Iššūkiai Europos elektros tinklų plėtrai

Dabartinėje Europos Sąjungos ambicingoje energetikos politikoje svarbiausi yra trys tikslai:

  • Sumažinti anglies dvideginio išlakas į atmosferą ir taip sustabdyti pasaulio klimato kaitą;
  • Užtikrinti patikimą energijos tiekimą, ribojant jo priklausomybę nuo importuojamo iškastinio kuro (naftos, dujų) ir stiprinant solidarumą tarp Europos Sąjungos narių krizinėse situacijose;
  • Užbaigti elektros ir dujų vidaus rinkų pertvarką, jas integruojant į vieną bendrą Europos rinką ir sujungiant ją su kaimyniniais regionais (Viduržemio jūros šalimis, Rusija).

Įgyvendinant tokią politiką Europos energijos ūkyje elektrai ir elektros sistemų elektros tinklams teks strateginis vaidmuo. Elektros naudojimas leidžia padidinti energijos vartojimo efektyvumą. Pramonės procesų elektrifikavimas sumažina energijos suvartojimą tiek patalpų šildymui, tiek vėdinimui. Elektromobiliai žymiai sumažins naftos vartojimą, bet padidins elektros paklausą. Todėl prognozuojama, kad 2020 m. dvidešimt septyniose Europos Sąjungos šalyse energijos paklausa, lyginant su šiandiena, žymiai sumažės. Tačiau elektros paklausa turės didėti, nors ne taip sparčiai, kaip dabar, – nemažiau kaip po vieną procentą kasmet. Taigi, elektros dalis bendrame energijos balanse didės.  Europos Sąjungos energetikos politika skatina išnaudoti visus elektros privalumus. Pirmiausia, reikia panaudoti visas beanglines (angl. low carbon) elektros gamybos technologijas – hidroenergiją, vėjo, geoterminę, saulės bei branduolinę energiją. Ateityje, turbūt po 2020 m., kai bus pasiektas anglies dvideginio šalinimo ir saugojimo technologijų pramoninis lygis, galime įsivaizduoti Europos elektros energetiką be anglies dvideginio išlakų. Tokią viziją pasiūlė Europos elektros energetikos sąjunga (angl.  EURELECTRIC). Europos Sąjungoje 2005 m. iškastiniu kuru kūrenamos elektrinės pagamino 54,6 proc. elektros (anglies – 28 proc., dujų – 21 proc.), elektrinės be anglies dvideginio išlakų –  45,4 proc. (atominės – 30,2 proc., hidroelektrinės – 10,4 proc.). Atsinaujinančių energijos išteklių elektrinės (be hidroelektrinių) pagamino tik 4,8 proc. elektros. Taigi, laukiant 2020 m. reikės milžiniškų investicijų į atsinaujinančių energijos išteklių elektrines, nes du trečdaliai elektros turės būti pagaminama be anglies dvideginio išlakų – vienas trečdalis iš atsinaujinančių energijos išteklių, įskaitant ir hidroelektrines, ir vienas trečdalis iš atominių elektrinių. 2020 m. Europos Sąjungoje planuojama iš atsinaujinančių energijos išteklių apie 13 proc. elektros gaminti vėjo elektrinėse (2005 m. jos gamino tik 1,9 proc.). 2020 m. Europos metinė elektros gamyba pasieks apie 4000 TWh (2005 m. buvo 3300 TWh). Taigi, 2020 m. vėjo elektrinės turės pagaminti apie 500 TWh elektros. Kadangi vėjo elektrinių didžiausios apkrovos metinė trukmė siekia tik 2000-2500 valandų, tai per metus pagaminti 500 TWh reikės 200-250 GW suminės galios vėjo elektrinių. Europos Sąjungos visų elektrinių suminė įrengta galia sieks apie 1000 GW.Tokios laukiamos drastiškos permainos elektros gamyboje reikalauja žymių pokyčių Europos elektros energetikos sistemose. Deja, į tai kreipiamas nepakankamas politikų dėmesys tiek visos Europos Sąjungos, tiek nacionaliniame lygyje. Kodėl reikia žymių pokyčių elektros sistemose? Pagal Europos energetikos politiką tokie pokyčiai būtini dėl trijų priežasčių:

  • Didžiulių elektros kiekių integracija į Europos elektros sistemas, kuriose atsinaujinančios energijos išteklių elektrinės elektrą gamina su pertrūkiais (pvz., vėjas ne visą laiką pučia);
  • Europos Sąjungos narių tarpusavio ir kaimyninių regionų solidarumo didinimas teikiant pagalbą elektros sistemų sutrikimų atvejais;
  • Bendros Europos elektros rinkos sukūrimas.

