Βίωσε η Ισπανία μια κανονική μέρα του μέλλοντός μας;

Στις 28 Απριλίου 2025, στις 12.33 μμ, μια μαζική διακοπή ρεύματος βύθισε την Ισπανία, την Πορτογαλία και τμήματα της Νότιας Γαλλίας στο σκοτάδι και στην ακινησία. Μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα, η ισχύς του συστήματος έπεσε σχεδόν κατά 60%, ολόκληρες πόλεις ακινητοποιήθηκαν, ενώ περίπου οκτώ θάνατοι προκλήθηκαν αμέσως ή εμμέσως από τις διακοπές.

Τι συνέβη;

Κατ’ αρχάς ας δούμε τι δεν συνέβη. Δεν επρόκειτο περί κυβερνοεπίθεσης, τρομοκρατικής ενέργειας, ή εντόνων καιρικών φαινομένων. Ήταν μια κανονική ημέρα. Από πρώτες αναλύσεις του ENTSO-E, απώλειες παραγωγής περίπου 2,2 GW στην νότιο Ισπανία βύθισαν την συχνότητα του δικτύου στα 48 Hz στις 12:32:57, οπότε και ξεκίνησαν οι διαδικασίες απόρριψης φορτίου αλλά και το «άνοιγμα» (διακοπή) των συνδέσεων με την Γαλλία. Μετά από μισό λεπτό το δίκτυο είχε καταρρεύσει.

Σύμφωνα με τα στοιχεία της Red Eléctrica de España (του ισπανικού ΑΔΜΗΕ), στις 12.30 μμ, η παραγωγή εντός Ισπανίας ήταν 32 GW, με εσωτερική ζήτηση μόνον 25 GW. Την στιγμή εκείνη, κύρια πηγή ενέργειας (17,7 GW ή 55% της συνολικής) προέρχονταν από φωτοβολταϊκά (φ/β) και 3.5 GW (11%) από αιολικά. Η πλεονάζουσα ισχύς εξήγετο στην Πορτογαλία (2.5 GW), Γαλλία (0.9 GW) και Μαρόκο (0.8 GW) ενώ ένα τμήμα (3 GW) χρησιμοποιείτο για αντλησιοταμίευση, δηλαδή για ανηφορική άντληση νερού σε ταμιευτήρες υδροηλεκτρικής ενέργειας. Με άλλα λόγια, το πρόβλημα δεν φαίνεται να ήταν ούτε υποπαραγωγής, ούτε υπερκατανάλωσης, αφού η υπολογιζόμενη απώλεια παραγωγής ήταν μικρότερη από την πλεονάζουσα ισχύ του δικτύου. Μετά από 5 λεπτά (12.35 μμ) η παραγωγή ήταν μόλις 14 GW, δηλαδή είχε πέσει κατά 56%.

Οι παραπάνω αναφορές για διακυμάνσεις συχνότητας συμφωνούν με γραφήματα σε διάφορους λογαριασμούς κοινωνικών δικτύων. Αυτά δείχνουν προκαταρκτικές αυξομοιώσεις μεταξύ 12:03:15-12:07:40 και μεταξύ 12:19:01-12:22:03, αν και χωρίς αποδεδειγμένο συσχετισμό με την διακοπή που ακολούθησε.

Αυτές οι διακυμάνσεις φαίνεται να μεταδόθηκαν μέχρι και την Λετονία, δηλαδή από δυτικό άκρο του ευρωπαϊκού διασυνδεδεμένου δικτύου, στο ανατολικό:

Τι σημαίνουν όλα αυτά και γιατί είχε τόση σημασία η συχνότητα του δικτύου; 

Σαν μια καρδιά

Ένα διασυνδεδεμένο ηλεκτρικό δίκτυο (όπως της Ευρώπης) πάλλεται σαν μια τεράστια καρδιά, στην οποία κάθε ηλεκτροπαραγωγική μονάδα λειτουργεί σαν ένα καρδιακό κύτταρο. Όλα τα κύτταρα πρέπει να είναι συγχρονισμένα: πρέπει να «πάλλονται» σε συγχρονισμό («σε φάση») και με συχνότητα 50 κύκλων ανά δευτερόλεπτο (Hz). Είναι τόσο λεπτή αυτή η ισορροπία, που ο πρόσφατος συγχρονισμός του δικτύου των βαλτικών χωρών με εκείνο της ευρωπαϊκής ηπείρου  (9/2/2025) χαιρετίσθηκε ως μεγάλη τεχνική επιτυχία. Οι ανοχές είναι μικρές: αν κάποια από τα κύτταρα κάνουν «αρρυθμίες», δηλαδή χάσουν τον συγχρονισμό με τα υπόλοιπα, έχουμε το ανάλογο του καρδιακού ινιδισμού: η καρδιά μπορεί να σταματήσει και να έχουμε ανακοπή. Η αντιμετώπιση συνίσταται στην απομόνωση του δικτύου από τέτοια «κύτταρα» ώστε να μην συμπαρασύρουν τα υπόλοιπα. Η ελπίδα είναι ότι η «θυσία» ενός τμήματος του δικτύου θα αποτρέψει ένα ντόμινο που μπορεί να συμπαρασύρει το όλο σύστημα.

Στην πραγματικότητα βεβαίως, μικρές διακυμάνσεις συχνότητας είναι αναπόφευκτες: μελέτη του 2010 ανέφερε χαμηλής συχνότητας διακυμάνσεις μεταξύ των υποδικτύων ιβηρικής χερσονήσου, κεντρικής Ευρώπης και Βαλκανίων-Τουρκίας. Το 2016 μάλιστα, ένα αντίστοιχο περιστατικό είχε ξανασυμβεί αλλά οι ταλαντώσεις αποσβέσθηκαν. Σχετική αναφορά του ENTSO-E παρομοίασε το σύστημα με τρεις μάζες που συνδέονται από ελατήρια:

Η γνωμοδότηση κατέληγε στο ότι «μεταφορά ενέργειας σε μεγάλες αποστάσεις μαζί με πολύ υψηλή εμπέδηση μπορεί να προκαλέσει υπερβολικά ασθενή απόσβεση των ταλαντώσεων μεταξύ περιοχών». Αυτή είναι η περιφραστική περιγραφή ενός δικτύου με απομεμακρυσμένες και αποκεντρωμένες ΑΠΕ, οι οποίες απαιτούν μεγάλες γραμμές μεταφοράς και που ανεβάζουν την εμπέδηση (δηλ. την ευκολία ροής ενέργειας). Σε κατοπινή οδηγία του 2017, όμως, ο ENTSO-E συμπλήρωσε τις συστάσεις του κρούοντας τον κώδωνα του κινδύνου και τονίζοντας την ανάγκη δημιουργίας συνθετικής αδρανείας.

Πράγματι τέτοιες διακυμάνσεις συνήθως δεν οδηγούν σε καταρρεύσεις διότι το δίκτυο προστατεύει η αδράνειά του. Οι τουρμπίνες μιας θερμικής μονάδας διαθέτουν ρότορες, που ζυγίζουν έως και μερικές εκατοντάδες τόννων. Η συχνότητά τους δεν μπορεί να αλλάξει απότομα και, συνολικά, εγγυώνται ότι ακόμα και υπό ξαφνικές αλλαγές στην παροχή ισχύος η συχνότητα του συστήματος δεν θα παρουσιάσει απότομες και επικίνδυνες διακυμάνσεις. Αν κάποια γεννήτρια βγει εκτός λειτουργίας, ο ρότοράς της θα συνεχίσει να περιστρέφεται για κάποιο χρόνο κοντά στα 50 Hz, επιτρέποντας στις υπόλοιπες μονάδες να αντιδράσουν εγκαίρως ώστε να μην πέσει το όλο σύστημα, η χωρίς να χρειαστεί διακοπή.

Η «καρδιά» είναι δυνατή. 

Μια αδύναμη καρδιά;

Τα τελευταία χρόνια όμως κάτι άλλαξε: σταδιακά, τις θερμικές ή πυρηνικές μονάδες με την μεγάλη αδράνεια, αντικαθιστούν αιολικά (με μικρή αδράνεια) και φωτοβολταϊκά (με μηδενική αδράνεια). Όταν μια τέτοια μονάδα βγει εκτός λειτουργίας, βγαίνει απότομα και χωρίς να δίνει περιθώρια αντίδρασης. Τότε η συχνότητα του δικτύου μπορεί να υποστεί έντονες διακυμάνσεις από τις οποίες ίσως να μην μπορεί να επανέλθει. Για να κάνουμε ένα παραλληλισμό, ο οποιοσδήποτε μπορεί να σκοντάψει σε ένα εμπόδιο. Αν όμως είναι σε καλή φυσική κατάσταση, μπορεί με ένα αλματάκι να ξαναβρεί τον βηματισμό του και να συνεχίσει την πορεία του χωρίς άλλο περιστατικό. Αν όμως είναι μεθυσμένος, ίσως να μην μπορέσει να αντιδράσει εγκαίρως. Μπορεί ένα μικρό εμπόδιο να οδηγήσει σε μια πτώση που θα μπορεί να οδηγήσει έως και σε θανάσιμο τραυματισμό.

Το ηλεκτρικό μας δίκτυο μάλλον οδεύει προς αυτήν την κατεύθυνση, καθώς η διείσδυση των ΑΠΕ έχει μειώσει την αδράνειά του (αυξάνοντας την εμπέδησή του). Στην διαλείπουσα φύση τους, που τις καθιστά αναξιόπιστες απουσία δυνατοτήτων αποθήκευσης ή άνευ αναπληρωματικών κατανεμομένων (dispatchable) μονάδων (βλ. «Οι «πράσινες» ενέργειες έχουν μια Αχίλλειο πτέρνα», HuffPost Greece, 24/3/2022), προστίθενται και οι απαιτήσεις συστημάτων που θα προσδίδουν συνθετική αδράνεια στο δίκτυο. Τέτοια συστήματα μπορεί να περιλαμβάνουν μπαταρίες με αντιστροφείς ακολούθησης/σχηματισμού δικτύου (grid-following/forming inverters), ή περιστρεφόμενες μάζες που προσομοιώνουν τους προαναφερθέντες ρότορες. Αν και υπάρχει ευρωπαϊκή οδηγία (2016/631) που επιτρέπει στους εθνικούς διαχειριστές συστημάτων διανομής να επιβάλλουν ελάχιστες απαιτήσεις αδράνειας, κάτι τέτοιο δεν αποτελεί ενιαία νομική υποχρέωση σε όλη την ΕΕ. Αν κάτι τέτοιο δεν επιβληθεί, ο κίνδυνος διακοπών θα αυξηθεί αναλογικά με την διείσδυση των ΑΠΕ. Αν όμως επιβληθεί, θα αυξηθεί το κόστος της κιλοβατώρας, καθώς τα «φθηνά» φ/β είναι φθηνά μόνο για τον παραγωγό και ενέχουν κρυφά κόστη που καταλήγει να πληρώνει ο καταναλωτής (βλ. «Μια οραματική πρόταση της κυβέρνησης για την ενέργεια;», HuffPost Greece, 14/9/2024).

Ένα από αυτά τα κρυφά κόστη που συνήθως δεν προσμετράται στο LCOE είναι και αυτό. Η αδύναμη καρδιά για να συνεχίσει να δουλεύει θα χρειάζεται έναν πολύ ακριβό βηματοδότη. 

Αξίζει το κόστος;

Προσφάτως είχα συζήτηση με ερευνητή από τα Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα ο οποίος εργάζεται στον τομέα της ενέργειας. Μου μετέφερε ότι τα οικονομικά μοντέλα του διαχειριστή ηλεκτρικής ενέργειας δεν βρίσκουν όφελος σε διείσδυση φ/β άνω του 10% στο ενεργειακό μείγμα των ΗΑΕ, κυρίως λόγω του διαλείποντος χαρακτήρα τους και των παραλλήλων επενδύσεων που πρέπει να γίνουν για αποθήκευση ενέργειας, δημιουργία συνθετικής αδράνειας κλπ. Δηλαδή τα θεωρούν αλατοπίπερο και όχι κυρίως γεύμα. Και αυτό σε μια χώρα με άφθονη ηλιοφάνεια και άφθονη έρημο (δηλαδή γη με μηδενικό κόστος ευκαιρίας). Το οικονομικό νόημα των φ/β είναι έτι περαιτέρω μικρότερο στην Ευρώπη, όπου η ηλιοφάνεια είναι μικρότερη και η γη πιο παραγωγική σε άλλες χρήσεις. Αναλόγως με την στρατηγική των τοπικών διαχειριστών δικτύου της ΕΕ, η αυξανόμενη διείσδυση των ΑΠΕ απαραιτήτως σημαίνει δίκτυο επικίνδυνα ασταθές ή δυσβάστακτα ακριβό (για τον καταναλωτή, όχι τον παραγωγό). Το ζήτημα δηλαδή είναι με τι σάλτσα θα φαγωθούμε. 

Αναμένοντας την διάγνωση

Μέχρι στιγμής, κανένα επίσημο πόρισμα δεν είναι διαθέσιμο ως προς τα ακριβή περιστατικά που οδήγησαν στην αρχική απώλεια ισχύος, ή στον μηχανισμό μετάδοσης. Όμως τα γραφήματα της αναφοράς του 2016 μοιάζουν εκπληκτικά με τα πρόσφατα (βλ. ανωτέρω), αν και τώρα οι βίαιες ταλαντώσεις δεν αποσβέσθηκαν, αλλά οδήγησαν σε πτώση του δικτύου. Είναι εύλογο να υποθέσουμε ότι η χαμηλή αδράνεια του δικτύου ενοχοποιείται, τουλάχιστον σε κάποιο βαθμό, για την ένταση του φαινομένου.

Επιτροπή ειδικών έχει συσταθεί από τον ENTSO-E και κάποια στιγμή θα βγάλει ένα πόρισμα που θα ρίχνει φως στο περιστατικό. Μένει να δούμε αν ο ρόλος της αδράνειας του συστήματος και η συνεισφορά των ΑΠΕ στην αστάθειά του θα αναδειχθούν προσηκόντως κατά την διερεύνηση του προσφάτου γεγονότος.