Wielka awaria w energetyce. Siedem pytań o to, co się stało w Elektrowni Bełchatów

Maria Mazurek
Dlaczego? To główne pytanie, jakie pojawiło się po tym, jak w wyniku awarii stacji rozdzielczej największa elektrownia w Polsce niemal przestała działać. Takich pytań jest jednak więcej, ważnych, bo dotyczą bezpieczeństwa energetycznego naszego kraju. Opisujemy kilka z nich.

Energetyka w Polsce, ta konwencjonalna, kończy właśnie wyjątkowo ciężki tydzień. Kończy świeżą sprawą decyzji TSUE ws. wydobycia węgla w Turowie, a zaczęła awarią, która spowodowała odpięcie od systemu niemal całej ogromnej Elektrowni Bełchatów. Zostawiamy na razie temat Turowa i przyjrzymy się temu, co się stało w Bełchatowie. Minęło kilka dni, a pytań jest przynajmniej kilka. 

1. Co tam się stało?

Na początek warto przypomnieć, że w tej historii jest dwóch bohaterów: Elektrownia Bełchatów, należąca do państwowej Grupy PGE (a dokładnie do zależnej od niej PGE Górnictwo i Energetyka Konwencjonalna) oraz energetyczna stacja rozdzielcza PSE (Polskich Sieci Energetycznych), także spółki SP, operatora elektroenergetycznego systemu przesyłowego i właściciela sieci najwyższych napięć.

Do awarii doszło właśnie w rozdzielni, w Rogowcu. W jej wyniku zadziałał system bezpieczeństwa, który odciął od systemu bloki niedalekiej Elektrowni Bełchatów. Tak się składa, że do tej stacji podłączonych było aż 10 z 11 wszystkich bloków tego zakładu (jedyny, który nadal pracował, o największej mocy, podłączony jest do innej stacji (Trębaczew). Z powodu wyłączenia, elektrownia utraciła 3640 MW mocy - pojawiała się też wartość 3900 MW - to moc brutto (tzn. tyle mogą produkować generatory elektrowni), a 3640 MW to moc netto, czyli moc brutto pomniejszona o zapotrzebowanie własne elektrowni, tyle, ile te bloki faktycznie mogły wprowadzić do sieci - wyjaśniają PSE. To bardzo dużo, tyle, ile produkują dwie spore elektrownie. Bełchatów jest po prostu ogromny; to największy dostawca energii elektrycznej w naszym kraju, z około 20-procentowym udziałem w produkcji. Łączna moc zainstalowana wszystkich pracujących bloków to 5298 MW. W chwili, w której przestało działać 10 bloków, elektrownia ta odpowiadała za 17 proc. mocy w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym. 

PSE dość szybko uporały się z awarią w stacji elektroenergetycznej Rogowiec, ale w przypadku bloków energetycznych Bełchatowa nie było to takie proste. Takich instalacji nie da się włączać jednym przyciskiem. Przywrócenie ich do systemu to skomplikowane technicznie działanie, nad którym kilkadziesiąt osób pracowało przez całą noc z poniedziałku na wtorek - i dłużej. Około południa wszystkie bloki były już z powrotem podpięte do systemu. 

2. Dlaczego nie był to blackout? 

Nie był to oczywiście blackout, dostaw energii nie przerwano ani nie ograniczono nawet na chwilę. Zresztą, nawet gdyby się tak stało, też niekoniecznie byłaby to sytuacja, którą można określić mianem blackoutu. W 2015 roku, gdy wprowadzono tzw. 20. stopień zasilania, także pojawiały się głosy o blackoucie, ale było to świadome i kontrolowane działanie, z całej listy dostępnych, jakie ma operator sieci w Polsce. PSE ograniczyły wtedy dostawy energii elektrycznej do firm (powodem były m.in. upały i niski stan wody w rzekach chłodzących elektrownie). Blackout jest wtedy, kiedy nie można zrobić nic, prąd po prostu przestaje płynąć. Zdarza się, ale wcale nie tak często. W ostatnich latach w Polsce miał miejsce w 2008 roku w Szczecinie, kiedy w kwietniu niespodziewanie spadło bardzo dużo śniegu, który, mokry, osadzał się m.in. na liniach energetycznych i powodował ich uszkodzenie. 

Atak zimy w USA. Stacja energetyczna w mieście Odessa, Teksas, 16 lutego 2021 r.Burza śnieżna, blackout i fake newsy. Co naprawdę wydarzyło się w Teksasie?

W tym roku, po tym, jak z systemu nagle odpłynęła istotna część mocy, PSE poradziły sobie z problemem. Gdyby nie komunikaty, to problemu byśmy pewnie nawet nie zauważyli - nikomu nie zabrakło prądu. Wykorzystano krajowe rezerwy i import. - System pracuje stabilnie, bardzo szybko został zbilansowany, w ciągu kilkunastu minut. My, jako operator systemu przesyłowego, który odpowiada za ten bilans, czyli to, by zapotrzebowanie na moc było pokryte i zrównoważone, mamy środki zaradcze, z których skorzystaliśmy. Uruchomiliśmy generację w elektrowniach szczytowo-pompowych, skorzystaliśmy też z rezerwy wirującej cieplnej w pracujących elektrowniach, no i oczywiście z międzyoperatorskiego importu awaryjnego z Czech, Słowacji i Niemiec. Nie przewidujemy problemów w pokryciu zapotrzebowania - wyjaśniała nam w poniedziałek wieczorem Beata Jarosz-Dziekanowska. 

3. Jakie były przyczyny awarii?

System zabezpieczeń w PSE zadziałał i na szczęście nie było poważniejszych problemów (poza skokowym wzrostem cen, które zresztą później zostały skorygowane i ostatecznie okazało się, że wcale nie było tak drogo). Ale pozostaje pytanie: jak doszło do awarii? Od początku pojawiała się informacja, że pojawiło się przepięcie. Zespół ma znaleźć przyczyny tego przepięcia oraz "wyjaśnić, dlaczego skutki zdarzenia były tak rozległe. Szczegółowych analiz wymaga przede wszystkim system zabezpieczeń - zarówno po stronie infrastruktury PSE, jak i Elektrowni Bełchatów" - wyjaśniały PSE w komunikacie. Wstępnie przesłanki wskazują na błąd ludzki w rozdzielni, ale może się okazać, że tych przyczyn było kilka, jak to często bywa. 

Zobacz wideo Rekordowe ceny uprawnień do emisji CO2. Baca-Pogorzelska: Energia będzie bardzo droga

Jedno wydaje się pewne: nie był to atak hakerski, w każdym razie, jak twierdzą PSE, nic na to nie wskazuje. To kluczowe o tyle, że takie ataki na infrastrukturę krytyczną się zdarzają, jak ostatnio w Stanach Zjednoczonych, gdzie działania cyberprzestępców na kilka dni wstrzymały przesył paliwa największym służącym do tego rurociągiem w tym kraju, powodując braki paliw na stacjach. Tydzień później zaatakowano system informatyczny obsługujący służbę zdrowia w Irlandii, co sparaliżowało m.in. szpitale. 

4. Czy nie jest bezpieczniej stawiać mniejsze elektrownie?

Jedno z pytań, które pojawiły się od razu po awarii, dotyczyło przyłączania bloków: dlaczego aż 10 z 11 instalacji w największej elektrowni w kraju było podpiętych do jednej rozdzielni? I, przede wszystkim, czy nie lepiej budować mniejsze elektrownie, tak, by w razie kryzysu utrata mocy nie była tak duża? Po pierwsze, sieć przesyłowa jest dostosowana do lokalizacji elektrowni, a ostatnio rzeczywiście budowaliśmy duże jednostki. Także dlatego, że wraz z wypadaniem z systemu dużych, starych elektrowni, trzeba je szybko czymś zastępować. Ale system się zmienia. 

