Теперь не только Украина: кибератака, редкие явления, солнечная энергия — что погрузило Испанию и Португалию в хаос?

Как мы увидели 28 апреля, не только в воюющей Украине может произойти блекаут. Это заняло всего пять секунд: именно за столько времени в понедельник днем ​​в Испании внезапно исчезло около 60% использовавшейся на тот момент электроэнергии. Обесточение парализовало значительную часть Испании и Португалии. В Мадриде, Барселоне и Лиссабоне остановились поезда и метро, ​​погасли светофоры и табло, застряли лифты и перестали взлетать самолеты. Мобильная связь и интернет отключились, больницы включили аварийные генераторы. Электроснабжение почти повсюду было возобновлено только во вторник вечером. Хаос без четкой причины пока, рассказывает Die Zeit.

Что происходит при отключении электроэнергии?

В основном отключение электроэнергии может произойти, если выход из строя линии, генератора или даже крупного потребителя электроэнергии влечет за собой дисбаланс между спросом и предложением электроэнергии в энергосистеме. Тогда частота сети смещается, объясняет Дэвид Брейшоу, профессор климатологии и энергетической метеорологии в Университете Рединга в Великобритании.

«Если это смещение становится слишком большим, другие компоненты могут выйти из строя, вызывая эффект снежного шара, который усиливает дисбаланс и может повлечь за собой масштабное отключение электроэнергии — иногда в течение нескольких секунд», — объясняет он.

По данным Red Eléctrica, испанского национального оператора системы передачи, два сбоя в работе электростанций произошли с разницей всего в полторы секунды один за другим. Энергосистема смогла восстановиться после первого сбоя, но не после второго. Пока не ясно, что стало причиной отключений.

Как целая страна может потерять электроэнергию?

Red Eléctrica предполагает, что они возникли на юго-западе Пиренейского полуострова. 

Премьер-министр Педро Санчес заявил на пресс-конференции, что инцидент не был связан с нехваткой ядерной энергии в стране — наоборот, большая зависимость от ядерной энергии фактически замедлила бы возобновление энергоснабжения. Почти пятая часть валового производства электроэнергии в Испании приходится на атомные электростанции.

Насколько вероятна естественная причина отключения электроэнергии?

В самом начале было предположение, что причиной отключения электроэнергии могли быть редкие атмосферные явления с сильными температурными колебаниями.

«Высокие температуры, высокая влажность и шероховатая поверхность проводников могут вызвать коронный эффект на проводниках электропередач», — пояснил Ченхонг Гу с факультета электроники и электротехники Университета Бата в Великобритании. Это означает, что ток в этих проводниках генерирует сильные электрические поля, которые в свою очередь могут заряжать окружающую атмосферу вокруг самого проводника. В определенных условиях это может привести к вибрациям и разрядам в самих проводниках.

Однако, эта теория, похоже, не находится в центре внимания расследований и запросов.

«В основном для того, чтобы произошло такое отключение, должно совпасть несколько чрезвычайных событий или технических неисправностей», — говорит Кристиан Ретанц, возглавляющий Институт энергетических систем, энергоэффективности и энергетической экономики при Дортмундском техническом университете. 

Может пройти несколько недель или даже месяцев, прежде чем причины будут окончательно выяснены.

Что указывает на саботаж или кибератаку?

Европейская комиссия заявила в понедельник во второй половине дня, что нет никаких оснований полагать, что отключение электроэнергии в Испании и Португалии было вызвано «любым видом саботажа или кибератаки». Премьер-министр Португалии Луиш Монтенегро выступил с аналогичными комментариями.

Испанский сетевой оператор Red Eléctrica также оценил кибератаку как маловероятную.

«На основе анализа, который мы смогли провести до сих пор, мы можем исключить инцидент кибербезопасности в инфраструктуре электросети», — сказал Эдуардо Прието, руководитель отдела системных операций.

Однако испанские судебные органы расследуют подозрение в «компьютерном саботаже» как причину, пока ее нельзя исключить без сомнения. Судья Национального суда Испании начал предварительное расследование. Если общенациональное отключение электроэнергии вызвано «актом компьютерного саботажа» в стратегической инфраструктуре, это может быть квалифицировано как «терроризм».

Конечно, электросеть не полностью беззащитна перед кибератаками. Например, в Германии операторы электросетей придерживаются определенных стандартов коммуникации и безопасности, чтобы предотвратить такие атаки.

«Мы находимся в тесном диалоге с властью. Это был важный вопрос для нас как оператора критической инфраструктуры, и не только с начала войны в Украине», — заявил Тобиас Бургхольц, пресс-секретарь Amprion, одного из крупнейших немецких операторов электросетей.

Связано ли отключение электроэнергии с увеличением доли возобновляемых источников энергии?

По мнению независимых экспертов, пока мало что указывает на это.

«События такого масштаба происходили во многих местах по всему миру в течение многих лет в энергосистемах, использующих ископаемое топливо, ядерные, гидро- или возобновляемые источники энергии. Неважно, откуда поступает энергия, технология должна быть правильной, чтобы обеспечить стабильное энергоснабжение», — сказал Кит Белл, профессор электронной и электротехнической инженерии в шотландском Университете Стратклайда.

«Характер и масштабы отключения делают маловероятным, что причиной стало количество возобновляемой энергии, поскольку испанская сеть обычно загружена очень большими объемами такой энергии», — сказал Дэниел Мюир, старший аналитик по вопросам европейской энергетики в S&P Global.

Бесспорно, однако, что энергетическая система быстро меняется и не только в Испании и Португалии. Электрификация прогрессирует, а спрос на энергию растет. Поэтому электросети должны становиться более устойчивыми и все чаще противостоять изменениям климата, характеризующимися волнами жары, штормами и экстремальными погодными условиями.

Как расширение использования возобновляемых источников энергии влияет на электросеть?

«Зависимость возобновляемых источников энергии от погодных условий усложняет поддержание баланса между подачей и потреблением электроэнергии. В прошлом основной проблемой было темное время суток, когда почти не было солнечного света и соответственно мало солнечной энергии. Сейчас в Германии так много фотоэлектрических систем, что нас больше беспокоят легкие бризы», – рассказывает Ютта Хансон, профессор кафедры возобновляемой энергетики Дармштадтского университета. Яркие бризы – это особенно солнечные дни, когда производится много солнечной энергии, а также энергии ветра. Если в такие дни потребляется мало дополнительной электроэнергии, то производимую электроэнергию приходится экспортировать за границу, хранить или ограничивать. Кроме того, возобновляемые источники энергии могут защитить от отключений. Это происходит потому, что они делают сеть более децентрализованной, электроэнергия может производиться локально, а длинные линии электропередачи менее загружены.

Насколько уязвима электросеть на Пиренейском полуострове?

Испания и Португалия фактически соединены со всей Европой через европейскую электросеть, поэтому падение частоты в понедельник во второй половине дня было заметно и в других европейских странах. Обычно такие перебои компенсируются по всей сети.

Однако Пиренейский полуостров соединен с европейской сетью через Францию ​​относительно слабыми линиями. Это означает, что даже электростанции в остальной Европе не смогли предотвратить отключение электроэнергии в Испании и Португалии, поскольку доступ к сети, как узкое место, может транспортировать только ограниченное количество электроэнергии. Это еще одна причина, почему испанский оператор сети Red Eléctrica призывает расширить соединение с Францией.

Как часто встречаются подобные отключения?

Очень редко. Мигель де Симон Мартин, профессор кафедры электротехники в Университете Леона, описал инцидент как «исключительное и маловероятное обстоятельство» в современной высокоразвитой электросети. Кроме нескольких локальных сбоев, в последний раз масштабное отключение электроэнергии в Европе происходило в 2006 году — тогда пострадали около 15 млн человек в разных частях континента.

То, что масштабные отключения электроэнергии все еще могут происходить, связано с тем, что хотя электросети очень надежны, они не являются – и не могут быть – полностью надежными.

«Эти сети не рассчитаны на полную безотказность - для достижения такого уровня надежности нужны инвестиции, которые выходят далеко за рамки экономически целесообразных», — говорит Цзяньчжун Ву, профессор многовекторных энергетических систем Кардиффского университета. Другими словами, всегда существует небольшой риск отключения электроэнергии, который может потом иметь серьезные последствия.

Больше новостей читайте на GreenPost.