Μπλακ άουτ στην Ιβηρική: Πώς μπορούν να καταρρεύσουν τα συστήματα παγκοσμίως

Η μεγαλύτερη διακοπή ρεύματος στην Ευρώπη εδώ και πάνω από 20 χρόνια στην Ιβηρική χερσόνησο προκάλεσε χάος την Ισπανία, την Πορτογαλία και σε περιοχές της Γαλλίας νωρίτερα αυτή την εβδομάδα. Αλλά μετά από αυτό, έθεσε ένα κοινό ερώτημα για τις κυβερνήσεις σε όλη τη γηραιά ήπειρο: θα μπορούσε να συμβεί το ίδιο και αλλού;

Οι πολιτικοί ηγέτες και οι διαχειριστές ενεργειακών συστημάτων της Ευρώπης έχουν δώσει διαβεβαιώσεις ότι αντίστοιχες διακοπές ρεύματος είναι εξαιρετικά σπάνιες και ότι τα ευρωπαϊκά δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας είναι από τα πιο σταθερά στον κόσμο.

Ωστόσο, οι ειδικοί στον τομέα της ενέργειας έχουν προειδοποιήσει ότι αν και οι διακοπές ρεύματος μεγάλης κλίμακας μπορεί να είναι σπάνιες, κανένα δίκτυο δεν είναι άτρωτο. Ο καθηγητής Jianzhong Wu, επικεφαλής της σχολής μηχανικής στο Πανεπιστήμιο του Κάρντιφ, δήλωσε στον Guardian ότι οι διακοπές ρεύματος «μπορούν να συμβούν οπουδήποτε».

«Παρά τα υψηλά πρότυπα αξιοπιστίας που ισχύουν σήμερα, μπορούν να συμβούν συμβάντα χαμηλής πιθανότητας αλλά με υψηλό αντίκτυπο. Αυτά τα δίκτυα δεν έχουν σχεδιαστεί για να είναι εντελώς απαλλαγμένα από διακοπές ρεύματος, επειδή η επίτευξη ενός τέτοιου επιπέδου αξιοπιστίας θα απαιτούσε επενδύσεις πολύ πέρα ​​από αυτό που είναι οικονομικά εφικτό», είπε.

Η Charmalee Jayamaha, διευθύντρια στην Energy Systems Catapult δήλωσε: «Κανένα σύστημα δεν μπορεί να είναι 100% ανθεκτικό», επομένως οι κίνδυνοι «πρέπει να εξισορροπούνται με την προθυμία μας να πληρώσουμε για να τους μειώσουμε». Εάν κανένα σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας δεν είναι αλεξίσφαιρο, τότε ποιοι είναι οι κίνδυνοι που θα μπορούσαν να προκαλέσουν καταστροφική διακοπή ρεύματος σε οποιαδήποτε χώρα; Ακολουθούν οι κύριοι λόγοι για τους οποίους ένα σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να καταρρεύσει.

«Χέρι του Θεού»

Τα μεγάλα μπλακ άουτ οφείλονται συχνά σε παράγοντες που είναι δύσκολο να προβλεφθούν ή να ελεγχθούν. Τα ακραία καιρικά φαινόμενα και οι φυσικές καταστροφές αποτελούν σαφή κίνδυνο, επειδή οι καταιγίδες, τα κύματα καύσωνα και οι σεισμοί μπορούν να οδηγήσουν σε καταστροφικές ζημιές σε κρίσιμες εθνικές υποδομές. Οι κεραυνοί και οι ηλιακές εκλάμψεις είναι επίσης γνωστό ότι προκαλούν ζημιές σε ζωτικό εξοπλισμό, όπως υποσταθμούς και γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας, οι οποίες είναι ζωτικής σημασίας για τη διατήρηση της σταθερότητας του δικτύου.

Οι πρώτες αναφορές υποδηλώνουν ότι η συσκότιση της Ισπανίας προκλήθηκε από ένα «σπάνιο ατμοσφαιρικό φαινόμενο» λόγω μιας ξαφνικής αλλαγής της θερμοκρασίας, η οποία μπορεί να αποσταθεροποίησε το δίκτυο. Αλλά ο διαχειριστής του δικτύου, Red Eléctrica, απέρριψε αργότερα τη θεωρία. Οι περισσότερες διακοπές ρεύματος λόγω φυσικών καταστροφών είναι πιο εύκολο να εντοπιστούν.