- Przechodzimy stopniowo do systemu, w którym generacja prądu staje coraz bardziej zmienna, bo mamy źródła odnawialne, ale także coraz bardziej zmienny staje się odbiór energii. Pojawiają się nowi odbiorcy, samochody elektryczne, w przyszłości pompy ciepła, prosumenci to już nie tylko gospodarstwa domowe, ale i przemysł - podkreśla dr Aleksandra Gawlikowska-Fyk, kierowniczka projektu elektroenergetyka w Forum Energii. 

Tutaj pojawia się hasło: energetyka rozproszona, czyli zbudowana z wielu źródeł, także tych najmniejszych. To się już trochę (bardzo trochę i powoli) dzieje, ale gdyby nasz system energetyczny był tak ustawiony w poniedziałek, skutki awarii byłyby prawdopodobnie niezauważalne. Jak widać, opieranie bezpieczeństwa energetycznego na dużych źródłach konwencjonalnych, dodatkowo jeszcze skupionych czasem w tak wielkie zakłady jak Elektrownia Bełchatów, nie zawsze jest działa. 

- Energetyka lokalna jest trudny temat, bo nie wszyscy w branży myślą z zadowoleniem i spokojem o tym, że muszą polegać na wielu odbiorcach. Ale taka będzie przyszłość. Nowy system będzie nieporównywalnie bardziej rozproszony - mówi Aleksandra Gawlikowska-Fyk. 

Przy dużych blokach trzeba utrzymywać większą rezerwę w systemie, którą można wykorzystać w przypadku sytuacji kryzysowych (a to też koszty). Jeśli mielibyśmy rozproszony system energetyczny, braki mocy byłby mniej uciążliwe i łatwiej byłoby je załatać. Wydaje się, że rząd taki właśnie system chciałby rozwijać - na to wskazują zapisy "Polityki Energetycznej Polski do 2040 roku", no ale jak na razie to zapowiedzi.

5. Gdzie tu OZE? 

Nigdzie. To kolejna awaria w polskiej energetyce, z którą OZE nie miało nic wspólnego. Choć pojawiły się głosy, że wstrzymanie pracy 10 wielkich bloków to dowód na wyższość energetyki konwencjonalnej nad odnawialną, to jednak właśnie ona doświadczyła poważnego problemu. Źródła odnawialne jako element energetyki rozproszonej mogłyby nam pomóc ratować system. Oczywiście, pozostaje kwestia magazynowania, do której wrócimy za chwilę. Niemniej nie jest tak, że OZE można zaszufladkować jako zupełnie niestabilne i nieprzewidywalne źródło energii. Potrafimy już całkiem dobrze prognozować, jak będzie wyglądać praca np. elektrowni wiatrowych. Nie na tygodnie do przodu, ale na wiele godzin już tak. 

Jeszcze raz: energetyka rozproszona, złożona z wielu małych źródeł dawałby operatorowi systemu możliwość szybkiego i elastycznego reagowania. To oczywiście większe wyzwanie niż zarządzanie mniejszą ilością stabilnych, "planowalnych" (poza sytuacjami awaryjnymi, jak widać) źródeł, ale może to być kierunek nieunikniony. Zresztą, między innymi włączenie do systemu importu na większą skalę, zwiększenie środków działania, pozwoliło PSE w poniedziałek uratować system przed katastrofą. 

- Małe źródła fotowoltaiczne, te domowe, już teraz ratują nam system w lecie, w końcu to ponad 4 GW zainstalowanej mocy. Świetnie uzupełniają nam brakującą produkcję w letnich szczytach zapotrzebowania. Bo trzeba pamiętać, że w polskim systemie dużo jednostek kogeneracyjnych, czyli produkujących jednocześnie ciepło i energię elektryczną, które działają w zimie - latem ciepło nie jest nam potrzebne do celów grzewczych - zauważa ekspertka Forum Energii. 

6. Co z magazynami czyli jak "spakować" OZE na później? 

W czasie awarii w Rogowcu OZE nie były dostępne w istotnych ilościach. Z racji późnej godziny, na fotowoltaikę nie bardzo można było liczyć, dodatkowo nie wiało wystarczająco mocno. PSE pracę mogłyby ułatwić magazyny energii. Teraz wciąż system trzeba nieustannie bilansować, tak, by w każdym momencie podaż odpowiadała popytowi i odwrotnie - jeśli energii w systemie jest zbyt dużo, trzeba ją gdzieś przekierować. Dlaczego nie można jej "spakować" i użyć wtedy, kiedy będzie potrzebna: w sytuacjach awaryjnych, ale także wtedy, gdy zapotrzebowanie na moc gwałtownie rośnie - rano i wieczorami czy w czasie upałów?

Magazyny bateryjne istnieją i są wykorzystywane komercyjnie. To bardzo dynamicznie rosnący rynek. Według analityków firmy badawczej IHS Markit, w tym roku na świecie pojawią się nowe magazyny o 10 GW mocy zainstalowanej. Duża część tego wzrostu dotyczy Stanów Zjednoczonych, gdzie magazynowa jest przede wszystkim energia solarna. W Europie moc w magazynach ma w 2021 r. wzrosnąć o 70 proc. "Branża magazynowania energii odnotuje znaczący, wieloletni rozwój w 2021 r., który potrwa do 2030 r.. Technologia zacznie stanowić podstawowy element sieci energetycznych na rynkach rozwiniętych, na których będą pojawiać się nowe możliwości" - mówi, cytowany w komunikacie, George Hilton z IHS Markit. W 2020 roku przyrost nowych mocy w magazynach był na poziomie 4,5 GW, także dynamika wzrośnie ponad dwukrotnie. 

W Polsce takie instalacje się pojawiają, ale to jak na razie bardzo niewielka skala. Co ciekawe, w grudniu ubiegłego roku jeden z nich uruchomiła PGE. W podkarpackiej Rzepedzi powstał pierwszy magazyn energii elektrycznej w Polsce z wykorzystaniem modułów Powerpack Tesla. To konstrukcja kontenerowa, o mocy około 2,1 MW i pojemności 4,2 MWh. Nieduża, magazyny mają mogą gromadzić nawet ponad 100 MW energii. PGE zapowiadała wtedy kolejny, tym razem naprawdę duży magazyn energii, w Żarnowcu. Ma on mieć moc 205 MW i pojemność 820 MWh. Ważne jest jednak to, by wraz z budowaniem energetyki rozproszonej, powstawały mniejsze, lokalne magazyny. 

7. Co z elektrowniami w przyszłości?

Jak na razie elektrownie konwencjonalne zapewniają Polsce ponad 70 proc. mocy. Tymczasem to w dużej mierze bardzo stare instalacje. Jak podaje Polski Instytut Ekonomiczny, średni wiek elektrowni od uruchomienia pierwszego bloku to 47 lat, przy czym największy udział w polskim rynku mocy mają te, które powstały w latach 1971-1980 (około 35 proc.). W UE średni wiek elektrowni wynosi 35 lat. Te stare polskie bloki prędzej czy później trzeba będzie wyłączać, nie tylko z konieczności dekarbonizacji. To się już w ostatnich latach działo. Elektrownia Bełchatów ma być wygaszana po 2030 roku. Konwencjonalne węglowe bloki ma zastąpić między innymi atom. 

Elektrownia jądrowa w Temelinie, Czechy.Atomowe mission impossible? "Niezależnie od rządu i czasów - u nas po staremu"

- Kluczowe jest to, w którą stronę Polska pójdzie. System oparty na energetyce jądrowej będzie wyglądać inaczej niż oparty na OZE. Dyskusja o atomie teraz wraca, w innym kontekście niż przed laty, bo w powiązaniu z koniecznością głębokiej dekarbonizacji - mówi Aleksandra Gawlikowska-Fyk. I dodaje:

- Gdyby wygaszanie elektrowni było planowe, to byłoby dobrze. Tymczasem planowania tak naprawdę nie ma. Wiadomo, że elektrownie węglowe będą tracić rentowność, a niewiele się buduje w zamian. Przerzuciliśmy dyskusję o tym, że w systemie są potrzebne nowe moce na atom i lata 30. Luka węglowa pojawi się szybciej, już zaraz. Tym trzeba zarządzić.

Więcej o: