Aszódi Attila: Mi állt a történelmi áramszünet hátterében az Ibériai-félszigeten? Az Ibériai-félszigeten bekövetkezett történelmi áramszünet okai sokrétűek és összetettek voltak. Az események láncolata a régió energetikai infrastruktúrájának gyengeségeir

Üdvözöljük az "On the Other Hand" rovatban, ahol a Portfolio véleménycikkei kapnak helyet. A megjelenő írások a szerzők egyéni nézőpontját tükrözik, és nem mindig tükrözik a Portfolio szerkesztőségének hivatalos álláspontját. Ha szeretné megosztani véleményét a témával kapcsolatban, kérjük, küldje el cikkét a [email protected] e-mail címre. A közzétett írásokat itt találja.

Természetesen! A rendkívül bonyolult villamosenergia-rendszerekben a zavarok néha kiterjedt hatásokat gyakorolhatnak, és...

A történelem során számos olyan esemény történt, amikor a gördülő áramszünetek vagy a jelentős területekre kiterjedő teljes ellátási problémák merültek fel. Ezek az események rávilágítanak arra, milyen sebezhetőek lehetnek a modern társadalmak az energiaellátás terén.

Texas állam 2021 februárjában súlyos téli viharokkal és rendkívüli hideggel nézett szembe, ami következtében 4,5 millió háztartás maradt áram nélkül több napon át. Ez a helyzet emlékeztet minket a 2006-os nyugat-európai áramszünetre, amikor körülbelül 15 millió háztartás szenvedett áramkimaradást, de csupán néhány órára. Hasonlóképpen, a 2003-as olasz áramszünet is figyelemre méltó, amikor egy Svájc és Olaszország közötti távvezeték meghibásodása miatt 50 millió ember maradt áram nélkül körülbelül fél napra. Magyarországon, 2014 decemberében, Nyugat-Magyarországon ónos eső zúdult, amely súlyosan megrongálta a távvezetékeket és ledöntötte az oszlopokat, így egyes területeken napokig tartott a villamosenergia-ellátás szüneteltetése. Ezek az események rávilágítanak arra, hogy a különböző természeti jelenségek és technikai meghibásodások milyen komoly hatással lehetnek az energiaszolgáltatásra világszerte.

Nyilván nem szeretjük ezeket a rendszerállapotokat, mert nagy gazdasági károkat okoznak, de teljesen nem elkerülhetőek. Ugyanakkor kulcskérdés, hogy az Ibériai-félszigeten most mi okozta ezt a specifikus eseményt, hiszen hasonló helyzeteket akkor tudunk elkerülni, ha a felmerült probléma okát ismerjük és a tanulságokat levonjuk.

Portugália egy kb. 10 milliós, Spanyolország egy 48 milliós lakosságú ország, egyenként is sokkal nagyobb a villamosenergia-termelő kapacitásuk, mint Magyarországé. Portugáliában mintegy 20.000 MW, míg Spanyolországban mintegy 120.000 MW erőművi kapacitás van beépítve a rendszerbe, amelynek energiahordozók szerinti megoszlását a lenti ábra mutatja. A spanyol kapacitás fele konvencionális erőművekből áll, negyede napenergia, negyede szélenergia. A konvencionális kapacitások között Portugáliában nincsen atomerőmű, míg Spanyolországban 7 atomerőművi blokk összesen 7100 MW kapacitással áll rendelkezésre.

A kontinentális európai villamosenergia-hálózat belső részeihez (pl. a közép-európaihoz) képest

fontos specialitás az Ibériai-félszigeten, hogy ez a terület tulajdonképpen egy kvázi "zsákutca":

Dél irányában csupán egy tenger alatti kábel köti össze a marokkói energetikai hálózatot, míg a francia rendszerhez mindössze két 220 kV-os és két 400 kV-os, valamint egy egyenáramú vezeték révén kapcsolódik. Ebből adódóan Marokkó elszigeteltebb helyzetben van, mint Európa belső területei, ami azt jelenti, hogy üzemzavarok esetén korlátozottan támaszkodhat a határkeresztező kapacitásokra.