Στην πολιτεία του Τέξας των ΗΠΑ, μια σειρά από τρεις χειμερινές καταιγίδες στις αρχές του 2021 προκάλεσε το πάγωμα αιολικών πάρκων και σταθμών παραγωγής ενέργειας από φυσικό αέριο, αφήνοντας 4,5 εκατομμύρια σπίτια και επιχειρήσεις χωρίς ρεύμα, μερικά για αρκετές ημέρες. Ο κίνδυνος αυτών των γεγονότων αυξάνεται καθώς η κλιματική κρίση αυξάνει τη συχνότητα και τη σοβαρότητα των ακραίων καιρικών φαινομένων.

Χάος που προκαλείται από τον άνθρωπο

Ορισμένες διακοπές ρεύματος είναι εξ ολοκλήρου ανθρωπογενείς. Ο Jayamaha δήλωσε ότι οι γεωπολιτικοί παράγοντες και οι κυβερνοεπιθέσεις είχαν τη δυνατότητα να προκαλέσουν «σημαντικές διακοπές» στο δίκτυο. Το ανθρώπινο λάθος θα μπορούσε επίσης να διαδραματίσει ρόλο. Μετά το ιβηρικό μπλακ άουτ, πολλοί αμφισβήτησαν το κατά πόσον κακόβουλοι κρατικοί παράγοντες είχαν στοχεύσει το δίκτυο.

Ωστόσο, η Red Eléctrica επέμεινε ότι δεν υπήρχαν σημάδια επίθεσης και αργότερα απέκλεισε τη θεωρία. Ωστόσο, ο κίνδυνος κυβερνοεπίθεσης στην υποδομή του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας «δεν είναι επιστημονική φαντασία», σύμφωνα με τον Ολλανδό ειδικό σε θέματα κυβερνοασφάλειας Dave Maasland. Δήλωσε στον ολλανδικό τύπο ότι «οι επιθέσεις σε πηγές ενέργειας είναι πιθανές και έχουν ήδη προκαλέσει διακοπές στο παρελθόν». Επισήμανε τις επιθέσεις της Ρωσίας στο σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας της Ουκρανίας το 2015 και το 2016, και μια αποτυχημένη απόπειρα μετά την εισβολή της το 2022.

Δυσλειτουργίες δικτύου

Με απλά λόγια, μια διακοπή ρεύματος προκαλείται όταν το σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας σταματά να λειτουργεί: αυτό μπορεί να οφείλεται σε μια απροσδόκητη μηχανική βλάβη που αφορά γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας, υποσταθμούς ή άλλες υποδομές δικτύου - ή σε ένα πιο σύνθετο πρόβλημα με τον τρόπο λειτουργίας του συστήματος.

Μια βασική ανησυχία που προκύπτει μετά τη διακοπή ρεύματος στην Ισπανία είναι ο ρόλος που μπορεί να έπαιξαν οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας στην κατάρρευση του συστήματος. Χωρίς σαφή εξήγηση για τη διακοπή, είναι πολύ νωρίς για να σχολιάσουμε, δήλωσαν οι ειδικοί.

Αυτό που γνωρίζουμε μέχρι στιγμής είναι ότι το ηλεκτρικό σύστημα της Ισπανίας υπέστη δύο μεγάλες απώλειες παραγωγής στα πλούσια σε ηλιακή ενέργεια νοτιοδυτικά της χώρας μέσα σε δευτερόλεπτα, οι οποίες μπορεί να αποσταθεροποίησαν τη σύνδεση δικτύου μεταξύ Ισπανίας και Γαλλίας και τελικά οδήγησαν σε πλήρη απώλεια ισχύος σε όλο το ενεργειακό σύστημα. Η αρχική αιτία παραμένει υπό διερεύνηση.

Είναι αλήθεια ότι ένα δίκτυο πλούσιο σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι πιο δύσκολο να λειτουργήσει από ένα δίκτυο που τροφοδοτείται από ορυκτά καύσιμα. Αυτό συμβαίνει επειδή το δίκτυο σχεδιάστηκε αρχικά με γνώμονα τους μεγάλους σταθμούς παραγωγής ενέργειας από άνθρακα, φυσικό αέριο και πυρηνικά. Αυτοί οι σταθμοί διαθέτουν περιστρεφόμενες τουρμπίνες που δημιουργούν αδράνεια στο σύστημα, η οποία βοηθά στη διατήρηση της συχνότητας του δικτύου σε περίπου 50Hz.

