Po co nam jedna sieć elektroenergetyczna?

Powoli czytam sobie książkę „How to Live Off-grid” autorstwa Nicka Rosena. Jest to książka, którą kupiłem po to, by dowiedzieć się o praktycznych aspektach życia w domu odłączonym od sieci elektroenergetycznej (co po angielsku nazywa się off-grid albo off the grid, bo grid to sieć).

W jednym z rozdziałów autor opisuje historię powstawania krajowej sieci elektroenergetycznej w Wielkiej Brytanii. Opisuje ją w taki sposób, jakby połączenie lokalnych systemów w jeden krajowy było wielkim błędem. I tak się zacząłem zastanawiać, czy rzeczywiście tak jest? Czy błędem jest, że w Polsce mamy jedną sieć a nie kilka czy kilkanaście małych lokalnych sieci?

Do głowy przychodzą mi tylko dwie zalety dużej, połączonej sieci elektroenergetycznej:

  • łatwiejsze bilansowanie zmiennych obciążeń,
  • większe bezpieczeństwo w przypadku awarii któregoś ze źródeł energii.

Im większa grupa odbiorców przyłączona jest do sieci, tym bardziej odbiór energii elektrycznej jest przewidywalny. Im więcej odbiorców włącza swoje światła, czajniki i elektryczne ogrzewanie, tym bardziej zmiany obciążenia elektrowni są łagodne i tym bliższe są średnim statystycznym. Im więcej podłączonych odbiorców, tym mniejszy wpływ na pracę całego systemu ma jeden z nich. Nawet, jeśli jest to na przykład duża huta z piecami elektrycznymi, które uruchamiane są wszystkie naraz.

Z drugiej strony, połączenie wielu elektrowni w jeden system, umożliwia zmniejszenie rezerw źródeł energii w skali kraju. Przykładowo, w razie awarii bloku elektrowni pod Szczecinem, część jej obciążenia przejmą inne elektrownie z okolicy, np. elektrownie grupy PAK (Pątnów, Adamów, Konin). Takie zabezpieczenia są ograniczone rzecz jasna przez zdolności przesyłowe tegoż systemu elektroenergetycznego i przez straty w sieci. Choć w teorii możliwe jest, by odbiorca w Szczecinie kupował prąd z elektrociepłowni w Rzeszowie, w praktyce nie ma to sensu ze względu na długą drogę, którą ten prąd musi przebyć i wielkością strat po drodze.

Teoretyczne zalety i praktyczne wady

Te dwie zalety tak naprawdę istnieją tylko w teorii. W praktyce, w polskich warunkach, okazuje się, że nie ma mowy ani o bilansowaniu obciążenia ani o bezpieczeństwie energetycznym.

Wystarczy przypomnieć sobie awarię sieci w czerwcu 2006 r. Wtedy włączanie kolejnych klimatyzatorów (upały) spowodowało po kolei wyłączenia kilku bloków energetycznych. Zaczęło się od jednego, pozostałe zostały przeciążone i padały jak kostki domina. Na przyczyny nałożyło się kilka awarii i jedno planowane wyłączenie elektrowni szczytowo-pompowej. W Polsce brakuje bowiem elastycznych źródeł szczytowych, które można uruchomić w krótkim czasie. Mamy za to wielkie plany przyłączania elektrowni wiatrowych, które dalej popsują stabilność systemu. W powtórzenie doświadczeń hiszpańskich nie wierzę…

Jestem przekonany, że kolejna taka awaria będzie miała znacznie większą skalę i nie będzie trwać 3 godzin, tylko kilka dni lub tygodni…

Ja tu wcale nie mam pretensji do koncernów energetycznych czy operatora systemu przesyłowego pretensji, że tak się dzieje. Absolutnie. Wszystkie te firmy mają za zadanie zarabiać pieniądze a na bezpieczeństwo energetyczne przeznaczać tylko tyle pieniędzy, ile muszą. Nie więcej! A jako że jeden system daje złudne poczucie bezpieczeństwa i możliwość przerzucenia odpowiedzialności za własną awarię na kogoś innego (na inne elektrownie), toteż tak to wygląda. Trudno też nie wspomnieć o braku dostatecznych inwestycji w sieci elektroenergetyczne, blokowane na przykład przez pojedynczych ludzi, którzy kupili sobie działki budowlane w nieodpowiednim miejscu.

