Czy grozi nam blackout?

Fot. Mikhail Nilov, Pexels.com

Nadchodzą niepewne czasy. To jest fakt. Gdy rozpocząłem pracę nad tym tekstem jest rok 2022. Właściwie to jest styczeń 2022. Jednak moje widmo problemu z zasilaniem miało zarzewie ponad 10 lat temu. I o ile kiedyś próba zabawy z alternatywnym zasilaniem domu była swego rodzaju hobby – dziś powinna być obowiązkiem.

Niewątpliwie jesteśmy w trakcie kryzysu energetycznego. Nikt z nas – zwykłych odbiorców paliw nie jest w stanie odpowiedzieć na pytanie czy jesteśmy na początku, w środku czy też u schyłku wielkiego problemu z jakim przyszło się mierzyć głównie Europie. Choć ceny gazu rosną nie tylko na starym kontynencie to głównie w Europie problem energetyczny daje się we znaki. Głownie za sprawą nagonki na węgiel, który pomimo niechęci wielu osób jest chętnie spalany naszych piecach.

Blackout – co to?

Jeśli zastanawiasz się co to właściwie jest blackout to spieszę z wyjaśnieniem. Co jakiś czas w mediach pojawia się hasło blackoutu. Blackout to nic innego jak przerwy w dostawie prądu do odbiorców. Zapewne zaraz przychodzi Ci na myśl, że tak! W ostatnim czasie Zakład Energetyczny na chwilę wyłączył zasilanie całej ulicy przy której mieszkam! Jest to swego rodzaju blackout – ale bardzo malutki, wręcz lokalny i spowodowany często nie awarią, ale planowanym wyłączeniem w celu konserwacji linii bądź transformatora. Prawdziwe blackouty to przerwy w dostawie energii na obszarach np. kilku województw za sprawą awarii.

Czy blackouty miały już miejsce w historii świata?

Oczywiście! Temat blackoutów od strony praktycznej jest na świecie podejmowany co kilkanaście miesięcy, a czasami lat. Do najsłynniejszych blackoutów można zaliczyć awarię zasilania we Włoszech. Gdzie na początku XXI wieku – a dokładnie 28 września 2003 roku około 3:30 nastąpiły przerwy w dostawie prądu.

Awaria ta dotknęła prawie całej powierzchni włoskiego kraju poza Sardynią i Elbą. Bez prądu pozostały miliony osób, zatrzymały się pociągi i metro. Co gorsze bez zasilania rezerwowego zostały też niektóre włoskie szpitale co wymagało podjęcia ewakuacji chorych.

Powodem włoskiego blackoutu były nadmierne przeciążenia linii przesyłowych. Włochy podobnie jak Polska należy do europejskiego systemu energetycznego. Każdy kraj, który należy do tego systemu posiada specjalne połączenia energetyczne w postaci linii pomiędzy krajami sąsiadującymi. Linie te pozwalają na eksport lub import energii w momencie kiedy zachodzi taka potrzeba.

Europejski system energetyczny  // źródło: www.entsoe.eu

Tak też było w 2003 roku, kiedy to Włochy na skutek nadmiernej konsumpcji energii elektrycznej przeciążyły linie łączące z innymi krajami. Przeciążenia te spowodowały wyłączenia tych linii z eksploatacji, a tym samym braki w mocy w systemie energetycznym. Pracujące w tym czasie lokalne elektrownie stopniowo były przeciążane co powodowało brak możliwości w zachowaniu odpowiedniej jakości energii i w efekcie doprowadzało do wypadnięcia elektrowni z sieci.

Blackout to specjalizacja krajów w Europie?

Nie, jak pokazuje historia. Blackouty to swego rodzaju profesja Ameryki Północnej, bowiem awarie zasilania w USA i Kanadzie pojawiły się w 1965 oraz 2003 roku. O dziwo dwie awarie pokrywały niemal na ten sam obszar.

Blackout w Polsce?

I my w naszej historii możemy się pochwalić problemami z zasilaniem. Jedną kartką z przeszłości może być Szczecin. 8 kwietnia 2008 roku z powodu obfitych opadów śniegu zerwały się dwie linie zasilające Szczecin. Podobnie jak we Włoszech o 3:30 prądu w Szczecinie zaczęło brakować. Awaria trwała nawet do godziny 18. 

Chleb to jest podstawą polskiej diety. Gdy nastąpi blackout - może go zabraknąć // Fot. Uriel Mont, Pexels.com

Jednym ze skutków jakie pamiętają mieszkańcy Szczecina to ciemne latarnie zaraz po obudzeniu i brak chleba w sklepach.

Blackout w Polsce 2022

Czy w 2022 roku w Polsce jest możliwy blackout? I tak i nie. O tym, że czeka nas wielka awaria zasilania słyszę od kilku miesięcy. Niemcy przygotowują swoich obywateli na najgorsze i organizują szkolenia na wypadek braku zasilania. W Polsce póki co władze uspokajają. Czy słusznie?

Stan naszego systemu energetycznego nie napawa optymizmem. Zdecydowana większość energii elektrycznej produkowanej w Polsce pochodzi z węgla. O ekologii w momencie awarii nie będziemy rozprawiać. Niestety nasze elektrownie węglowe nie należą do najmłodszych. Nie należą nawet do średnio starych. One są po prostu stare. Ryzyko awarii i nieplanowanego przestoju zespołu prądotwórczego jest bardzo wysokie. A regularne planowane remonty w istniejących elektrowniach są coraz częstsze i dłuższe.

LP	Nazwa	Data oddania	Data zamknięcia
1	Elektrownia Bełchatów	1981	-
2	Elektrownia Kozienice	1972	-
3	Elektrownia Opole	1988	-
4	Elektrownia Jaworzno	1979	-
5	Elektrownia Połaniec	1979	-
6	Elektrownia Rybnik	1972	-
7	Elektrownia Turów	1962	-
8	Elektrownia Dolna Odra	1974	-
9	Elektrownia Pątnów I	1967	-
10	Elektrownia Łaziska	1917	-
11	Elektrownia Łagisza	1963	-
12	Elektrownia Ostrołębka B	1972	-
13	Elektrownia Adamów	1964	2018
14	Elektrownia Siersza	1962	-
15	Elektrownia Pątnów II	2008	-
16	Elektrownia Skawina	1957	-
17	Elektrownia Stalowa Wola	1939	-
18	Elektrownia Halemba	1962	2012
19	Elektrownia Konin	1958	-

Źródło: wikipedia

Prócz elektrowni węglowych w naszym systemie energetycznym obecne są elektrownie cieplne inne niż węglowe, wodne, wiatrowe i fotowoltaiczne.

Musimy zdać sobie sprawę, że ciągłość zasilania jest nam w stanie zapewnić jedynie elektrownia cieplna i po części wodna. Wspomniane elektrownie jako jedynie posiadają dużą bezwładność w procesie dostarczania paliwa służącego do przemiany energii w elektryczną. Co to oznacza? Że elektrownie te, są mniej podatne na szybką zmianę ilości produkowanej energii. Ilość węgla w Polsce jest bardzo duża (temat dyskusyjny – ale o tym w innym artykule), zatem produkcja energii nie jest zagrożona.

źródła produkcji energii elektrycznej w Polsce w czerwicu 2022 roku // źródło gramwzielone.pl

Podobnie jest też w przypadku wody. O ile nie jesteśmy w czasie suszy – pęd wody jest na tyle przewidywalny, że operatorzy elektrowni mogą szacować ile energii są w stanie wyprodukować na śluzach. Z kolei pęd wody nie jest zmienny bardzo szybko co pozwala na w miarę łagodną charakterystykę produkcji z wody. Niestety, elektrownie wodne w Polsce to nie jest temat rzeka.

Rysem historii – tereny poniemieckie, które otrzymała Polska po wojnie była wręcz rajem dla maniaków elektrowni wodnych. Duża część produkcji energii ówczesnego kraju niemieckiego polegała na wykorzystywaniu właśnie potencjału wody. Po wojnie, część elektrowni została zlikwidowana, kolejna część popadła w ruinę i została rozkradziona. Dziś hobbyści próbują ratować to co jeszcze przetrwało. Jedną z perełek elektrowni wodnych na zachodzie Polski jest elektrownia wodna w Bledzewie. Elektrownia ta wchodzi w skład Enei i jest możliwe zwiedzanie tego obiektu.

Elektrownia wodna w Bledzewie// Fot. Ryszard Denenfeld, wikipedia

Gorzej jest niestety w przypadku elektrowni wiatrowych oraz fotowoltaicznych. Te sposoby produkcji energii niestety są bardzo nieprzewidywalne. Choć np. Dania słynie z pokrywania niemal całego zapotrzebowania energii z wiatraków to musimy sobie jasno powiedzieć. Gdyby nie połączenia z innymi krajami to w dni bezwietrzne Dania byłaby kolejną ofiarą blackoutu. Wracając jednak do elektrowni wiatrowych i fotowoltaicznych. Ich charakterystyki są bardzo poszarpane w zależności od porywów wiatru czy chmur na niebie. Te sposoby generowania prądu elektrycznego doprowadzają do zachwiań stabilności sieci. A słaba przewidywalność produkcji i lokalne zapady w postaci np. wspomnianych chmur doprowadza do skoków napięcia w sieci.

Niepohamowany popyt na energię elektryczną

Pamiętacie żarówki w domu o mocy 100 watów? Albo odkurzacze o mocy 2kW? Otóż to, regulacje europejskie zmuszające producentów do sprawdzania do rynek produktów energooszczędnych miały sprawić, że zaczniemy oszczędzać energię elektryczną i będziemy bardziej eko. Ostatecznie, muszę przyznać, po początkowym oburzeniu, że regulacje te przyniosły efekt.

Oświetlenie budynku jest możliwe do zrealizowania w taki sposób, że praktycznie nie pobiera energii elektrycznej. Bo jeśli dom posiada 5 pokoi i w każdym zainstalujemy źródło światła o mocy ok. 10 watów to łączna moc oświetlenia w domu nie przekroczy 50 watów. Kiedyś 60 watów miała jedna żarówka w żyrandolu gdzie żarówek było co najmniej trzy.

Niestety koszt żarówek ledowych jest wyższy od tradycyjnych. I jeśli inwestujemy w tanie źródła światła to oszczędność nie koniecznie jest możliwa ze względu na krótką żywotność spowodowana niskiej jakości diodami i przetwornicą zasilającą wspomniane diody. Inwestycja w drogie – markowe źródła światła faktycznie pozwalają na oszczędności.

Odkurzacze i ich mała moc ssania. Przyczepienie się Unii Europejskiej do odkurzaczy wywołała na mnie początku wielką frustrację. Ostatecznie ponownie muszę przyznać rację. Ograniczenia nałożone na odkurzacze oraz zwiększenie nacisku na sprawność urządzenia doprowadziły do stopniowego wypierania tradycyjnych wielkomocowych odkurzaczy bazujących jedynie na ssaniu. Ich miejsca stopniowo zajmują małe i nierzadko autonomiczne odkurzacze z elektro szczotkami. Mała moc ssąca i elektrostatyczne przyciąganiu drobinek kurzu sprawia, że urządzenie pobiera znikome wartości energii elektrycznej.

Niestety pod kątem elektryczności to koniec tematu o oszczędzaniu energii. Od czasu „przyczepienia” się do żarówek i odkurzaczy minęło blisko dekadę. Przez ten czas na rynku pojawiły się samochody elektryczne, rozpowszechniły się klimatyzacje i zwiększył się nacisk „odgórny” na montaż ekoźródeł ciepła czyli np. pomp ciepła, mat grzewczych czy paneli podczerwieni. Wszystkie te urządzenia pomimo inteligentnego sterowania niestety do swojej pracy wymagają zasilania i to nie małego.

Pompy ciepła z jednej strony ekologiczne i pożądane urządzenia z drugiej to prawdziwe zjadacze energii elektrycznej. Przeglądając projekty nowych domów jednorodzinnych zauważyłem, że na potrzeby tych budynków przyjmuje się pompę ciepła w granicach 5kW mocy elektrycznej. Naturalne jest, że pompa ta nie będzie podczas swojej pracy wykorzystywała 100% swoich możliwości. Ale – gdy będzie zimno – nawet i -20 stopni możliwe jest, że nasza pompa będzie zmuszona podkręcić swoje zapotrzebowanie nawet do tych 5kW.

Zakładając, że prócz pompy ciepła w domu obecny jest również samochód elektryczny, który aktualnie się ładuje ładowarką wysokomocową to moc może sięgać nawet i 20kW.

Mała produkcja + duże zapotrzebowanie = blackout jak się patrzy?

Jeśli zestawimy blisko sobie informacje dot. Stanu naszego elektrosystemu oraz naszego zapotrzebowania nie trudno o właściwe wnioski. W sytuacjach normalnej pracy naszych elektrowni na dzień dzisiejszy nie zauważamy problemu jak się do nas zbliża.

Każdego dnia w Polsce oddaje się do użytku nowe domy i mieszkania. W domach coraz częściej pojawia się jako źródło ciepła pompa ciepła lub klimatyzator. Pod domem zaczyna parkować samochód elektryczny.Gdy pewnego dnia awarii ulegnie jedna z głównych linii zasilających lub o zgrozo elektrownia realne jest wystąpienie zjawiska blackoutu w Polsce.

Blackout totalny – scenariusz rodem z filmu katastroficznego

Jeśli nie jesteś elektrykiem lub energetykiem to możesz nie wiedzieć, że elektrowni od tak po prostu się nie włącza. Tak naprawdę nie istnieje nawet instrukcja uruchomienia elektrowni. Jeśli Polska zostanie ofiarą blackoutu to przed naszymi uczonymi zostanie postawione wielkie i zarazem odpowiedzialne zadanie. Bowiem większość elektrowni od tak po prostu się nie włączy.

Elektrownie podobnie jak agregaty prądotwórcze potrzebują wzbudzenia do przejścia w pracę generacyjną. Temat wzbudzenia agregatów jest niemal, że prosty. Podajemy na uzwojenie wzbudzenia zasilanie i agregat rozpoczyna produkcję prądu. Zasilanie to zazwyczaj jest podawane z akumulatora bądź małego dynama na wale silnika. Agregaty też są bardzo małej mocy, stąd ten problem wzbudzenia jest praktycznie niezauważalny.

W przypadku elektrowni węglowych problem jest o tyle duży, ze gdy nastąpi blackout totalny – nikt nie będzie dysponować taką mocą by wzbudzić dany generator. Stad też, nieoficjalnie mówi się o scenariuszu uruchamiania elektrowni jednej po drugiej. W Polsce jest kilka elektrowni, które posiadają możliwości samowzbudzania. Jedną z nich jest elektrownia w Solinie. Dzięki niej będzie możliwość podawania napięcia do wzbudzania kolejnych elektrowni w Polsce.

Brak inwestycji w energetykę kluczem do blackoutu

Musimy mieć świadomość, że połączenia energetyczne z sąsiednimi krajami nie pomogą nam, jeśli nie będziemy odpowiednio inwestować w nasz rodzimy system energetyczny. Nasze leciwe elektrownie węglowe są już mocnowyeksplatowane. Najstarsze działające dziś elektrownie węglowe to Elektrownia Łaziska oddana do użytku w 1917 roku! Oraz Elektrownia Stalowa Wola z 1939 roku. Najmłodsze to Pątnów II, która rozpoczęła pracę w 2008 roku (czyli blisko 15 lat temu) oraz Elektrownia Opole z 1988 roku!

Wymienione elektrownie ukazują jasno stan naszej polskiej energetyki. W ciągłym użytkowaniu znajduje się elektrownia, która ma przeszło 100 lat. Ostatnia oddana do użytku elektrownia została blisko 15 lat temu. I tylko jedną elektrownię węglową udało się Polsce oddać do użytku po upadku PRL… Reszta jest brzydko mówiąc po prostu łatana i pchana dalej…

Historia rozbudowy Ostrołęki

Krótko po oddaniu Pątnów II pojawiła się wizja rozbudowy Ostrołęki. Powołano spółkę, wyłoniono wykonawcę. Kwoty prac nie były małe, ale do pracy przystąpiono. Wylano trochę betonu by ostatecznie zaprzestać prac i zburzyć to co jest.

W grze jest jeszcze elektrownia atomowa, gdzie póki co oprócz planów nic jeszcze nie ma.

Bazując na historii Włoch, gdzie połączenia z sąsiednimi krajami oraz ich rodzime elektrownie bez awarii nie sprostały krajowemu kataklizmowi energetycznemu to gdzie teraz znajduje się Polska?

Jeśli transformacja branży samochodowej odniesie sukces i każdy w domu będzie mieć elektryka, ogrzewać będzie się pompą ciepła, a Polsce zabraknie kilku elektrowni np. Turowa to przy czym zjemy kolację? Chyba tylko przy świecach.