Co naprawdę wydarzyło się z prądem w Kalifornii?

Co naprawdę wydarzyło się z prądem w Kalifornii?

Największy stan USA przez trzy tygodnie borykał się z przerwami w dostawach energii elektrycznej. Jak to zwykle bywa, zawiniła kombinacja kilku zdarzeń. I jak zwykle, dorobiono do tego wiele rozmaitych teorii

To co stało się w Kalifornii w sierpniu można interpretować wedle wyznawanych od dawna poglądów.

Zwolennicy energii jądrowej będą dowodzić, że bez atomu wszystko rozsypałoby się w proch i planowane wyłączenie atomówek w Kalifornii to szaleństwo.

Przeciwnicy OZE będą wskazywać, że źródła odnawialne zawiodły w krytycznym momencie, dowodząc swojej nieprzydatności.

Zwolennicy OZE mogą za to argumentować, że największe problemy zaczęły się od awarii w elektrowniach gazowych, które dowiodły w ten sposób swojej zawodności.

Sympatycy "samowystarczalności energetycznej" będą z kolei alarmować, że liczenie na import może się źle skończyć, gdy zabraknie go w najczarniejszej godzinie.

I tak dalej, i tak dalej…

Upały rozwalają system

Zanim spróbujemy odtworzyć sekwencję wydarzeń, podkreślmy jedno: do planowych wyłączeń prądu mieszkańcom z powodu niewydolności systemu doszło dwa razy, w dwóch kolejnych dniach sierpnia i trwały one po kilka godzin. Natomiast intencjonalny blackout z września był wywołany pożarami.

Do połowy sierpnia w Kalifornii nic specjalnie się nie działo. No, może poza rozrostem magazynów energii. 13 lipca do sieci przesyłowej, zarządzanej przez California Independent System Operator (CAISO) podłączono największą w USA baterię akumulatorów, o mocy 62,5 MW i pojemności 62,5 MWh, podnosząc moc magazynów w tym systemie do prawie 280 MW. Tak na marginesie, do końca roku moc magazynów ma sięgnąć 923 MW. Przyrost imponujący, bo 6-krotny w ciągu roku. 1 stycznia w systemie CAISO było bowiem „jedynie” 136 MW.

Sprawy zaczęły się komplikować 13 sierpnia, kiedy prognozy pogody jednoznacznie przepowiedziały dwa zjawiska. Pierwszym była wielodniowa falę upałów, z temperaturami przekraczającymi średnie o wielkość rzędu 10 stopni Celsjusza. Ponieważ podstawową instalacją domową w Kalifornii jest klimatyzacja, to prognoza zapowiadała znaczący wzrost obciążenia sieci. Dopiero od tego roku na mocy California solar mandate, każdy nowy dom mieszkalny ma mieć panele fotowoltaiczne.

Czytaj także: Uzależnieni od prądu. Recenzja "Blackoutu" Marca Elsberga

Pojawiła się jednak druga okoliczność. Otóż resztki układu barycznego “Elida” miały przełożyć się na zachmurzenie nad dużym obszarem Kalifornii, a to zapowiadało ograniczenie produkcji elektrowni fotowoltaicznych.

Głównie z powodu splotu tych dwóch zjawisk w czwartek 13 sierpnia CAISO ogłosiło na dzień następny tzw. Flex Alert, czyli po prostu wezwanie do oszczędzania energii. Z głównym zaleceniem, aby przykręcić klimę do 25 stopni Celsjusza. Alert miał obowiązywać od godz. 15 do 22 miejscowej czasu.

No i jak na złość tuż przed godz. 15 z systemu wyleciał z powodu usterki niemal 500 MW gazowy blok w elektrowni Blythe. W momencie odłączenia dostarczał 475 MW mocy. Do tego doszło drugie tyle ubytków, m.in. z elektrowni wiatrowych. Nic dziwnego, że operator ogłosił dla całego stanu alarm 2. stopnia, który przekłada się na stwierdzenie, że wszystkie normalne środki zaradcze zostały wyczerpane, a operator musi interweniować na rynku. Np. nakazywać elektrowniom działanie.

Ponieważ sytuacja stała się napięta, w warunkach niezwykle wysokiej konsumpcji i ograniczonej produkcji z OZE, po 3,5 godzinach operator ogłosił alarm 3. stopnia, wprowadzając miejscową wersję stopni zasilania, czyli nakazując obszarowe wyłączenia prądu dla ocalenia działania całej sieci. Po półtorej godzinie praca sieci się nieco ustabilizowała, a wytwórcy zaczęli przywracać utracone 1000 MW mocy. Alarm 3. stopnia cofnięto po niecałych 2,5 godzinach.

Mieszkańcy grzecznie oszczędzają prąd

Sobota 15 sierpnia wyglądała  podobnie. Przy obowiązującym alarmie 2. stopnia, tuż po godz. 18 z systemu wyleciało 470 MW źródeł gazowych, a dodatkowo ok. 1000 MW mocy wiatrowych z powodu braku wiatru. Zniknięcie prawie 250 MW spowodował błąd dyspozytora mocy, który wydał polecenie gwałtownego obniżenia mocy elektrowni gazowej Panoche.

Kilka minut później CAISO znów ogłosiło 3. stopnień i zaczęło wyłączenia, aby zbilansować brakujące 470 MW. Tym razem trwało to tylko 20 minut, po których znów zaczęło wiać i wiatraki dostarczyły brakującej mocy.

Na poniedziałek 17 sierpnia znów ogłoszono alarm 2. stopnia, a po południu CAISO zapowiedział kolejne wyłączenia prądu, szacując, że zabraknie ok. 1400 MW.

Czytaj także: Jeśli dojdzie do blackoutu, zostaniemy bez wody

Do ograniczeń jednak nie doszło. Temperatura była nieco niższa niż prognozowana, więc i obciążenie było mniejsze. Mieszkańcy zastosowali się do zaleceń i zmniejszyli zużycie, a dodatkowo zużycie spadło o 900 MW na skutek uruchomionych programów DSR czyli ograniczenia zużycia przez firmy (operator płaci im za to).

CAISO zawiesił jednak działanie kalifornijskiej odmiany rynku bilansującego, czysto finansowego, gdzie oferty składa się z jednodniowym wyprzedzeniem. Okazało się, że rynek ten, w ekstremalnych warunkach całkowicie rozjechał się z technicznymi możliwościami dostawy.

Wtorek 18 sierpnia przebiegł według podobnego scenariusza, jak poniedziałek. Operator ostrzegał o możliwości wyłączeń, ale przy 2. stopniu alarmu możliwy był jednak większy import, lepiej też wiało i w rezultacie wieczorem również i ten stopień odwołano.

Przez następne 2 tygodnie CAISO ogłaszał tylko Flex Alerty, wzywając do oszczędności energii. Za każdym razem operator z zadowoleniem odnotowywał zdyscyplinowanie mieszkańców, którzy posłuchali wezwań.

Kalifornia w ogniu...krytyki

Początek września przyniósł pogorszenie sytuacji, tym razem z powodu pożarów przy jednoczesnej kolejnej fali gorąca. Weekend 5-6 września, oraz następny dzień upłynęły pod znakiem alarmu 2. stopnia z powodu ubytków mocy rzędu 1500 MW. 900 MW odcięta pożarami elektrownia wodna, reszta - słoneczne, też odcięte od sieci przez ogień.

W niedzielę 6 września Departament Energii na wniosek CAISO zawiesił niektóre regulacje środowiskowe, dzięki czemu można było zyskać wycisnąć dodatkowe 100 MW mocy ze wskazanych elektrowni gazowych, niespełniających aktualnych norm.

W poniedziałek 7 września miejscowa firma energetyczna PG&E (Pacific Gas and Electric Company) wyłączyła jednak prąd ponad 170 tys. odbiorcom z północnej Kalifornii, z powodu pożarów i na mocy przepisów przeciwpożarowych. W ciągu dwóch dni zasilanie przywrócono.

Tuż po sierpniowych blackoutach sekretarz energii USA Dan Brouillette grzmiał, że Kalifornia ma długą historię prowadzenia złej polityki energetycznej. - Kiedy słońce nie świeci, a wiatr nie wieje, polega na imporcie z sąsiednich stanów. Ale kiedy u sąsiadów brakuje energii, to Kalifornia stacza się w blackout - perorował Brouillette.

Gdzie system nie może, tam....

Bardziej kompleksową diagnozę przedstawiła Cheryl LaFleur, przez 10 lat członek FERC, czyli federalnego regulatora energii. Jak zauważyła, w podobnych sytuacjach zawsze pojawia się mnóstwo cudownych rozwiązań, zazwyczaj opartych na tym, co akurat sprzedają proponujący te cudowne recepty. A poważnie, była szefowa FERC wskazała, że:

  • nie ma dowodów na manipulacje rynkowe;
  • OZE zachowały się zgodnie ze swoimi charakterystykami pracy;
  • rynki hurtowe w innych regionach USA zapewniają nieprzerwane dostawy prądu mimo rosnącego udziału energii z OZE.

LaFleur tłumaczyła, że Kalifornia ma cztery problemy do rozwiązania. Po pierwsze trzeba jasno określić  odpowiedzialność za system - obecnie jest jest ona rozmyta pomiędzy CAISO a stanowym regulatorem. Obecnie operator ma swoją działkę, stanowy regulator swoją, w efekcie nikt nie ponosi pełnej odpowiedzialności.

Drugim problemem jest ewidentny brak źródeł, zdolnych zastępować w wystarczającym stopniu produkcję fotowoltaiki i farm wiatrowych. To też efekt rozmytej odpowiedzialności.

Trzecim problemem jest zamykanie źródeł energii, zanim zapewni się ich zastąpienie. W ciągu trzech ostatnich lat Kalifornia wyłączyła 5 GW mocy gazowych, a mające jest zastąpić 3 GW baterii są dopiero w planach i w budowie. W przypadku fali gorąca, gdy każdy megawat się liczy, ta luka staje się decydująca.

Czytaj także: Blackout w Argentynie: co wiemy o przyczynach?

Wreszcie pozostaje kwestia dzielenia się zasobami z innymi stanami. Legislatura Kalifornii wiele razy przymierzała się do zmiany statusu CAISO, by umożliwić operatorowi podejmowanie działań na poziomie regionalnym. Jednak nic nie zmieniono i nadal działa on jedynie w granicach stanu.

Jak dodała LaFleur, Kalifornia nie chce i oczywiście nie powinna rezygnować z ambitnych celów klimatycznych, ale jednocześnie powinna w końcu wskazać, kto jest odpowiedzialny za zapewnienie ciągłości dostaw prądu i przełożyć to na konkretne działania, nawet jeśli wzbudzą kontrowersje.

I to chyba najbardziej wyważona ocena, jaka pojawiła się w debacie, wywołanej problemami Kalifornii.

Zobacz także...

Komentarze

Patronat honorowy

Partnerzy portalu

PSE