Co by było, gdyby…

Gdybyśmy mieli do czynienia z mniejszymi układami produkcji i dystrybucji prądu, byłoby zapewne drożej, ale bezpieczniej.

Bezpieczniej, bo wtedy niemożliwe byłoby przenoszenie obciążeń między dużymi węglowymi elektrowniami. W lokalnym systemie byłaby pewnie jedna taka elektrownia, może parę mniejszych elektrociepłowni i małe, lokalne źródełka energii elektrycznej. Operator musiałby zadbać o bezpieczeństwo dostaw prądu i po prostu postawić na własną rękę odpowiednią liczbę źródeł szczytowych. Na przykład gazowe elektrociepłownie z turbogeneratorami produkowanymi z wycofanych z użytku silników lotniczych. Łatwiej jest zbilansować tak nieprzewidywalne źródła energii jak wiatraki w mniejszym systemie, na przykład podłączając kolejne biogazownie.

A co nam teraz pozostało? Stawianie małych źródełek, np. przydomowych elektrociepłowni na gaz drzewny, które w razie czego zasilą dom nasz i sąsiadów…

Komentarzy do wpisu “Po co nam jedna sieć elektroenergetyczna?”: 5.

  1. gość codzienny says:

    Równie dobrze można dyskutować czy opłaca się budować wodociągi, kanalizację czy gazociągi. Każdy zrobi sobie studnię, gazogenerator i szambo i będzie git i żadnych strat przesyłu. To czysta demagogia. Co do padaki systemu elektroenergetycznego z powodu klimatyzatorów to kolejna city legend – mój klimatyzator CARRIER, największy jaki może być wg instrukcji którą trzymam teraz w ręce bierze 52W w trybie cooling. System wtedy posypał się od źródła a nie od odbiorcy. Wyleciała wtedy któraś z jednostek wytwórczych Dolnej Odry a potem już był efekt domina – jest dostępny na stronach URE raport ze „śledztwa”. Klimy niczym tu nie zawiniły. Co do reszty zgoda – OZE są fajne ale nieprzewidywalne i ich bilansowanie szybko startującymi jednostkami gazowymi jest i będzie jeszcze długo konieczne. Węglówki o dużej bezwładności i długim czasie zimnego startu (chyba że trzymamy gorącą rezerwę ale to też kosztuje) są trzonem systemu i one także długo jeszcze z nami pozostaną o ile brukselskie cwaniaki do spółki z Goldman Sachs nie wykończą nas wiadomymi „certyfikatami”.

  2. Coondelboory says:

    Pomysły podzielenia systemu energetycznego na małe segmenty to kompletna pomyłka. Nikt nie będzie w stanie zbilansować takich wysp, a to będzie skutkować żałosną jakością energii, co wykończy wtrymiga urządzenia do nich podłączane. Każde włączenie/wyłączenie większego silnika może rozłożyć taką sieć. Ludzie, którym nie podobają się wyłączenia sieci i wyobrażający sobie, że w małej sieci takich wyłączeń nie byłoby plotą głupstwa. Fakt, że w dużej sieci jedna duża awaria wyłącza wielu odbiorców, ale alternatywa to wiele małych wyłaczeń (co dla przeciętnego odbiorcy oznacza wyłaczenie co drugi dzień zamiast jednego na kwartał, czy pół roku).

    C.
    ps. Duże (i rosnące z roku na rok) zapotrzebowanie na moc czynną i bierną przez urządzenia chłodnicze nie jest niestety żadną miejską legendą tylko faktem (małe silniki sprężarek). Awaria z 26.06.2006 wynikła z deficytu mocy biernej, rozwinęła się od wyłożenia się bloków w Ostrołęce, przeciążonych mocą bierną. Potem padły Kozienice i kabel ze Szwecji.

  3. @gość codzienny: nie czuję się dostatecznie kompetentny by negować oficjalnie podane do wiadomości przyczyny tamtej awarii. Tu jest mowa o tym, że miało miejsce niewłaściwe gospodarowanie mocą bierną, a że kilka bloków wtedy było wyłączonych, to inna historia.

    @Coondelboory: to rzeczywiście byłoby trudne, ale nie niemożliwe. Przecież jak najbardziej jest wykonalne technicznie, by konstruować silniki z różnymi opcjami miękkiego startu (a wyłączenia są już mniej kłopotliwe).

