Брзиот раст на соларната енергија во Европа ја доведува електромрежата до границата на издржливост

Кога пред околу една деценија беше воведен системот за рано предупредување што им сигнализира на операторите низ Европа за нарушувања во електроенергетската мрежа, на екранот доминираше зелената боја. Сигурно, без прекини.

Денес тие мапи сè почесто се обоени во жолто, црвено, а понекогаш дури и црно, бојата на целосен прекин на струја. Тој вообичаен „семафор“ во реално време покажува како успехот на соларната енергија, со околу четири нови панели што се инсталираат некаде во Европа, секоја секунда се судира со ограничувањата на мрежата изградена во време кога обновливите извори сè уште не биле во центарот на производството на електрична енергија.

Ситуацијата станува сè потешка за управување, а операторите предупредуваат дека немаат алатки потребни за балансирање на ефектите од соларната енергија, покажуваат разговорите со неколку европски управители на мрежи. Погрешен потег или доцнење во реакцијата може да имаат сериозни последици од исклучување на светлата до целосни прекини на снабдувањето со електрична енергија.

„Брзината на промените е неверојатна“, вели Јан Воринк, кој повеќе од десет години ја водел контролата на холандската електромрежа. „Наглото ширење на соларната енергија го турка системот до неговите граници.“

Соларните централи никнуваат побрзо отколку што очекуваше и самата индустрија. Според податоците на „Блумберг НЕФ“ (BloombergNEF), Европа во 2020 година инсталирала 23 гигавати соларна енергија. Оттогаш секоја година се поставува нов рекорд, а годинава се очекуваат дополнителни 69,2 гигавати, што значи дека капацитетот во изминатата деценија е повеќе од четирикратно зголемен.

До крајот на деценијата соларната енергија треба да стане најголемиот зелен извор на енергија во светот, проценува Меѓународната агенција за енергија - МАЕ (IEA). Промената е особено изразена во Европа, каде што земјите го забрзаа развојот на соларни постројки за да се ослободат од скапиот увоз на природен гас и да го исполнат ветувањето дадено на конференцијата КОП28 за тројно зголемување на глобалните капацитети на обновливи извори до 2030 година, клучен чекор за исполнување на целта на Парискиот договор за ограничување на затоплувањето на 1,5°C.

Се проценува дека европските земји до крајот на деценијата ќе додадат 265 гигавати нови капацитети/Bloomberg

Воринк денес работи на осмислување контролна соба приспособена на иднината, но со години бил во првите редови на компанијата „Тенет“ (Tennet Holding BV). Кога во 2009 година бил на позицијата раководител, контролната соба била мирно и тивко работно опкружување. Алармот ретко или никогаш не се огласувал. Денес, вели тој, се активира често, кога напонот ќе порасне и мрежата ќе се преоптовари. Целиот систем е растегнат речиси до крајните граници.

„Сè уште можеме да го држиме под контрола, но не е лесно“, вели Воринк.

Прашањето што сега стои пред Европа е дали може доволно брзо да ја модернизира својата мрежа за да спречи нов голем прекин на електричната енергија. Еден хаотичен премин би им одел во прилог на политичките струи низ светот, кои тврдат дека целта за климатска неутралност ќе ги уништи компаниите и дополнително ќе ја поскапи енергијата.

Неуреден премин

Популарноста на соларната енергија нагло порасна како резултат на драстичниот пад на цените на панелите. Масовното производство ги намали трошоците за околу 99 отсто од 1970-тите години, покажува истражување на МИТ (MIT) објавено минатиот месец.

Поради ниската цена на инсталацијата, соларната енергија стана достапна за сите – од домаќинства што сакаат да постават неколку панели на покрив до големи соларни фарми што се протегаат на стотици хектари. Но, овој кумулативен ефект значи дека мрежата не може да ги ублажи последиците од висок напон кога се појавуваат во толку големи размери. Во јуни соларната енергија за првпат стана најголем извор на електрична енергија во Европската Унија, со раст од 22 отсто во однос на претходната година, покажуваат податоците на аналитичкиот центар „Ембер“ (Ember).

„Ако само неколку куќи во соседството имаат соларни панели, системот може да го издржи тоа, но кога имаат речиси сите, управувањето станува многу потешко“, вели Воринк од „Тенет“.

Прекин на струја во Шпанија и во Португалија – повеќе од 50 милиони луѓе останаа без електрична енергија по серија исклучувања/Bloomberg

Кревкоста на европската електроенергетска мрежа повторно дојде во фокусот на вниманието на почетокот на месецот, кога шпанскиот оператор на мрежата побара итни мерки за контрола на ненадејните зголемувања на напонот. Компанијата „Ред електрика“ (Red Eléctrica) соопшти дека скокови на напонот биле забележани во периоди на ниска потрошувачка и високо производство на соларна енергија, предупредувајќи дека тоа може да предизвика сериски исклучувања, слични на оние што годинава доведоа до најголемиот прекин на струја во Европа во последните неколку децении. Тој прекин на снабдувањето погоди повеќе од 50 милиони луѓе во Шпанија и во Португалија и јасно покажа колку е сериозна ситуацијата.

Следуваа брзи обвинувања кон соларната енергија. Според достапните податоци, ненадејното исклучување на голем број соларни постројки навистина придонело за порастот на напонот во мрежата, што на крајот довело до колапс на системот. А проблемот сè уште не е решен.