Τα αιολικά και ηλιακά πάρκα δεν δημιουργούν αδράνεια στο δίκτυο, πράγμα που σημαίνει ότι σε περιόδους υψηλής παραγωγής ανανεώσιμων πηγών ενέργειας μπορεί να είναι πιο δύσκολο να διατηρηθεί σταθερή η συχνότητα εάν υπάρξει ξαφνική απώλεια ισχύος. Μια σημαντική διακύμανση στη συχνότητα μπορεί να προκαλέσει την αυτόματη αποσύνδεση των γεννητριών, οδηγώντας σε κατάρρευση του συστήματος.

Ο Jayamaha δήλωσε ότι η στροφή προς τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας θα απαιτήσει από τις εταιρείες δικτύου να επενδύσουν σε τεχνολογίες σταθεροποίησης του δικτύου. «Το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας υφίσταται πρωτοφανείς αλλαγές καθώς μειώνουμε την εξάρτησή μας από τα ορυκτά καύσιμα και στρεφόμαστε σε λύσεις που είναι φθηνότερες, καλύτερες και καθαρότερες. Αυτό δημιουργεί διαφορετικές προκλήσεις ανθεκτικότητας που πρέπει να διαχειριστούμε», είπε.

Συμβάν «μαύρου κύκνου»

Σε πολλές περιπτώσεις, οι παράγοντες κινδύνου που περιγράφονται παραπάνω μπορούν να συμπίπτουν, πράγμα που σημαίνει ότι σχετικά συνηθισμένα ή ακίνδυνα συμβάντα μπορούν να συσσωρευτούν και να δημιουργήσουν μια αλυσιδωτή βλάβη που οδηγεί σε καταστροφή. Αυτά τα συμβάντα «μαύρου κύκνου» είναι σχεδόν αδύνατο να προβλεφθούν - πράγμα που σημαίνει ότι οι φορείς εκμετάλλευσης του δικτύου βρίσκονται υπό πίεση να προετοιμαστούν για το απροσδόκητο.

Βασίζεται στη θεωρία του «Μαύρου κύκνου« που παρουσιάστηκε από τον μελετητή και δοκιμιογράφο Νασίμ Νίκολας Τάλεμπ στα βιβλία του: Στην πλάνη του τυχαίου (2004) και Ο μαύρος κύκνος (2007). Ο «Μαύρος Κύκνος» εννοείται ως ένα ολιγοπίθανο και απρόβλεπτο γεγονός που λαμβάνει χώρα σε μια οποιαδήποτε σειρά πιθανών και συνηθισμένων γεγονότων σε κάθε δραστηριότητα μιας κοινωνίας, και ανατρέπει δραματικά προς το χειρότερο ή το καλύτερο τη δομή της.

Τον Αύγουστο του 2019, το Ηνωμένο Βασίλειο υπέστη τη μεγαλύτερη διακοπή ρεύματος εδώ και πάνω από μια δεκαετία, αφήνοντας σχεδόν 1 εκατομμύριο ανθρώπους στην Αγγλία και την Ουαλία χωρίς ηλεκτρικό ρεύμα και εκατοντάδες ανθρώπους κολλημένους σε τρένα έως και για εννέα ώρες.

Η διακοπή ρεύματος σημειώθηκε μετά από έναν κεραυνό που χτύπησε ένα κύκλωμα μεταφοράς βόρεια του Λονδίνου και κατάφερε να προκαλέσει διακοπή λειτουργίας δύο γεννητριών ηλεκτρικής ενέργειας που απείχαν περισσότερα από 100 μίλια η μία από την άλλη μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα. Περιγράφηκε ως «εξαιρετικά σπάνιο και απροσδόκητο συμβάν» από τον φορέα εκμετάλλευσης του ενεργειακού συστήματος.

Οι κεραυνοί στις ενεργειακές υποδομές είναι σχετικά συχνές, όπως και οι διακοπές λειτουργίας των σταθμών παραγωγής ενέργειας, αλλά ο αντίκτυπος της μεγάλης διπλής διακοπής στη σταθερότητα του δικτύου ήταν αρκετά σοβαρός ώστε να προκαλέσει την απενεργοποίηση του συστήματος από δεκάδες μικρές γεννήτριες και μπαταρίες που χρησιμοποιούν λανθασμένες ρυθμίσεις ασφαλείας και να καταστήσουν αδύνατο για τον χειριστή να αποφύγει την απώλεια ρεύματος.

Κανένα μεμονωμένο στοιχείο στην περίπτωση αυτή δεν θα προκαλούσε από μόνο του μια μεγάλης κλίμακας διακοπή ρεύματος, αλλά ο συνδυασμός αποδείχθηκε καταστροφικός.

Διαβάστε επίσης