Příčina masivního výpadku elektřiny minulého týdne ve Španělsku a Portugalsku zůstává nejasná, ale zářila pozornost na sluneční a větrnou energii, kterou kritici obviňují z namáhání elektřiny.
Vzestup obnovitelných zdrojů představuje výzvu pro energetické sítě, která se musí vyvinout, aby se přizpůsobila, jak se země vzdálí od fosilních paliv.
Udržování stability
Provozovatelé mřížky musí zajistit, aby byla elektřina mezi poptávkou a nabídkou neustále vyvážena.
Metrikou této rovnováhy je frekvence elektřiny protékající mřížkou, nastavenou na 50 hertz (Hz) v Evropě a 60 Hz ve Spojených státech. Pokud se toto číslo unáší příliš daleko, může ohrozit mřížku.
Historicky se elektrický systém spoléhal na konvenční elektrárny – plyn, uhlí, jaderné a vodní elektrárny -, které používají k výrobě elektřiny.
Tyto stroje udržují frekvenci stabilní.
S jejich gigantickými rotory se točí vysokou rychlostí, poskytují setrvačnosti systému.
Pokud elektrárna selže nebo pokud se poptávka po elektřině zvýší příliš rychle, pomáhá stabilizovat mřížku uvolněním kinetické energie uložené v rotorech.
Místo spřádání strojů používají solární a větrné farmy elektronické systémy, které přivádějí energii do mřížky, což ztěžuje udržení této jemné rovnováhy.
Obnovitelná energie bude muset v budoucnu udělat více než poskytovat elektřinu bez uhlíku, řekl Jose Luis Dominguez-Garcia, odborník na elektrické systémy v Katalánském výzkumném ústavu (IREC).
Budou muset „pomoci systému s dalšími ovládacími prvky na podporu mřížky, zejména z hlediska setrvačnosti“, řekl.
Marc Petit, profesor elektrických systémů na Top French Engineering School CentrasEpelec, tvrdil, že odklon od fosilních paliv by způsobil, že hydroelektrické a jaderné elektrárny „ještě nezbytnější pro stabilizaci systému“, protože používají rotující stroje.
Setrvačníky
Již existuje řada technických řešení, která kompenzuje nedostatek setrvačnosti obnovitelných zdrojů, a proto na podporu stability mřížky.
Patří mezi ně gravitační skladování, kryogenní kapalný vzduch, stlačený vzduch a koncentrovaná sluneční energie.
Když se podrobuje přechodu od uhlí, Británie bankuje na setrvačnících, vyzkoušeném a testovaném systému.
Přebytečná síla ze solárních a větrných farem se používá k tomu, aby se velká kola otočily a vytvářely kinetickou energii.
Tato uložená energie může být poté převedena tak, aby v případě potřeby poskytla elektřinu do mřížky.
Žádné slunce nebo vítr
Těsně před masivním výpadkem 28. dubna poskytly větrná a sluneční energie 70% výkonnosti elektřiny ve Španělsku. Obnovitelné zdroje jsou však občasné zdroje energie, když se spoléhají na přírodu.
Když se vítr přestane foukat nebo se Slunce skrývá, musí během několika minut vstoupit jiné zdroje, nebo musí existovat odpovídající systémy pro ukládání – a poté uvolnit – obnovitelné zdroje.
V závislosti na zemi pochází záložní dodávka v současné době z převážně tepelných elektráren (plyn nebo uhlí), jaderných reaktorů nebo hydroelektriky.
Aby se zvládly vzestupy a pády obnovitelné energie, musí země zvýšit skladovací kapacitu.
Nejrozšířenější metodou je čerpání vodní energie z vodních nádrží.
Ale velké stacionární baterie, podobné přepravním kontejnerům, jsou však stále více rozmístěny vedle větrných a solárních farem – segmentu, kterému dominuje Čína.
Aby bylo možné do roku 2030 splnit globální cíl ztrojnásobení obnovitelné kapacity, bude podle Mezinárodní agentury pro energetiku muset zvýšit šestkrát, přičemž baterie vykonávají 90% práce.
Dalším způsobem, jak usnadnit tlak na systém, by bylo posunout používání elektřiny – například když nabijete baterii automobilu – do středu dne, kdy je na svém vrcholu sluneční energie.
Zpětněte síť
Rozsáhlé výpadky „byly prakticky vždy spuštěny selháním přenosové sítě, nikoli generováním, obnovitelnými zdroji nebo jiným“, řekl Mike Hogan, poradce projektu Regulatory Assistance Project (RAP), nevládní organizací, jejímž stanoveným cílem je dosáhnout čisté, spolehlivé a nákladově efektivní energetické budoucnosti.
K rekonstrukci stárnoucích elektráren a jejich nahrazení novými, které jsou silnější, budou zapotřebí desítky miliard eur, možná stovky miliard, budou potřeba.
Potřeba modernizovat nebo rozšířit linky je naléhavá, protože datová centra hladovějícího energii rostou a továrny stále více spotřebovávají elektřinu.
Země také musí posílit propojení mezi jejich energetickými systémy.
Takové přeshraniční odkazy pomohly obnovit sílu ve Španělsku, když Francie vstoupila, aby sdílela elektřinu během výpadku.
Do roku 2028 se očekává, že směnná kapacita mezi těmito dvěma sousedy vzroste z 2,8 na 5,0 gigawattů, což snižuje relativní elektrickou izolaci poloostrova.
Publikováno – 5. května 2025 03:52 je
