Тепер не лише Україна: кібератака, рідкісні явища, сонячна енергія — що занурило Іспанію та Португалію в хаос?

Як ми побачили 28 квітня, не лише у воюючій Україні може статися блекаут. Це зайняло лише п'ять секунд: саме за стільки часу в понеділок вдень в Іспанії раптово зникло близько 60 % електроенергії, яка використовувалася на той момент. Знеструмлення паралізувало значну частину Іспанії та Португалії. У Мадриді, Барселоні й Лісабоні зупинилися поїзди і метро, згасли світлофори й табло, застрягли ліфти й перестали злітати літаки. Мобільний зв'язок та інтернет відключилися, лікарні увімкнули аварійні генератори. Електропостачання майже всюди було відновлено лише у вівторок ввечері. Хаос без чіткої причини — поки що, розповідає Die Zeit.

Що відбувається під час відключення електроенергії?

Здебільшого відключення електроенергії може статися, якщо вихід з ладу лінії, генератора чи навіть великого споживача електроенергії спричиняє дисбаланс між попитом і пропозицією електроенергії в енергосистемі. Тоді частота мережі зміщується, пояснює Девід Брейшоу, професор кліматології й енергетичної метеорології в Університеті Редінга у Великій Британії.

«Якщо це зміщення стає завеликим, інші компоненти можуть вийти з ладу, викликаючи ефект снігової кулі, який посилює дисбаланс і може спричинити масштабне відключення електроенергії — іноді протягом декількох секунд», — пояснює він.

За даними Red Eléctrica, іспанського національного оператора системи передачі, два збої в роботі електростанцій відбулися з різницею лише в півтори секунди один за одним. Енергосистема змогла відновитися після першого збою, але не після другого. Наразі не зрозуміло, що стало причиною відключень.

Як ціла країна може втратити електроенергію?

Red Eléctrica припускає, що вони виникли на південному заході Піренейського півострова. Цілком можливо, що це було пов'язано з виробництвом сонячної енергії, оскільки регіон Естремадура є одним з регіонів із найбільшою фотоелектричною потужністю в Іспанії. 

Прем'єр-міністр Педро Санчес заявив на прес-конференції, що інцидент не був пов'язаний із нестачею ядерної енергії в країні — навпаки, більша залежність від ядерної енергії фактично сповільнила б відновлення енергопостачання. Майже п'ята частина валового виробництва електроенергії в Іспанії припадає на атомні електростанції.

Наскільки ймовірною є природна причина відключення електроенергії?

На самому початку були припущення, що причиною відключення електроенергії могли бути рідкісні атмосферні явища з сильними температурними коливаннями.

«Високі температури, висока вологість і шорстка поверхня провідників можуть викликати коронний ефект на провідниках електропередач», — пояснив Ченхонг Гу з факультету електроніки й електротехніки Університету Бата у Великій Британії. Це означає, що струм у цих провідниках генерує сильні електричні поля, які, своєю чергою, можуть заряджати навколишню атмосферу навколо самого провідника. За певних умов це може призвести до вібрацій і розрядів у самих провідниках.

Однак ця теорія, схоже, не перебуває в центрі уваги розслідувань і запитів.

«Здебільшого для того, щоби сталося таке відключення, має збігтися кілька надзвичайних подій або технічних несправностей», — каже Крістіан Ретанц, який очолює Інститут енергетичних систем, енергоефективності й енергетичної економіки при Дортмундському технічному університеті. 

Може минути кілька тижнів або навіть місяців, перш ніж причини будуть остаточно з'ясовані.

Що вказує на саботаж або кібератаку?

Європейська комісія заявила в понеділок у другій половині дня, що немає жодних підстав вважати, що відключення електроенергії в Іспанії та Португалії було викликане «будь-яким видом саботажу чи кібератаки». Прем'єр-міністр Португалії Луїш Монтенегро виступив з аналогічними коментарями.

Іспанський мережевий оператор Red Eléctrica також оцінив кібератаку як малоймовірну.

«На основі аналізу, який ми змогли провести до цього часу, ми можемо виключити інцидент кібербезпеки в інфраструктурі електромережі», — сказав Едуардо Прієто, керівник відділу системних операцій.

Однак іспанські судові органи розслідують підозру в «комп'ютерному саботажі» як причину, поки її не можна виключити без сумніву. Суддя Національного суду Іспанії розпочав попереднє розслідування. Якщо загальнонаціональне відключення електроенергії спричинене «актом комп'ютерного саботажу» в стратегічній інфраструктурі, це може бути кваліфіковано як «тероризм».

Звичайно, електромережа не є повністю незахищеною від кібератак. Наприклад, у Німеччині оператори електромереж дотримуються певних стандартів комунікації та безпеки, щоб запобігти таким атакам.

«Ми перебуваємо в тісному діалозі з владою. Це було важливим питанням для нас як оператора критичної інфраструктури, і не лише з початку війни в Україні», — заявив Тобіас Бургхольц, прес-секретар Amprion, одного з найбільших німецьких операторів електромереж.

Чи пов'язане відключення електроенергії зі збільшенням частки відновлюваних джерел енергії?

На думку незалежних експертів, поки що мало що вказує на це.

«Події такого масштабу відбувалися в багатьох місцях по всьому світу протягом багатьох років в енергосистемах, які використовують викопне паливо, ядерні, гідро- чи відновлювані джерела енергії. Не має значення, звідки надходить енергія, технологія має бути правильною, щоб забезпечити стабільне енергопостачання», — сказав Кіт Белл, професор електронної й електротехнічної інженерії в шотландському Університеті Стратклайда.

«Характер і масштаби відключення роблять малоймовірним, що причиною стала кількість відновлюваної енергії, оскільки іспанська мережа зазвичай завантажена дуже великими обсягами такої енергії», — сказав Деніел Мюїр, старший аналітик з питань європейської енергетики в S&P Global.

Безперечно, однак, що енергетична система швидко змінюється, і не лише в Іспанії та Португалії. Електрифікація прогресує, а попит на енергію зростає. Тому електромережі повинні ставати більш стійкими — і все частіше протистояти змінам клімату, які характеризуються хвилями спеки, штормами й екстремальними погодними умовами.

Як розширення використання відновлюваних джерел енергії впливає на електромережу?

«Залежність відновлюваних джерел енергії від погодних умов ускладнює підтримання балансу між подачею та споживанням електроенергії. У минулому основною проблемою був темний час доби, коли майже не було сонячного світла і, відповідно, мало сонячної енергії. Зараз у Німеччині так багато фотоелектричних систем, що нас більше турбують легкі бризи», — розповідає Ютта Хансон, професор кафедри відновлюваної енергетики Дармштадтського університету. Яскраві бризи — це особливо сонячні дні, коли виробляється багато сонячної енергії, а також енергії вітру. Якщо в такі дні споживається мало додаткової електроенергії, то вироблену електроенергію доводиться експортувати за кордон, зберігати чи обмежувати. Крім того, відновлювані джерела енергії також можуть захистити від відключень. Це відбувається тому, що вони роблять мережу більш децентралізованою, електроенергія може вироблятися локально, а довгі лінії електропередач менш завантажені.

Наскільки вразливою є електромережа на Піренейському півострові?

Іспанія та Португалія фактично з'єднані з усією Європою через європейську електромережу, саме тому падіння частоти в понеділок у другій половині дня було помітно й у інших європейських країнах. Зазвичай такі перебої компенсуються по всій мережі.

Однак Піренейський півострів з'єднаний з європейською мережею через Францію відносно слабкими лініями. Це означає, що навіть електростанції в решті Європи не змогли запобігти відключенню електроенергії в Іспанії та Португалії, оскільки доступ до мережі, як вузьке місце, може транспортувати лише обмежену кількість електроенергії. Це ще одна причина, чому іспанський оператор мережі Red Eléctrica закликає розширити з'єднання з Францією.

Як часто трапляються подібні відключення?

Дуже рідко. Мігель де Сімон Мартін, професор кафедри електротехніки в Університеті Леона, описав інцидент як «виняткову й малоймовірну обставину» в сучасній високорозвиненій електромережі. Окрім кількох локальних збоїв, востаннє масштабне відключення електроенергії в Європі відбувалося в 2006 році — тоді постраждали близько 15 млн людей у різних частинах континенту.

Те, що масштабні відключення електроенергії все ще можуть відбуватися, пов'язано з тим, що хоча електромережі дуже надійні, вони не є — і не можуть бути — стовідсотково надійними.

«Ці мережі не розраховані на повну безвідмовність — для досягнення такого рівня надійності потрібні інвестиції, які виходять далеко за рамки економічно доцільних», — каже Цзяньчжун Ву, професор багатовекторних енергетичних систем Кардіффського університету. Іншими словами, завжди існує невеликий ризик відключення електроенергії, який потім може мати серйозні наслідки.

Більше новин читайте на GreenPost.