Напонот е електричен притисок што ги води електроните од електроцентралите низ мрежата до потрошувачите. Мрежите мора да се одржуваат стабилни, а ако напонот почне да отстапува од границите поставени од контролната соба, алармите се активираат како знак дека некаде постои дефект.

Не станува збор само за Шпанија, зголемувањето на напонот станува сè почесто низ цела Европа поради наглото ширење на производството од обновливи извори. Во текот на 2024 година е забележан рекорден број од 8.645 случаи во кои напонот ги надминал дозволените европски граници. Тоа е пораст од повеќе од 2.000 отсто во однос на 2015 година, кога биле евидентирани само 34 такви случаи, покажуваат податоците на европската мрежа на оператори на преносни системи за електрична енергија „Ентсо-Е“ (Entso-E). Со други зборови, денес алармите се активираат речиси секој час, додека пред десет години имало помалку од три месечно.

Соларните панели никнуваат со рекордна брзина – во Европа на секои неколку секунди се инсталираат четири нови/Bloomberg

Кога ќе дојде до пораст на напонот, другите уреди поврзани на мрежата – вклучувајќи ги и електроцентралите – може автоматски да се исклучат за да се заштитат од оштетување. Но тоа дополнително го зголемува напонот. Во најлош случај, овој циклус продолжува сè додека целата мрежа не колабира, како што се случи во Шпанија.

Со децении нискиот напон бил почест проблем, па операторите развиле алатки за негово управување. Сега соларната енергија го преврте тој сооднос.

Операторите на мрежите веќе почнаа да реагираат. Германија на почетокот на годинава усвои закон со кој се обидува да ги обесхрабри соларните фарми да произведуваат повеќе енергија отколку што потрошувачите можат да искористат. Италија почна да набавува нова опрема што ја стабилизира мрежата на начин сличен на оној што порано го правеа електроцентралите на фосилни горива. По извештајот за Шпанија, паневропската организација „Ентсо-Е“ повика на измени на прописите со кои производителите на обновлива енергија би биле обврзани активно да помагаат во одржување на напонот под контрола.

Пазарни нарушувања

Навалата на соларна енергија предизвикува нарушувања и надвор од проблемите со напонот. Сè почесто се случува големопродажните цени на електричната енергија да паднат под нулата. Бидејќи соларните и ветерните централи немаат трошоци за гориво, операторите немаат голем поттик да ги исклучат кога цените паѓаат. Кога побарувачката е ниска, а понудата од обновливи извори висока – цените може да станат негативни.

Германија, најголемиот европски пазар на електрична енергија, има и најголем број соларни и ветерни централи во регионот, а со тоа и сè почести случаи на негативни цени. Во 2019 година околу 2 отсто од часовните договори за снабдување со електрична енергија се тргувале под нулата, додека минатата година тој удел се зголемил повеќе од двојно, односно на 5,2 отсто.

Негативните цени станаа почеста појава во текот на целата година/Bloomberg

На прв поглед, инвестициската слика не изгледа охрабрувачки. Соларните централи што ја продаваат струјата директно на пазарот мораат да плаќаат кога продолжуваат со производство во периоди на негативни цени. Дури и проектите со загарантирани договори се соочуваат со сè помал принос, бидејќи побарувачката постојано опаѓа. Сепак, тоа не ги запира инвеститорите – тренд што ги затекна операторите на мрежите неподготвени, вели Штефан Капфелер, извршен директор на компанијата „50 Херци“ (50Hertz Transmission GmbH), која управува со електромрежата во североисточна Германија.

„Сличен тренд гледаме низ цела Европа – огромни вложувања во соларни капацитети, додека побарувачката стагнира“, вели Капфелер.

„Тоа едноставно нема смисла.“

Минатата пролет, според него, полските оператори на електроенергетската мрежа итно контактирале со своите германски колеги. Се очекувало дека големото количество соларна енергија ќе го преоптовари полскиот електроенергетски систем, па властите ја замолиле Германија да преземе што поголем вишок за да се спречи прекин на струјата.

Иста ситуација, вели Капфелер, се повторила и неколку викенди во текот на 2024 година. Секојпат вишокот енергија бил успешно пренасочен без потрошувачите да го почувствуваат тоа, но тој предупредува дека наскоро би можеле да бидат потребни подрастични мерки – како контролирани прекини на снабдувањето со струја.

„Можно е привремено да мораме да го исклучиме снабдувањето со електрична енергија во одредени квартови“, рече тој. „Тоа сега не се случува и правиме сè за да остане така, но ако развојот продолжи со вакво темпо како во изминатите години, ризикот станува сè поголем.“

Опремата како што се трансформаторите – кои го менуваат напонот и ја прават електричната енергија безбедна за употреба – е клучна за функционирањето на мрежата, но тешко се заменува. Ако се преоптовари со премногу енергија, трансформаторот може да откаже, а рокот за испорака на нов може да трае и до пет години. Во такви случаи често е подобро привремено да се исклучи дел од мрежата отколку да се ризикува трајно да се оштети опремата.

„Многу е поедноставно да се исклучи потрошувачот на еден, два, три или четири часа за да се заштити опремата, отколку да се дозволи оштетување и потоа потрошувачот да остане без струја со месеци“, објаснува Конрад Пурчала, потпретседател задолжен за развој на системот во полскиот оператор ПСЕ (PSE).

Европската електроенергетска мрежа е растегната до крајни граници под притисокот на обновливите извори/Bloomberg