Az Ibériai-félsziget nagyfeszültségű villamosenergia-hálózata lenyűgöző és összetett rendszert alkot, amely a régió energiaszükségleteit szolgálja ki. A különböző városok és ipari központok közötti összeköttetések biztosítják, hogy az energia hatékonyan áramolhasson, miközben a fenntarthatóságra és a megújuló energiaforrások integrálására is nagy hangsúlyt fektetnek. Az infrastruktúra modernizációja és a technológiai fejlesztések révén az Ibériai-félsziget villamosenergia-hálózata folyamatosan fejlődik, hogy megfeleljen a jövő kihívásainak.

A spanyol energiarendszer 2025. április 28-i tervezett fogyasztási menetrendjét a megelőző napon készült "másnapi" menetrend alapján ismerjük. Ezt a tervezett adatot a következő ábrán fekete vonallal szemléltetjük. Az eredeti elképzelések szerint hétfőn a rendszerterhelés elérte volna a 25.000 MW-ot, azonban a valóságban a piros vonalon látható adat szerint a terhelés drámai módon, 10.000 MW-ra zuhant a déli órákban. A spanyol hatóságok közlése szerint ez a 15.000 MW-os kiesés a termelői oldalról történt, mivel 12:30 körül két jelentősebb termelő hirtelen lecsatlakozott a hálózatról, ami ilyen mértékű kapacitásvesztést eredményezett.

Ez jól látszik a piros görbén. A rendszerterhelés 60%-ának elvesztését nagyon nehéz lekezelni egy villamosenergia-rendszerben, nem csoda, hogy a végeredmény az lett, amit a hírekben láttunk.

A 15.000 MW egyébként nagy valószínűséggel Spanyolország dél-nyugati részén jórészt naperőművek kieséséből illetve hálózatról való lekapcsolódásából származhatott. Ez számos konvencionális erőmű kieséséhez vezetett a hálózati frekvencia névlegestől való jelentős eltérése miatt, de erre még később visszatérünk.

A portugálok valójában sokkal rosszabbul jártak, mert az ő rendszerük egyedül a spanyol villamosenergia-rendszerhez kapcsolódik, és

a spanyol hálózatból beterjedő zavar hatására a portugál rendszer teljesen "elhasalt", teljesítménye gyakorlatilag nullára esett, ahogy a következő ábra piros görbéje mutatja.

A portugál rendszerterhelés mintegy 6 órán keresztül 0 MW közeli maradt.

Érdekes megfigyelni a portugál-spanyol határmetszéki áramlásokat: míg a hétfői hajnali órákban 1500-2300 MW villamos teljesítmény mellett exportált Portugália Spanyolország felé, reggel 9-kor az áramlás iránya megfordult, egészen az üzemzavar időpontjáig. Akkor a rendszerek szétcsatolódtak és kvázi egy napra megszűnt a villamosenergia-forgalom a két ország között.

Az alábbi két ábrán az energiahordozók szerinti erőművi termelési adatokat vizsgálhatjuk a két érintett ország vonatkozásában. Spanyolország esetében az üzemzavar előtt a teljes termelés elérte a 32.368 MW-ot, amelyből a naperőművek mintegy 19.340 MW-ot tettek ki. A szélerőművek teljesítménye 3.416 MW-ra rúgott, míg a vízerőművek 3.172 MW-ot produkáltak. A fosszilis energiahordozók 2.460 MW, a nukleáris erőművek 3.384 MW teljesítménnyel működtek, és a biomassza erőművek is hozzájárultak a termeléshez 356 MW-tal. Az áramellátási rendszer összeomlása, ahogy már említettem, drámaian csökkentette a termelést 10.000 MW alá, ami a hálózati zavar széleskörű elterjedését eredményezte az ország területén.

A következő ábrán látható, hogy a portugál energiarendszerben a biomassza erőművek mellett szinte minden más egység működése leállt. A spanyoloktól való import lehetősége is elmaradt, így...

Bár a hivatalos tájékoztatók alapján a hibás működés valószínűleg Spanyolországból ered, Portugália mégis sokkal súlyosabban érintette a helyzet. Egy hat órás áramszünet egy 10 milliós országban rendkívül komoly dolog, és nem meglepő, hogy ilyen nagy figyelmet kapott.

Mivel Spanyolország kb. ötször nagyobb lakosságú, mint Portugália, így a spanyol következmények mind területükben, mind az érintett lakosság számában, mind pedig gazdasági értelemben összességében nagyobbak lesznek.