    Skoro można bilansować moc źródła i odbiorników na poziomie najprostszego agregatu prądotwórczego i na poziomie dużego systemu, czemu miałoby się nie dać bilansować go na poziomie województwa? To tylko kwestia kosztów, które oczywiście z całą pewnością będą większe.

    Ja się obawiam, że za kilkanaście lat i tak będziemy mieli tego typu historie, że pojawią się (lub będą się okresowo pojawiać) wyspy zasilane z dobrze eksploatowanych, nowoczesnych źródeł, które będą funkcjonować w oderwaniu od reszty systemu. Nasze elektrownie są już mocno wyeksploatowane, nowych się za bardzo nie buduje, sieci przesyłowe są jakie są, a zapotrzebowanie na prąd ciągle rośnie. Sądzę, że najbardziej wrażliwi odbiorcy będą sobie stawiać własne, małe źródełka, może z pewną nadwyżką mocy, którą będą odsprzedawać w okolicy. Pożyjemy, zobaczymy…

  4. Stary Energetyk says:

    Panie Krzysztofie Lis . Zapewne jest Pan młodym człowiekiem nie bardzo zorientowanym w rozwoju energetyki systemowej i dlatego snuje Pan tak nierealne projekty. Epoka energetyki rozproszonej była pierwszym krokiem w rozwoju elektroenergetyki. Tak jak w Warszawie El. Żerań , El Ołowianka w Gdańsku, El. Szczecin w Szczecinie,czy Garbary w Poznaniu itd. powstały w swoim czasie po to aby zapewnić tym rosnącym aglomeracjom możliwość korzystania, w głównej mierze ,z możliwości zasilenia instalacji komunalnych w tym oświetlenia , wodociągów i innych miejskich potrzeb. Powstający w tym czasie przemysł budował własne źródła energii ,z których czasami nadwyżki zasilały potrzeby sieci lokalnej. W mniejszych miejscowościach takie źródła zasilały czasami, w bardzo ograniczonym zakresie, potrzeby oświetleniowe niektórych miszkańców tych miejscowości. Sam pamiętam czasy kiedy w miasteczku , w którym mieszkałem energię elektryczną ,do celów głównie oświetleniowych , w godzinach od 8,00 do 22,00 otrzymywaliśmy z generatora zainstalowanego w młynie. Od 22 do 8 w miasteczku panowały ciemności. Oczywiście prądu nie było gdy młyn był w remoncie.
    Przy dzisiejszym zapotrzebowaniu na energię takie rozwiązanie jest czystą utopią. System energetyczny musi istnieć i musi posiadać odpowiednią do zapotrzebowania rezerwę w wytwarzaniu jak i w przesyle. W ramach systemu energetycznego bardzo istotną rolę muszą spełniać odpowiednio duże,zlokalizowane w pobliżu dużych aglomeracji , lokalne źródła wytwarzania energii. Ich wielkośc powinna być zbliżona do zapotrzebowania na energię przez te aglomeracje , ich sprawność wytwarzania powinna być jaknajwyższa , ale muszą one być rezerwowane przez system energetyczny.
    Ich zadaniem jest zasilanie aglomeracji w energię elektryczną a w razie podziału systemu energetycznego na „wyspy”
    one powinny przejąć rolę podstawową . Wrazie braku zbilansowania mocy wytwórczych tych źródeł z aktualnym zapotrzebowaniem „wyspy” należy ograniczyć zapotrzebowanie przez planowe ,przemyślane wyłączenia odbiorców. Gdyby Warszawie w czerwcu 2006 a później w Szczecinie w kwietniu 2008 i w wielu innych przypadkach zrealizowano tą koncepcję i nie trzymano się do końca za wszelką cenę , chęci zasilania wszystkich podłączonych w danym momencie odbiorców to by nie zaduszono by mocą bierną Elektrowni Ostrołeka, i nie doprowadzono by do black-out’u na wielką skalę. W takiej sytucji należało forsować wytwarzanie w źródłach rezerwowych w tym lokalnych i wybierając mniejsze zło wyłączać uprzednio przewidzianych do wyłączenia odbiorców . Pozdrowiena

  5. @Stary Energetyk: dziękuję za Pański komentarz. Z całą pewnością łatwiej i taniej jest zaspokoić potrzeby wszystkich odbiorców mając do dyspozycji dużą sieć z dużą liczbą źródeł i dostatecznym zapasem mocy, niż małą „wyspę” z mniejszą liczbą źródeł. W tym drugim przypadku zapewnienie tej samej niezawodności byłoby trudniejsze.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *