Czy da się zabezpieczyć dostawy prądu przed naturalnymi kataklizmami? Polska może mieć z tym poważny problem

Światło gaśnie. Przestają działać stacjonarne komputery, telewizory, lodówki. A to tylko początek problemów. Klimatyzacja przestaje chłodzić, alarmy się wyłączają, sieć komórkowa nie działa, a z kranów przestaje płynąć woda. Wystarczy większa awaria, a współczesna cywilizacja, żyjąca wyłącznie dzięki elektryczności, włącza pauzę. 

Blackouty to w Polsce na razie rzadkość. Do największego po Drugiej Wojnie Światowej doszło w 2008 r. w Szczecinie. Zamknięta była większość sklepów, nie działała sygnalizacja, nie jeździły tramwaje, pojawiły się problemy łącznością komórkową, a większość firm musiała zawiesić działalność. Tamten blackout, spowodowany przez śnieżycę, trwał kilkanaście godzin. Awarii po przejściu huraganu Ida doświadczyło niedawno ponad milion mieszkańców Luizjany. Wraz z przemieszczaniem się burzy na północ, światła gasły w domach dziesiątków tysięcy mieszkańców stanów New Jersey, Nowy Jork, Pensylwanii czy Rhode Island. Pozbawione zasilania szpitale, posterunki policji i straży pożarnej, stacje uzdatniania wody czy stacje benzynowe muszą polegać na generatorach dieslowskich lub mobilnych minielektrowniach słonecznych, by zapewnić mieszkańcom minimum wsparcia.

Wszystko wskazuje na to, że w przyszłości podobne problemy będą pojawiać się coraz częściej, możliwe, że także u nas. Sieć energetyczna jest dziś bezpośrednio odpowiedzialna za funkcjonowanie wielu urządzeń w domach, biurach i fabrykach. Od jej działania zależy ogrzewanie, klimatyzacja czy chłodzenie żywności. To też kluczowy element innych krytycznie istotnych systemów, takich jak dostawy gazu i benzyny, pompowanie i odprowadzanie wody i ścieków, opieka zdrowotna czy bezpieczeństwo publiczne. Bez zasilania nie są w stanie prawidłowo funkcjonować. W przyszłości będzie jeszcze ważniejsza, bo odchodzenie od paliw kopalnych oznacza, że elektryczność będzie niezbędna tam, gdzie dziś korzystamy z gazu czy benzyny. Na przykład ogrzewania czy transportu. 

"Dążąc do elektryfikacji całego systemu energetycznego, decydenci mogą nieumyślnie zwiększać zagrożenie gospodarki i społeczeństwa skutkami utraty zasilania na dużym obszarze i na długi czas" - pisze analityk ds. energetyki John Kemp. "Zamiast dzisiejszych blisko powiązanych, ale osobnych systemów elektryczności, gazu, ropy i transportu, w przyszłości będzie istniał tylko jeden ściśle zintegrowany system, co zwiększy jego narażenie na katastrofalne awarie".

Obecnie blackouty uniemożliwiają korzystanie z niektórych usług, ale mieszkańcy czy instytucje mogą korzystać z alternatyw, takich jak ogrzewanie gazowe czy pojazdy o napędzie spalinowym. W przyszłości utrata zasilania z sieci energetycznej uniemożliwi korzystanie z jakichkolwiek systemów energetycznych. 

"Decydenci będą musieli poświęcić więcej uwagi niezawodności systemu elektrycznego, minimalizując zagrożenie płynące z blackoutów, upewniając się, że istnieją wystarczające moce wytwórcze i to, że system będzie zdolny do przyjmowania wstrząsów" - przestrzega Kemp dodając: "Nawet w dobrze zarządzanym systemie nieuniknione jest pojawienie się przynajmniej od czasu do czasu blackoutów, więc decydenci będą musieli także skupić się bardziej na tym, by w razie awarii system szybko powracał do normy i na minimalizacji negatywnych konsekwencji".

W 2017 r. amerykańskie Narodowe Akademie Nauki, Inżynierii i Medycyny opublikowały badanie poświęcone ryzyku związanemu z brakiem odporności sieci energetycznej. Badacze zidentyfikowali liczne zagrożenia dla systemu energetycznego, w tym cyberataki, susze, trzęsienia ziemi, powodzie, huragany, zamiecie, błędy operatora, fizyczne ataki, tornada, burze słoneczne, tsunami, erupcje wulkaniczne i pożary.

Dołącz do ZIELONA INTERIA także na Facebooku

Większość blackoutów jest zazwyczaj lokalna i trwa nie więcej, niż kilka godzin i powoduje raczej niewygody niż poważne zagrożenia. Jednak instytucje krytyczne, takie jak szpitale, posterunki policji czy elektrownie jądrowe muszą przygotowywać się na tymczasowe braki zasilania przez instalację akumulatorów, czy generatorów dieslowskich. Badania wykazały jednak, że 1 proc. zainstalowanych w elektrowniach jądrowych generatorów awaryjnych nie daje się uruchomić natychmiast, a 15 proc. przestaje działać w ciągu 24 godzin. W szpitalach nie udało się uruchomić 10 proc. generatorów, a jednostki instalowane w prywatnych domach są jeszcze bardziej zawodne. 

Wzmacnianie odporności sieci energetycznej wymaga lepszego zarządzania i planowania, między innymi budowy dostatecznej ilości niezawodnych źródeł prądu. Wymaga również przebudowywania sieci tak, by była odporniejsza na niespodziewane zjawiska. To może oznaczać na przykład zakopywanie linii energetycznych pod ziemią, wymianę drewnianych słupów na betonowe czy stawianie stacji transformatorowych powyżej potencjalnych poziomów wód powodziowych. 

To jednak często niezwykle kosztowne inwestycje. Kalifornijska firma Pacific Gas and Electric zdecydowała się zakopać pod ziemią 15 tys. km kabli, które obecnie tworzą nadziemną sieć energetyczną. Koszt operacji ma wynieść od 15 do 30 mld dol. Firma zdecydowała się jednak na ten wydatek po tym, jak zerwane linie energetyczne wywołały serię niszczycielskich pożarów lasów. Cena nicnierobienia byłaby wyższa. Firma już raz,  w 2019 r. złożyła wniosek o upadłość, aby uchronić się przed liczonymi w dziesiątkach miliardów dolarów kosztami pożarów wywołanych przez awarie sieci. Na zakopanie swoich linii energetycznych zdecydowały się już także Niemcy i Holandia. 

Krytycy twierdzą jednak, że tak ogromne koszty często nie są konieczne. W eseju w portalu "The Conversation" Theodore Kury, dyrektor studiów energetycznych na Uniwersytecie Stanu Floryda stwierdzał, że w wielu miejscach o wiele taniej jest po prostu lepiej zadbać o istniejące linie, opierając je na mocniejszych, lepiej zakotwiczonych słupach i agresywnie wycinając otaczającą je roślinność. 

Oba rozwiązania mają jednak wady. Z jednej strony, dostęp do napowietrznej sieci energetycznej jest łatwiejszy. Z drugiej, łączne koszty ich utrzymania mają być według różnych szacunków od trzech do siedmiu razy niższe, bo ukryte pod ziemią przewody rzadziej ulegają awariom. Linie napowietrzne mogą silniej nagrzewać się wraz ze zmianami klimatu, co wymaga od operatorów stałego ich monitorowania. Linie podziemne z kolei wymagają doskonałego zabezpieczenia przed wilgocią i korozją. 

Koszty przebudowy i wzmocnienia istniejących sieci mogą okazać się jednak niższe niż straty wywołane przez rzadkie, trudne do przewidzenia zjawiska pogodowe, których częstotliwość będzie zwiększać się wraz z ocieplaniem klimatu.  Pewne jest, że jeśli sieć elektryczna ma zacząć odpowiadać za niezawodne funkcjonowanie kolejnych sektorów społeczeństwa i gospodarki, takich jak transport, potrzebne będą inwestycje w to, by ją zmodernizować i uodpornić na niespodziewane katastrofy. 

- Jeśli chodzi o kwestię kablowania sieci energetycznych i  zastępowania napowietrznych, to została ona wpisana w "Politykę Energetyczną Polski do roku 2040" (PEP) oraz "Krajowy plan na rzecz energii i klimatu na lata 2021-2030". Zgodnie z PEP ma zresztą powstać Krajowy Plan Skablowania Sieci Średnich Napięć. W PEP zapisano, że w 2021 roku, ale jak na razie dokumentu nie widać, choć tu o szczegóły trzeba by było pytać rząd. Już w 2018 roku mówiono w Ministerstwie Energii o konieczności powstania takiego dokumentu, wówczas nazywać się miał "Krajowy Plan automatyzacji sieci elektroenergetycznej oraz zmiany technologii z linii napowietrznych na kablowe". Wyliczono wtedy, że będzie to kosztowało 52 mld złotych - mówi Zielonej Interii dr Karolina Gawron-Tabor z Katedry Bezpieczeństwa Międzynarodowego Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu. 

Ekspertka dodaje również, że w UE 75 proc. sieci średnich napięć i 65 proc. sieci niskich napięć jest skablowanych. Natomiast w Polsce około 28 proc. sieci średniego zasięgu i 35 proc. niskiego zasięgu przebiega pod ziemią. - Wydaje się, że Polska nie ma innego wyjścia niż kablowanie sieci. Na terenach leśnych, gdzie linie najbardziej narażone są na zniszczenie przez rosnące drzewa, wichury, ale także brak możliwości szybkiego dojazdu w celu naprawy, jest to szczególnie wskazane - mówi.

Według niej w Polsce dość często dochodzi do zerwań sieci. - Dla przykładu terenie województwa wielkopolskiego w 2018 r. wystąpiły 16 032 awarie długie, 462 awarie bardzo długie i 85 awarii katastrofalnych. Natomiast na terenie województwa kujawsko-pomorskiego w 2018 r. wystąpiło 11 025 awarii długich, 354 awarie bardzo długie i 146 awarii katastrofalnych. Dość często dochodzi do zerwań sieci i wpływ tu mają przede wszystkim zjawiska pogodowe. Ze względu na występujące coraz częściej nieprzewidywane wichury i obfite deszcze w przypadku linii napowietrznych tych awarii będzie coraz więcej - stwierdza ekspertka.

Jej zdaniem znaczącą kwestią jest to, czy i w jaki sposób sieci (zarówno przesyłowe, jak i dystrybucyjne) nadążą za transformacją polskiej energetyki. - Z danych Polskiego Towarzystwa Przesyłu i Rozdziału Energii Elektrycznych na koniec  2017 r. wynika, że w przypadku linii napowietrznych więcej niż 40 lat miało 42 proc. sieci wysokiego napięcia, 37 proc. średniego napięcia oraz 31 proc. niskiego napięcia. W przedziale 25-40 lat znajdowało się ich natomiast kolejno 34 proc., 39 proc. oraz 35 proc. Istotne jest, w jaki sposób sieci poradzą sobie z przyłączaniem instalacji OZE. Jeszcze innym wyzwaniem jest także funkcjonowanie inteligentnej sieci elektroenergetycznej i jej zabezpieczenie przed cyberprzestępczością - tłumaczy Gawron-Tabor.