Provocarea viitorului: cum integrăm energiile regenerabile cu energia nucleara?

(Lecția spaniolă – ce ar putea, oare, să-și reamintească din ea România ?)

Catalin Dragostin

Lecția Spaniolă: Cît de instructivă poate fi pățania tristă din Peninsula Iberică, cu recentul black-out ?

Cît de amuzantă poate fi pentru cine nu știe: nepoțelul de 3 ani al unui bun prieten din Spania, cînd părinții au aprins lumînări in casă, în black-out-ul recent, a inceput sa cinte ”Haaaappy Biiirthdaaay to youuuu !!!”

În primul rind, trebuie menționat că unei astfel de avarii, de o asemenea magnitudine, nu i se pot descoperi cauzele peste noapte. După standardele industriei, va fi o analiză detaliată pentru că un astfel de eveniment, ridică probleme de securitate (în primul rind), pe lingă aspectele economice (pierderi de cca 0,1% din PIB-ul Spaniei, se spune) iar apoi, trebuie ”proiectate” măsurile ca să nu se mai intimple. După finalizarea raportului final, intocmit de experții și operatorii in cauză, acesta poate fi publicat in intregime, pentru că așa funcționează ”transparența” în democrație și distribuit tuturor operatorilor EUropeni, sau parțial printr-o ”declarație” despre rezultatele raportului (asta depinde și de ceea ce se va descoperi în mod real și cît de neconvenabil va fi: greșeli strategice de concept, care vor arăta cu degetul spre politici greșite, sau atac cibernetic, sau vreo greșeala gravă care arată vreo slăbiciune, etc., etc).

The wind blows out candle

Deși mulți se pronunță deja că regenerabilele în număr mare din Spania ar fi de vină, personal, ca fost participant cu experiența ”pe viu” a black-out-ului din România în 1997 în calitate de ing-șef de tură la CET Buc-Sud, m-aș abține deocamdată la a face o astfel de afirmație pînă nu aș sti exact cum s-au desfășurat evenimentele din sistemul lor – tehnic-cronologic-modul de funcționare a protecțiilor din sistem în conceptul de la acea vreme și mai ales, cum s-au conceput protecții contra ”legilor lui Murphy” – legi de bază in concepțiile inginerești.

Pare greu de acceptat ca sistemul spaniol, știind foarte bine ”ce au în curte”, nu și-ar fi luat masuri adecvate. S-ar putea ca intermitențele sa fie cauza generală, zona din care a pornit pocinogul, DAR, de ce s-a ajuns la blackout?

Recomand lectura aceasta: Understanding the recent Iberian blackout

VOM VEDEA ! dar pînă atunci, să ne uităm puțin la ce ar putea să invețe România (sau să-și reamintească), încercind să dau un credit parțial scenariului vehiculat – preponderența regenerabilelor intermitente în sistemul spaniol.

Această problemă din titlu este atit de veche, încît mulți mai în virstă au uitat-o, dar și-au reamintit-o de cind a apărut mai pregnant in aceste zile ale sărbătorilor pascale, simultan (coincidență !) la catolici și ortodocși, fapt care a cauzat în întreaga Europă, mari probleme de stabilitate a sistemelor energetice datorită scăderii masive a consumului de electricitate și, în unele state, cresterii abrupte necontrolat, a producției de energie regenerabilă intermitentă, care ”n-a mai avut loc in sisteme electrice care nu mai consumau electricitate”.

România nu a fost scutită de acest fenomen și culmea, chiar ne-am făcut un titlu de glorie ”că am evitat un black-out”, deși, e mult mai ușor să oprești capacități cind n-ai consum decit să  produci mai mult cind n-ai capacități !. De fapt, pagubele produse de un ”black-out” pentru consum mare sunt cu mult mai severe decit un ”black-out” pentru consum mic, deci, nu prea avem de ce să fim noi si ministrul energiei veseli că am scăpat.

Însă, problema din titlu este mult mai complexă decît ”spectaculozitatea” titlului și comparației ziaristice redusă la energii regenerabile vs energia nucleară. O analiză Bloomberg arată că pe măsură ce se apropie vara producția de energie regenerabilă este atât de puternică încât forțează reactoarele nucleare din Europa să facă ajustări costisitoare …”Iar Franța, care are cele mai multe centrale nucleare de pe continent, a redus producția la unele reactoare în ultimele zile, ceea ce intensifică dezbaterea cu privire la necesitatea ca producția de energie regenerabilă să fie limitată pentru a proteja viabilitatea altor surse vitale de energie.

Prin presa noastră apare ideea că ”Centralele nucleare sunt construite în ideea de a fi pilonii sistemului energetic, urmând să funcționeze tot timpul și să furnizeze o mare parte din capacitatea stabilă”.(citat din https://energy-center.ro/actualitate-news/provocarea-viitorului-cum-integram-energiile-regenerabile-cu-energia-nucleara/)

Realitatea este insă alta: nu numai centralele nucleare ”sunt pilonii sistemului energetic” ! Tot piloni sunt si hidrocentralele ”pe firul apei”, și centralele în ciclu combinat pe gaze si centralele pe cărbuni, și centralele de cogenerare (piloni ai energiei termice care fac parte din sistemul energetic);

Factorul politic din multe state membre UE, deci și din România, ce nu înțelege ?

– nu înțelege și nu face distincție intre ”o centrală electrică sigură” și ”un sistem sigur de centrale electrice”, și promovează (politic și financiar) niște surse nesigure (regenerabile) fără a evalua pe deplin consecințele.

– nu ințelege să citească o simplă curbă clasată de producție-consum, ca să înțeleagă ce se întîmplă real;

– nu ințelege și nu face distincție intre centralele (piloni sau nu) că produc produse diferite cu costuri diferite

– nu înțelege că ”nesiguranța” unei capacități (regenerabile), trebuie acoperită cu ceva imediat ! (stocare)

Să observăm mai jos că principial,  avem 4 feluri de ”produse de electricitate”, din care 3 sunt cu timpii/energii/costuri diferite iar 2 intermitente cărora nu se știe nici cît produc (aflăm ”după” producție)  și nici măcar cît costă !

Probabil, cel mai șocant pare afirmația că nu se știe costul real al energiei intermitente. Să vedem de ce:

Mai jos sunt prezentate curbele clasate de productie ale eolienelor si solarelor în România in 2024, din care se poate observa, că deși au o capacitate agregată de aprox 4000 MW (fără a socoti prosumatorii), în realitate, din punctul de vedere al energiei produse, ar fi echivalent undeva unei centrale max 900 MW functionare/an.

Aria de sub curbele clasate de productie ale eolienelor si solarelor reprezinta energia produsa (MWh/an), iar ariile dreptunghiulare colorate corespondente, reprezinta exact aceleasi arii de sub curbe, dar sub forma de productie constanta unor capacități de 700 respectiv 200 MW;

Deci, ca și cum ar fi fost o cerere constantă de 900 MW. Evident, tot ceea ce ar fi fost ”deasupra” ar fi fost inutil…sau exportat cu preț negativ. Deci –  STOCAREA este vitală.

De ce nu știm costul de producție real ?:

– pentru ca niciodata nu vom ști exact cită energie se va produce ziua viitoare/luna viitoare/anul viitor. Intrucit, energia e o sumă de produse (fig 1), care trebuie produsă exact cind se consumă, cu o marjă de eroare în frecvență de 50 Hz (+/- 0,5), ne putem da seama de bătăile de cap pe care le cauzează intermitențele, dacă sunt prea multe;

– pentru a putea fi utilizată energia intermitentă  cind ne trebuie nouă și nu cînd vrea Dumnezeu, (fără a ”deranja” celelalte capacități mari, securitare și cu inerție mare), ar trebui să:

Ori instalăm sisteme de stocare care, altminteri, n-ar fi fost necesare (investitii aditionale, care vor crește inerent și substanțial (!) costurile fixe ale sistemului);   așa, doar ca o estimare ”în joacă”, dacă ne uităm pe Fig.2 (eoliene), capacitatea de 3000 MW să spunem că ar costa 3 miliarde EUR, dar ar fi echivalenta unei biete centrale ”in bază” de numai 700 MW. Teoretic, restul de 2300 MW ar trebui ”controlați” cumva pentru a fi utili, iar, de obicei, acest ”control” la nivel de TSO (transport system operator) se face cu CHEAP (centrale hidro pompare acumulare). Cei 2300 MW rămași de controlat, necesită cel puțin 1200 MW CHEAP (în plus cel puțin 1,3 miliarde EUR cost investiție)

Ori folosim ”flexibilitatea” naturală dar limitată a celorlalte centrale electrice, cît se poate, dar asta, conduce la reducerea eficienței acestora, (funcționare suboptimală), iar asta, conduce la creșterea consumurilor specifice combustibil fosil utilizat, implicit, paradoxal, creșterea emisiilor GES !

Ori construim capacități mai mari de interconectare (deci, din nou costuri suplimentare de investiții ca să ”evacuăm” energiile regenerabile in exces și să devenim ”hub”). Deși Regulamentele UE  prevad pentru interconectare 15% din capacitatea instalată (se pare că deja indeplinim acest criteriu), nu este clar de ce să cheltuiesc pentru rețele de interconectare si mai multe (costuri si mai mari), pe linga acele eoliene si solare, pe care să le export pe mai nimic ?)

Ori, dacă se întămplă un pocinog din cauza lor, ca în Spania recent, (necalculat nu neprevăzut, să fie foarte clar !), care a generat pierderi economice de cca 0,1% din PIB-ul Spaniei, atunci, trebuie neapărat să avem un ”second thought about these intermitent technologies”. Magnitudinea pagubelor unui black-out, este echivalentă cu un Three Miles Island, sau Chernobîl, sau Fukushima, sau România anului 1977 (eveniment pe care l-am trăit ”pe viu”, fiind in ”inima evenimentelor din SEN”).

(va urma)