновременно с това се наблюдава и увеличение на производството от вятърните централи. Това създава ситуация, в която възобновяемите източници произвеждат огромно количество енергия – над две трети от общата консумация в страната.

Само пет минути по-късно, обаче, започва бързо и драматично намаляване на произведената соларна енергия. Данните от Европейската мрежа на операторите на преносни системи (ENTSO-E) показват, че от 19 340 мегавата соларно производство в 12:30 часа, само 15 минути по-късно работят едва 10 560 мегавата – спад от цели 45%. До 13:00 часа производството от соларни централи пада до 6472 мегавата – нови 39% намаление. Така за половин час Испания губи 66% от соларния си капацитет, което представлява около една трета от общото производство на ток в страната.

Реалната консумация е Реалната консумация е показана в червено. Зелено - производство от слънчеви електроцентрали, вятърни електроцентрали и други възобновяеми енергийни източници. Сиво - не възобновяеми енергийни източници / © Wikimedia Commons. РЕ

За да разберем причините зад този колапс, трябва да вникнем в основите на функционирането на електроенергийните системи. Всички електрически мрежи в Европа работят с променлив ток с честота 50 херца. Поддържането на тази честота е критично важно – дори отклонения от 0,2 херца могат да причинят проблеми в работата на електрическите уреди. При отклонение от 0,5 херца системата започва автоматично да изключва потребители, за да предотврати по-големи щети.

Традиционните електроцентрали (топлоелектрически и атомни) имат турбини, които осигуряват инерционна стабилност на мрежата. Дори когато подаването на гориво или пара спре, турбините продължават да се въртят по инерция за известно време, което дава възможност на системата да се адаптира към промените.

При възобновяемите източници ситуацията е различна. Вятърните генератори произвеждат променлив ток с различна честота, който се преобразува първо в постоянен, а после отново в променлив с нужната честота. Слънчевите централи директно произвеждат постоянен ток, който след това се преобразува в променлив. Това означава, че при бързи промени в производството от тези източници поддържането на стабилна честота в мрежата става много по-сложно.

В деня на блекаута се наблюдава необичаен природен феномен – бързо ускорение на вятъра върху голяма площ, съчетано с ясно небе, което максимизира слънчевото генериране на ток. Полуденният бриз, често срещано явление поради бързото нагряване на сушата и по-бавното нагряване на морето, рязко е увеличило скоростта на вятъра, което довежда до скок в производството на вятърна енергия.

Това е създало ситуация, в която ВЕИ източниците са генерирали повече електричество, отколкото е било необходимо в момента. Обикновено в такива случаи операторите на мрежата изключват част от производствените мощности, за да балансират системата. Но вместо да изключат излишните соларни или вятърни мощности, испанските оператори са намалили производството от атомните електроцентрали, които вече работели на половината от обичайния си капацитет.

Когато в АЕЦ са получили сигнал за претоварване в мрежата, те според протокола се отделили от системата, задействайки аварийно изключване. Това е довело до рязко намаляване на инерционната стабилност на системата, тъй като именно атомните централи с техните турбини осигуряват тази стабилност.

Истинският проблем не е в техническа неизправност, а в системния подход към управлението на енергийната мрежа. Испания е силно ангажирана в "зеления преход" и има амбициозни планове за пълен преход към възобновяема енергия. 

За разлика от други страни като Великобритания, Испания не е въвела адекватна система за компенсиране на операторите на ВЕИ при необходимост от намаляване на тяхното производство. Докато във Великобритания собствениците на соларни и вятърни паркове получават пълно заплащане дори когато не работят (ако това е наложено от системния оператор), в Испания такива компенсации са ограничени до 15% от стойността на негенерираната електроенергия.

Това създава икономически стимул за операторите на ВЕИ да поддържат максимално производство, независимо от нуждите на мрежата. Същевременно, политическите предпочитания към възобновяемите източници създават ситуация, в която операторите на мрежата предпочитат да намаляват производството от атомни и топлоелектрически централи, вместо от соларни и вятърни паркове.

Зеленият преход в енергетиката изисква няколко ключови компонента за успешна интеграция на възобновяемите източници:

Системи за съхранение на енергия
Литиеви батерии, водородни системи или помпено-акумулиращи водноелектрически централи, които могат да балансират колебанията в производството.

Модернизирани софтуерни системи
Програмно осигуряване, способно да управлява мрежа с висок дял на ВЕИ и малък дял традиционни електроцентрали.

Икономически механизми
Системи за компенсации, които правят изключването на излишните ВЕИ мощности икономически неутрално за производителите.

Междусистемни връзки
Възможности за пренос на излишната енергия към други региони и държави.

В Испания някои от тези компоненти се развиват по-бавно от темповете на внедряване на нови ВЕИ мощности. Хидроакумулиращите станции в страната не са достатъчни, за да поемат пиковете в производството, а междусистемната връзка с Франция не е успяла да отведе излишната енергия в критичния момент.

Испанският блекаут от 28 април носи важни поуки не само за страната, но и за целия Европейски съюз:

Балансът е ключов
Внедряването на възобновяеми източници трябва да върви ръка за ръка с развитието на системи за съхранение и балансиране.

Инерционната стабилност е важна
Докато не се развият достатъчно алтернативни методи за стабилизиране на честотата, рязкото намаляване на традиционните електроцентрали създава рискове за системата.

Икономическите стимули формират поведението
Без правилни икономически механизми, операторите на ВЕИ ще се противопоставят на намаляването на производството в моменти на излишък.

Политиката не трябва да изпреварва технологиите
Амбициозните политически цели за зелен преход трябва да отчитат техническите ограничения на енергийните системи.

Вероятно Испания ще предприеме редица мерки за предотвратяване на подобни инциденти в бъдеще. Основното решение може да бъде внедряването на повече литиеви батерии за балансиране на мрежата. Един гигават литиеви батерии може да стабилизира системата така, както биха направили 10 гигавата традиционни централи с турбини.

Също така, страната вероятно ще преразгледа своя подход към компенсиране на операторите на ВЕИ при необходимост от намаляване на производството. Без такива компенсации рискът от повторение на инцидента остава висок.

В дългосрочен план Испания и целият ЕС ще трябва да инвестират значителни средства в модернизация на електропреносните мрежи, за да ги подготвят за висок дял на възобновяеми източници. Това може да струва стотици милиарди евро, но е необходимо условие за успешен зелен преход.

Испанският блекаут от 28 април 2025 година може да се окаже ценен урок за всички страни, които планират бърз преход към възобновяема енергия. Той показва, че не е достатъчно просто да се изграждат нови соларни и вятърни паркове – необходимо е цялостно преосмисляне на начина, по който функционират електроенергийните системи в условията на променящия се енергиен микс.

Източници: 

https://en.wikipedia.org/wiki/2025_Iberian_Peninsula_blackout

https://www.theguardian.com/environment/2025/apr/29/what-caused-the-blackout-in-spain-and-portugal-and-did-renewable-energy-play-a-part

https://theconversation.com/el-gran-apagon-lo-que-nos-cuentan-los-datos-255536