Utolsó ábraként megmutatom még a spanyol-francia határmetszéki forgalmakat, mert ez a kapcsolat a véleményem szerint az üzemzavar kezelésében és a gyors helyreállításban fontos szerepet játszott. Ugyanis

A spanyol és portugál rendszerek kedd reggeli helyreállítása rendkívüli teljesítmény, amelyért minden érintett méltán megérdemli a dicséretet. Ez a siker nem csupán technikai kihívásokat tükröz, hanem az együttműködés és a szakértelem erejét is bizonyítja.

Április 28., hétfő hajnalban mintegy 2500 MW teljesítmény mutatkozik az ENTO-E adatbázisa szerint Spanyolországból Franciaország felé. Ez reggel 7 órától 1500 MW-ra mérséklődött. Az üzemzavar során a határmetszéken megszűnt az áramlás, majd Franciaország segítette ki a spanyol rendszert 1500-2000 MW közötti teljesítménnyel, egészen hétfő este 23 óráig, amikor több órára gyakorlatilag megszűnt a francia-spanyol határkeresztezőn az áramlás.

Ez a szöveg nem kíván és nem is képes választ adni erre a kérdéskörre. Az információk hiánya miatt ez a feladat jelenleg nem teljesíthető. A spanyol és portugál hatóságok viszont el fogják végezni a szükséges vizsgálatokat, és a rendelkezésükre álló, jelentős adathalmaz elemzésével fogják meghozni a szükséges következtetéseket.

Lényeges, hogy a kibertámadás esélyét teljes mértékben elvetették. Ugyanakkor fontos kiemelni, hogy a szélsőséges időjárási körülmények okozta kezdeti eseményt is megcáfolták.

Már az első pillanattól fogva szokatlan élmény volt, hiszen aznap a hőmérséklet teljesen normális tartományban mozgott. Nyáron, Spanyolország középső tájain a hőség általában sokkal elviselhetetlenebb, így feltűnő volt, hogy semmiféle extrém meleg nem jellemezte azt a napot.

A távvezetékek elektromágneses rezgései okozta esetleges üzemzavarok nem zárhatók ki teljesen, azonban jelenleg nincsenek olyan körülmények, amelyek ezt indokolnák. Nehéz elképzelni, hogy olyan jelentős mechanikai rezgések léptek volna fel, amelyek túlszárnyalták volna egy erős szélvihar hatásait, hiszen ezeket a távvezetékeket már számos hasonló időjárási körülménynek is sikeresen ellenálltak.

Valószínűbbnek látszik, hogy egy (nap)erőmű vagy egy alállomás hibája váltotta ki azt az eseményláncot, amely ilyen hatalmas méretűvé nőtt.

Elképzelhető, hogy a távvezetékek egy része már hosszú ideje a névleges teljesítmény és feszültségszint felett működött. Ha egy termelőegység vagy hálózati elem kiesett, azzal a teljesítmény-áramlások más vezetékekre tolódtak át. Ennek következményeként ezek a vezetékek még inkább túlterhelődtek, ami kaszkádszerűen felnagyította a kezdeti lokális problémát. A pontos okokat és következményeket a hivatalos kivizsgálási eredmények fognak tisztázni.

A spanyol nukleáris kapacitások fele működött csak a hálózati üzemzavar során. Ezek a blokkok rendben leálltak a hálózat összeomlásakor, rendben elindultak a dízelgenerátorok és biztonságosan, az előírások szerinti állapotba kerültek.

Jelenleg nem rendelkezünk információval semmilyen anomáliáról vagy üzemzavarról. Az atomerőművek tervezésekor figyelembe veszik a hálózati összeomlások során fellépő tranziens jelenségeket, így ezek nem jelenthetnek komolyabb problémát.

Ilyenkor az atomerőművi blokkok teljesen leválnak a hálózatról, a dízelgenerátorok segítségével minden szükséges biztonsági rendszer ellátható árammal, ez itt sem volt másként. A hálózatra extra terhet az atomerőművek nem róhattak, ilyenkor ellátják saját magukat villamos energiával.

Mit érdemes figyelembe venni, és milyen lépések következnek mindebből a villamosenergia-rendszer szempontjából?

Legyünk derűlátók, és reméljünk abban, hogy ezek az események nem válik szokásossá.

Megjegyzés: Minden ábra esetén az adatok forrása az ENTSO-E adatbázisa volt, de az ábrák saját ábrázolásban készültek. Az ábrák elkészítésében Biró Bence kollégám volt a segítségemre.