Správa o veľkom pyrenejskom blackoute Prečo systém padol za pár sekúnd a ako to súvisí s obnoviteľnými zdrojmi

Na správe, ktorá zhodnotila príčiny výpadku a navrhla preventívne opatrenia, pracovalo 49 odborníkov, ktorí zastupujú prevádzkovateľov prenosových a národných regulačných orgánov. 

Najskôr stručné zhrnutie: Obnoviteľné zdroje síce nenesú priamu zodpovednosť za blackout, ich vysoký podiel na Pyrenejskom polostrove však prispel k počiatočnej nestabilite a neskôr sa už kaskáda problémov nedala zastaviť. Úlohu zohrala aj taká banalita ako obedná pauza v priemysle.

Rýchly sled udalostí

Na začiatok zrekapitulujme, čo sa 28. apríla 2025 na Pyrenejskom polostrove stalo.

Vo vysoko automatizovanom systéme sa postupnosť udalostí meria na sekundy: o 12.33 h utrpela sieť zásah, ktorý znamenal stratu výroby energie. Obranné mechanizmy zafungovali a sieť sa takmer okamžite stabilizovala. O 1,5 sekundy neskôr prišiel druhý zásah. O ďalšie 3,5 sekundy sa prerušilo medzištátne elektrické prepojenie s Francúzskom a nasledoval totálny kolaps siete na polostrove.

Na rekonštrukciu udalostí bolo najdôležitejších v podstate päť minút medzi 12.30 a 12.35 h, keď sa z normálnej situácie ponorili dve krajiny do totálneho blackoutu.

Následkom bol niekoľkohodinový výpadok verejnej dopravy závislej od dodávok elektriny (vlaky a mestská hromadná doprava), ako aj priemyslu, služieb a obchodu. Výpadok sa natiahol až do ďalšieho dňa, a tak si väčšina obyvateľov Pyrenejského polostrova „užila“ večer a noc odkázaná na svetlo sviečok a domáce zásoby suchej stravy.

Môžu za španielsky blackout obnoviteľné zdroje?Samy osebe nie, odborníci vidia pôvod výpadku v nedostatočnej prenosovej infraštruktúre

Erik Potocký

Technický opis priebehu blackoutu vtedy laicky zrozumiteľne priblížil na portáli Conversation José Guillermo Sánchez León z Inštitútu fyziky a matematiky Univerzity v Salamance.

Pre kontext zacitujeme celú pasáž:

„Niekoľko minút pred výpadkom boli v sieti pozorované výkyvy a došlo k prudkému nárastu výroby veternej energie, ktorá bola dovtedy veľmi nízka. Francúzsko náhle prestalo dovážať elektrinu zo Španielska, možno preto, že zistilo problém v polostrovnej sieti, čo prehĺbilo nerovnováhu medzi ponukou a dopytom.

V tom momente tých niekoľko prevádzkovaných jadrových elektrární dostalo signál preťaženia. V súlade s protokolom boli vložené riadiace tyče a boli automaticky vypnuté.

Najprekvapujúcejšie však bolo správanie solárnej fotovoltiky, ktorá v priebehu niekoľkých sekúnd prudko klesla z generovania 18 000 MW na iba 8 000 MW. Keďže slnko nezmizlo, musel to byť automatický príkaz, ktorý vypol tisíce solárnych zariadení.

Zdroje REE (Red Eléctrica – španielska energetická spoločnosť, pozn. red.) naznačujú, že problém mohlo vyvolať odpojenie niektorých solárnych elektrární v juhozápadnom Španielsku, ale sieť by to za normálnych okolností dokázala vyvážiť reguláciou – mechanizmom na vyváženie ponuky a dopytu. Robilo sa to ako obvykle hlavne vodnou energiou, ale nastal okamih, keď tento zdroj vyčerpal svoju kapacitu.

Súčasné dôkazy preto poukazujú na problém v synchronizácii siete. Všetky zdroje napájajúce energiu do siete musia byť synchronizované na rovnakej frekvencii 50 Hz. Na uľahčenie tejto synchronizácie je potrebný stabilný výkon pri základnom zaťažení, ktorý bežne poskytujú jadrové a iné veľké plynové a vodné elektrárne. Tieto zdroje pôsobia ako prirodzený nárazník proti poruchám a pomáhajú udržiavať stabilnú frekvenciu vzhľadom na náhle zmeny vo výrobe alebo v dopyte.

