Grądzik: Po co Niemcom aż dwanaście przesuwników fazowych? (ANALIZA)

Ponieważ wiele wskazywało na ogromne opóźnienie budowy autostrad energetycznych oraz na planowe wyłączenie elektrowni atomowych, niemieccy operatorzy sieci jeszcze w 2017 roku wnioskowali o przyjęcie do krajowego planu rozwoju sieci projektów budowy przesuwników fazowych – wyjaśnia Piotr Grądzik, ekspert w zakresie bezpieczeństwa energetycznego, współpracownik BiznesAlert.pl.

Likwidacja atomu i autostrady marzeń

Pomimo że tsunami w 2011 roku miało miejsce w Japonii, to wstrząsnęło całymi Niemcami. W zasadzie to Niemcy trzęsą się z tego powodu do dzisiaj. Chodzi oczywiście o decyzję o likwidacji elektrowni atomowych. Ostatnie trzy reaktory miały zostać wyłączone z końcem 2022 roku. W obawie o bezpieczeństwo zasilania w czasie zimy, po długiej debacie politycznej wydłużono ich eksploatację do 15 kwietnia 2023. Co nie zmienia faktu, że koniec to koniec.

Energetyka atomowa pokrywała jedną czwartą krajowego zapotrzebowania na energię elektryczną w 2010 roku. Od ilości jeszcze ważniejsza była jakość – elektrownie atomowe pracowały w tzw. podstawie krzywej obciążenia systemu, a więc produkowały prąd non stop niezależnie od pogody. Czy decyzja o natychmiastowym wyłączeniu ośmiu elektrowni atomowych w 2011 roku oraz sukcesywnej likwidacji pozostałych dziewięciu do końca 2022 roku była przemyślana?
Ówczesna narracja mówiła, iż nie ma żadnego problemu – reaktory zostaną zastąpione OZE. Wystarczy tylko wybudować farmy wiatrowe na północy kraju i połączyć je z uprzemysłowionym południem za pomocą korytarzy przesyłowych prądu stałego – marketingowo nazwanych autostradami energetycznymi (Stromautobahn).

Za budowę farm wiatrowych należy się Niemcom pochwała. Kraj ten dysponuje farmami o mocy ponad 66 GW.

Pierwsza połowa planu powiodła się. Ale co z drugą połową? Czy autostrady energetyczne są już gotowe? Okazuje się, że jeszcze nie są. To może są już na ukończeniu? Zerknijmy zatem na najnowsze informacje z placu budowy!

Ale… placu budowy też jeszcze nie ma…

Niestety, wiele lat upłynęło na planowaniu, załatwianiu pozwoleń na budowę, rozmowach z protestującymi przeciw budowie – aby wszystko wyrzucić do kosza i rozpocząć cały proces od nowa, tym razem w wariancie podziemnych kabli zamiast linii napowietrznych.

Dla czytelników wymagających precyzji, długość energetycznych autostrad wybudowanych  w Niemczech w ciągu ostatnich 10 lat można podać nawet z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku: 0,00 km.

Autostrady energetyczne póki co okazały się jedynie autostradami marzeń.

Tsunami w sieci

Brak nowych połączeń północ-południe sprawia, że moc z farm wiatrowych musi zostać przetransportowana w kierunku południowym przez istniejącą sieć. A to wymusza niemal codzienne wdrażanie kosztownych środków zaradczych chroniących sieć przed przeciążeniem i stabilizujących ją. Jednym ze środków zaradczych jest redukcja mocy farm wiatrowym.
W ostatnich latach koszty te wykazywały trend silnie rosnący i kształtowały się następująco: 1,4 mld euro (2020), 2,3 mld euro (2021), oraz 2,2 mld euro jedynie za pierwsze półrocze 2022 roku.

Ponieważ wiele wskazywało na ogromne opóźnienie budowy autostrad energetycznych oraz na planowe wyłączenie elektrowni atomowych, niemieccy operatorzy sieci jeszcze w 2017 roku wnioskowali o przyjęcie do krajowego planu rozwoju sieci projektów budowy przesuwników fazowych.
Są to transformatory o specjalnej budowie, które umożliwiają sterowanie rozpływami mocy w systemie. Dodatkowo, odpowiednie prognozy i optymalizacja pozwalają na regulację zanim nastąpi przeciążenie linii energetycznej, a nie dopiero wtedy, gdy już nastąpiło.