Europos Komisija skelbia, kad tarpsisteminių elektros jungčių plėtros tikslas – didinti Europoje konkurenciją tarp elektros rinkos dalyvių. Europos perdavimo sistemų operatoriai mano, kad svarbiausias tarpsisteminių jungčių plėtros rezultatas – sumažinta sisteminių avarijų rizika. Tą patvirtino 2006 m. lapkritį įvykusi avarija Europoje, 2003 metų avarijos Italijoje, Šiaurės rytų JAV ir Kanadoje, dėl kurių milijonai gyventojų buvo likę be elektros keliolika valandų. Be to, kai daugėja vėjo elektrinių elektros tinkluose, tarpsisteminių jungčių plėtra yra svarbi priemonė užtikrinti elektros tiekimo ir paklausos balansą – kuo daugiau jungčių, tuo kitos elektrinės gali geriau kompensuoti vėjo elektrinių kintančią elektros gamybą. Neteisinga yra plintanti idėja, kad elektros perdavimo tinklų plėtra tampa nereikalinga dėl elektros gamybos paskirstymo. Yra priešingai. Sunkiai nuspėjama vėjo elektrinių elektros gamyba, kurios atsargų negalima sukaupti, reikalauja tarpsisteminių jungčių plėtros, proporcingai didėjant vėjo elektrinių gamybai Europos elektros tinkluose. Tik taip galima patikimai apsirūpinti elektra.

Tarpsistemines elektros jungtis reikia plėtoti ir už Europos energetikos sistemų ribų dviem kryptimis – aplink Viduržemio jūros baseiną, remiant Europos Sąjungos ir Viduržemio jūros regiono projektus, ir į rytus, su Rusijos energetikos sistema, taip sudarant galimybę Baltijos šalių elektros mainams su Lenkija ir Skandinavijos šalimis. Tai pabrėžia ir CIGRE prezidentas.Pagaliau svarbu pasiekti didesnį Europos elektros tinklų veiksmingumą, gerinant esamų įrenginių galimybių išnaudojimą, didėjant elektros sistemų sudėtingumui, bei blogai nuspėjamai decentralizuotos elektros gamybai. Tam taip pat reikalinga tarpsisteminių jungčių plėtra. Kokių reikia technologinių naujovių pasitinkant naujus elektros sistemų iššūkius? Reikalingos technologinės naujovės nėra kuo nors ypatingos Europai, tačiau jos gali būti skirtingos priklausomai nuo regiono bei įgyvendinamos politikos. CIGRE prezidentas nurodo dvi svarbiausias kryptis:

  • Tarpsisteminių jungčių plėtra ir jų stiprinimas tarp svarbiausių jungtinių energetikos sistemų kontinente ir tarp kontinentų (Europa-Azija ar Europa-Afrika);
  • išmaniųjų elektros tinklų (angl. smart grids) plėtra.

Stiprinant ir plėtojant tarpsisteminius elektros ryšius kontinente reikės plėtoti dideles hibridines elektros perdavimo sistemas. Tai bus kintamos srovės (AC) jungtys, kurios sudaro energetikos sistemų pagrindą, ir aukštos įtampos nuolatinės srovės (DC) linijos. Nuolatinės srovės linijos  būtinos, kertant natūralias kliūtis – kalnagūbrius ar jūras, kai jų kabeliai klojami po žeme ar po vandeniu. Kol kas labai aukštos įtampos kintamos srovės kabeliai pasaulyje nėra ilgesni kaip 40 km. Be to, nuolatinės srovės linijos, teisingiau – jų keitikliai, leidžia valdyti galių srautus.Europa vargiai paseks Kinija ar Indija, kurios ketina plėtoti labai aukštų įtampų oro linijas (virš 1000 kilovoltų AC ar 800 kV DC), nes Europoje atstumai yra mažesni, o aplinka jautresnė labai aukštos įtampos konstrukcijoms. CIGRE prezidentas mano, kad ateinančiais dešimtmečiais aukštos įtampos AC elektros linijų su dujine izoliacija technologijos gali rasti pritaikymą, kai susidūrus su aplinkosauginėmis problemomis reikės perduoti energiją gana toli (virš 50 km). Kita kryptis – išmaniųjų elektros tinklų plėtra. Tai – vis didėjančios decentralizuotos elektros gamybos dalies iš atsinaujinančių energijos išteklių, taip pat poreikio nuolat užtikrinti efektyvų gamybos ir paklausos balansą pasekmė.