Variabilné obnoviteľné zdroje, ako je solárna fotovoltika, však túto schopnosť nemajú. Generujú jednosmerný prúd, ktorý sa premieňa na striedavý prúd pri 50 Hz, ale nedokážu automaticky reagovať na zmeny frekvencie.

O 12.33 h bolo v španielskej sieti málo stabilnej zdrojovej základne a navyše tých niekoľko jadrových elektrární, ktoré boli v prevádzke, bolo vypnutých, keď zaznamenali prudký nárast siete. Vodné elektrárne boli na hranici svojej regulačnej kapacity a nebolo prijaté žiadne opatrenie týkajúce sa dostupnosti plynových elektrární.“

Nedostatočná kapacita siete a priveľa obnoviteľných zdrojov

Správa obsahuje aj časový záznam komunikácie medzi prevádzkovateľmi sietí.

Časová os sa začína krátko po 9. hodine dopoludnia, keď francúzska prenosová sieť informuje švajčiarsku sieť o pozorovaných výkyvoch vo vlastnej sieti. Výsledkom komunikácie nie sú podľa vyšetrovacej správy žiadne opatrenia na švajčiarskej strane, k čomu prispela aj nejasná komunikácia zo strany francúzskeho operátora.

Ďalšia správa je až z 12.05 h, keď španielsky operátor žiada francúzskeho, aby pre zaznamenané oscilácie znížil cezhraničný prenos.

O 12.08 h začínajú Španieli a Portugalci koordinovať svoje elektrizačné siete, Španielsko sa snaží znížiť import elektriny z Portugalska. O pár minút neskôr (12.11 až 12.13 h) sa dohoda mení a Portugalsko získava súhlas na umiestnenie 700 MW nadbytočnej elektriny v španielskych kapacitách medzi 13. a 14. hodinou.

O 12.17 h sa komunikácia zasa obracia a Španielsko opäť žiada o zníženie portugalského importu. Medzi 12.20 a 12.27 h sa situácia dramatizuje a Španieli žiadajú o presun dohodnutého protiobchodu z času medzi 13. a 14. hodinou na skoršie štvrťhodinové sloty.

Od 12.34 h prichádza informácia o totálnom blackoute. Od tej chvíle operátori komunikujú o možnostiach obnovy siete, „štartu z tmy“ a cezhraničnej pomoci z francúzskej prenosovej siete.

To je v zásade zhodné s opisom, ktorý odborníci ponúkali už krátko po udalosti. Fyzický priebeh bol teda ľahko identifikovateľný a opísateľný, predmetom vyšetrovania boli príčiny, ktoré viedli k tomu, že sa udialo naraz niekoľko kritických udalostí, ktoré posilňovaním svojho efektu vyústili do úplného výpadku na celom Pyrenejskom polostrove.

Príčiny a odporúčania

Základný záver je podľa tlačovej správy takýto: „Výpadok bol výsledkom kombinácie mnohých vzájomne pôsobiacich faktorov vrátane oscilácií, medzier v riadení napätia a jalového výkonu, rozdielov v postupoch regulácie napätia, rýchleho zníženia výkonu a odpojenia generátora v Španielsku a nerovnomerných stabilizačných schopností.“

Toto spoločné pôsobenie viedlo k rýchlemu zvýšeniu napätia a ku kaskádovému odpojeniu výroby elektriny.

Dobrou správou je, že zdroje výroby sú dostatočne zabezpečené na to, aby sa dokázali odpojiť včas a vyhnúť sa tak poškodeniu z náhleho zvýšenia napätia. Ľudovo povedané, stihli by sa odpojiť skôr, ako by boli zhoreli.

V prípade, že by došlo k poškodeniu výrobných kapacít elektriny, následky blackoutu a jeho trvanie by sa nerátali na hodiny, ale na mesiace. Zároveň by obnova výrobných zdrojov a následne prenosových kapacít bola rádovo nákladnejšia ako škody, ktoré spôsobilo samotné prerušenie dodávok elektriny.

K totálnemu blackoutu prispela aj obedná pauza v priemyselných podnikoch, teda prechodné zníženie spotreby. Hoci v bežných podmienkach s týmto znížením spotreby sieť počíta, kombinácia zlých udalostí nedokázala v tento konkrétny deň každodenný výkyv kompenzovať.

Vyšetrovanie ukázalo, že kľúčovými udalosťami boli:

• Nekontrolovaný nárast napätia: Incident sa začal rýchlym a nekontrolovaným nárastom napätia v španielskej sieti.
• Správanie obnoviteľných zdrojov (OZE): Invertory (zariadenia, ktoré „premieňajú“ jednosmerný prúd na striedavý) reagovali na výkyvy napätia masívnym odpájaním sa namiesto toho, aby poskytovali dynamickú podporu siete.
• Kaskádové odpájanie výroby: Strata výroby v Španielsku (viac ako 3 000 MW v krátkom čase) viedla k napäťovej nestabilite a ďalšej vlne odpájania zdrojov.
• Strata synchronizmu (System Split): Extrémne toky energie z Francúzska do Španielska (v snahe kompenzovať výpadky) spôsobili stratu stability, čo viedlo k automatickému odpojeniu všetkých striedavých (AC) prepojení medzi Pyrenejským polostrovom a zvyškom Európy.
• Frekvenčný kolaps: Po elektrickom izolovaní polostrova vznikol obrovský deficit výkonu, ktorý viedol k prudkému poklesu frekvencie. Hoci sa aktivovali plány obrany (odhadzovanie záťaže), proces bol taký rýchly, že sa skončil úplným blackoutom v Španielsku a Portugalsku.

Zároveň sa všetky kľúčové udalosti odohrali v extrémne krátkom čase zhruba 30 sekúnd, čo je síce z hľadiska automatizovaných systémov reagujúcich na úrovni milisekúnd veľkorysý interval, no prakticky znemožňuje manuálny zásah v prípade, že automatizovaný systém – ako v tomto prípade – pokračujúcimi zásahmi prispieva k zhoršovaniu situácie, a nie k jej stabilizácii.

Aj keby chcel teda konkrétny operátor urobiť nejaký zásah, mal príliš málo času na to, aby vôbec dostatočne zanalyzoval, čo sa práve deje, nehovoriac o tom, že by mohol urobiť účinné opatrenie.

Správa však nezostáva len pri konštatovaní toho, čo sa stalo a čo k tomu viedlo. Snaží sa aj ponúknuť riešenia, ktoré by v budúcnosti zabránili zopakovaniu masívneho blackoutu.

Prvou skupinou je problematika napätia a riadenia jalového výkonu: jalový výkon je elektrina, ktorá sa nepremieňa na teplo alebo pohyb, ale je nevyhnutná na fungovanie samotných elektrických zariadení.

Už spomenuté invertory (pri obnoviteľných zdrojoch energie) by mali byť navrhnuté tak, aby zostali pripojené aj pri poruchách a pomáhali s reguláciou napätia. Operátori by mali preskúmať aj možnosti, aby zariadenia pokračovali v produkcii jalového výkonu, aj keď neposkytujú činný výkon. Tretie opatrenie sa týka takzvaných tlmiviek, teda cievok, ktoré kompenzujú prepätie v sieti.

Keďže správa identifikovala nedostatky aj pri monitorovaní oscilácií a reakciu operátorov, odporúča zlepšenia i v tejto oblasti.

Prehodnotiť by sa mali aj mechanizmy takzvaného automatického odhadzovania záťaže, teda odpájania spotrebiteľov v prípade, že výroba nepokrýva dopyt.

Inovovať by sa mali tiež bezpečnostné a záťažové texty elektrizačných prenosových sústav, ktoré by zahrnuli aj poznatky získané pri prešetrení blackoutu na Pyrenejskom polostrove.

Závery vyšetrovania ukázali, že obnoviteľné zdroje, ktoré ich kritici označovali za jasného vinníka, nie sú priamo zodpovedné za masívny výpadok. Na druhej strane neplatí ani to, že s celou situáciou nemajú nič spoločné, ako sa to snažili prezentovať ich nadšení zástancovia.

Vysoký podiel obnoviteľných zdrojov na Pyrenejskom polostrove prispel k počiatočnej nestabilite, ktorú následne prenosová sieť nezvládla a automatizované systémy situáciu ešte zhoršili. No z dlhodobého hľadiska zabránili väčším škodám.