Większość z nich zgłoszono w trybie ad-hoc, tak aby zostały zbudowane najszybciej jak to tylko możliwe. Pierwsze z nich wejdą do eksploatacji zgodnie z planem w 2023 roku.

O ile historia budowy autostrad energetycznych jest esencją niemieckiej biurokracji, tak budowa przesuwników fazowych jest jej przeciwieństwem i dowodem, że Niemcy potrafią.

Samochód z nawigacją, ale bez kierownicy

Linie energetyczne nigdy nie obciążają się wszystkie równomiernie. Podczas gdy niektóre są przeciążone to inne mogą mieć jeszcze spory zapas przepustowości. Za pomocą przesuwników fazowych można przekierować część mocy z linii przeciążonych na te niedociążone.
Dobrą analogią jest odniesienie do systemu dróg: można przekierować część ruchu na boczne, alternatywne drogi, zamiast stać w korku. Potrzebujemy do tego dwóch rzeczy: wiedzy – ta pochodzi np. z google maps, oraz kierownicy, za pomocą której wykonamy manewr skrętu.
Operatorzy sieci dysponują świadomością sytuacyjną dzięki smart grid. Niestety w systemie elektroenergetycznym kierownicę, a w zasadzie to wiele kierownic, trzeba dopiero zbudować – są to właśnie przesuwniki fazowe.

W starym świecie funkcję kierownicy pełniły tradycyjne elektrownie – wystarczyło zadzwonić i już za chwilę moc płynęła tak jak życzył sobie tego operator sieci. Ponieważ w zlikwidowanych elektrowniach atomowych i węglowych nikt nie odbiera telefonu, a generacja farm wiatrowych i fotowoltaicznych zależy od pogody, potrzebne są nowe metody i narzędzia zarządzania siecią.

Oczywiście przesuwniki fazowe nie rozwiążą całkowicie problemu transferu mocy z północy na południe, nowe linie tak czy inaczej są pilnie potrzebne. Jednak ich użycie pozwoli wydobyć z sieci dodatkowy potencjał. Ograniczy koszty środków zaradczych, którymi są m.in. odszkodowania dla farm wiatrowych za energię nieprzyjętą do sieci. Dzięki przesuwnikom fazowym można optymalizować rozpływy mocy w sieci i przyjąć więcej energii z OZE. Ale przede wszystkim, poprawią one sterowalność systemu elektroenergetycznego, a więc także jego bezpieczeństwo.

Sterowalność, głupcze!

Już niebawem Niemcy będą dysponować przesuwnikami fazowymi w węzłach pokazanych na poniższej mapie.

Gratulując sąsiadom budowy dwunastu nowych przesuwników, należy pamiętać także o tych eksploatowanych z sukcesem w stacjach: Vierraden i Röhrsdorf (na mapie na zielono). Co więcej, istnieją także przesuwniki fazowe zlokalizowane w Polsce, Czechach i Holandii, których zadaniem jest kontrola przepływów mocy na połączeniach z Niemcami.

Należy jednak być świadomym, że przesuwniki fazowe to tylko jeden z elementów układanki, krok w stronę nowoczesnego, kontrolowalnego systemu. Generalnie chodzi o to, aby w dobie sieci nasyconej niesterowalnymi źródłami odnawialnymi zachować sterowalność systemu jako całości.
Bo to nie sztuka zbudować dużo OZE, które operator sieci będzie notorycznie odłączał. Sztuką jest stworzenie systemu, który pozwoli na przyjęcie do sieci jak najwięcej OZE i zachowa przy tym stabilne warunki pracy. Bo po co kupować porsche, jeśli trabant i porsche są w korku tak samo szybkie!?

Jak uniknąć blackoutu? PSE i inni dyskutują o koordynacji w Europie Środkowo-Wschodniej