Elektros tinklų intelektualizacija prasidėjo XX amžiaus septintajame dešimtmetyje sparčiai tobulėjant informacinėms ir komunikacinėms technologijoms, jas pradėjus naudoti įrenginių valdymui, automatizavimui ir apsaugų sistemoms elektros perdavimo tinkluose. Visiškai decentralizuotos elektros gamybos skirstomuose elektros tinkluose plėtra keičia tų elektros tinklų esmę ir funkcijas. Iki šiol jų paskirtis buvo tik perduoti elektrą vartotojams, paprastai – vieninteliu taku. Dabar jie tampa aktyviais, t.y. tam tikromis sąlygomis, priklausomai nuo elektros gamybos ir apkrovos, jie gali elektrą tiekti ne tik vietiniams vartotojams, bet ir į aukštesnės įtampos tinklus. Tokia skirstomųjų elektros tinklų plėtra pareikalaus sumanesnės integracijos, tokios, kokia jau yra aukštos įtampos elektros perdavimo tinkluose. Be to, visiškas elektros rinkos atvėrimas visiems vartotojams ves į išmaniųjų elektros apskaitos įtaisų (angl. smart metering devices) įrengimą gyventojams, siekiant išnaudoti jų sumanumą veiksmingam elektros vartojimui.Pagaliau, tarpsisteminių elektros mainų padidėjimas visoje Europoje tiek dėl elektros rinkų integracijos, tiek dėl didesnio atsinaujinančių energijos išteklių naudojimo plėtros, bei siekis didesnio solidarumo tarp Europos Sąjungos narių, ypač kritinėse situacijose, reikalaus didesnio Europos energetikos sistemų darbo koordinavimo.

Tuo tikslu buvusios Europos perdavimo sistemų operatorių asociacijos ETSO, UCTE, NORDEL, BALTSO, UKTSOA, ATSOI 2009 m. birželį nutraukė savo veiklą. Jas pakeitė 2008 m. įkurta ENTSO-E – Europos perdavimo sistemų operatorių organizacija elektrai (angl. European Network of Transmission System Operators for Electricity). Tikimasi, kad tas koordinavimas turės būti įgyvendintas didinant perdavimo sistemų išmanumo integravimą, bent Europos kontinentinėje dalyje, įsteigiant elektros perdavimo koordinavimo Europos centrą. Jis neturėtų pakeisti esamų nacionalinių energetikos sistemų valdymo centrų, tačiau turėtų jiems padėti geriau koordinuoti energijos srautų tarp energetikos sistemų valdymą. Europos Sąjungos ambicinga energetikos politika turi tikslą užtikrinti patikimą apsirūpinimą energija ir kovoti su klimato kaita. Ją įgyvendinant elektros svarba vis didės Europos energetikoje tiek mobilizuojant visus mažų anglies dvideginio išlakų elektros gamybos būdus, tiek didinant energijos vartojimo efektyvumą. Tokia elektros energetikos plėtra reikalauja didelių permainų pačiuose elektros tinkluose. Tos permainos turi pasireikšti per didelių jungtinių energetikos sistemų ryšių ir išmaniųjų elektros tinklų, ypač žemesnių įtampų (skirstomųjų), plėtrą. Tarptautinė didelių elektros sistemų taryba (CIGRE) turės atlikti svarbų vaidmenį tiek Europoje, tiek pasaulyje skatindama naujoves, kurios leistų realizuoti tokias permainas.Lietuvos energetikos sistemos jungčių su Lenkija ir Švedija, taip pat savų elektros tinklų plėtra svarbi tiek didinant apsirūpinimo elektra patikimumą, tiek plėtojant vėjo elektrinių statybą, tiek naujai atominei elektrinei. Iš kitos pusės, kaimynams susijungti su Lietuva bus naudinga, jei Lietuva turės patikimą elektros gamybą.

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *