Βασικό φορτίο, ευελιξία και τι ζητά πραγματικά ένα δίκτυο

Το δίκτυο δεν έχει ντεπόζιτο

Το ηλεκτρικό σύστημα δεν αποθηκεύει σχεδόν τίποτα από όσα διακινεί. Ό,τι καταναλώνεται αυτή τη στιγμή παράγεται αυτή τη στιγμή, και η ισορροπία ανάμεσα στα δύο πρέπει να διατηρείται συνεχώς. Όταν η κατανάλωση ξεπερνά την παραγωγή, οι στρόβιλοι επιβραδύνουν ελάχιστα και η συχνότητα πέφτει. Όταν συμβαίνει το αντίθετο, ανεβαίνει.

Η συχνότητα είναι λοιπόν το θερμόμετρο του συστήματος. Παραμένει πολύ κοντά στην ονομαστική της τιμή επειδή μηχανισμοί ελέγχου διορθώνουν την απόκλιση συνεχώς: αυτόματα μέσα σε δευτερόλεπτα, με εντολές μέσα σε λεπτά και με προγραμματισμό σε ορίζοντα ωρών.

Αυτό αλλάζει το τι σημαίνει «φθηνή ενέργεια». Ένα σύστημα δεν αγοράζει μόνο κιλοβατώρες. Αγοράζει και τη δυνατότητα να τις έχει τη σωστή στιγμή, στη σωστή θέση του δικτύου, με τη δυνατότητα να ανεβοκατέβει όταν χρειαστεί. Αυτά είναι διαφορετικά προϊόντα και έχουν διαφορετικές τιμές.

Τι σημαίνει «βασικό φορτίο» και τι δεν σημαίνει

Ο όρος περιγράφει το τμήμα της ζήτησης που υπάρχει σχεδόν πάντα, και κατ’ επέκταση τις μονάδες που το καλύπτουν λειτουργώντας σχεδόν συνεχώς. Το ποιες μονάδες καλύπτουν το βασικό φορτίο δεν το ορίζει κάποια τεχνική ιδιότητα αλλά τα οικονομικά τους: μια μονάδα με υψηλό πάγιο κόστος και χαμηλό κόστος λειτουργίας έχει συμφέρον να παράγει όσο περισσότερες ώρες μπορεί, ώστε το πάγιο να μοιραστεί σε περισσότερες κιλοβατώρες.

Η παρανόηση είναι ότι «βασικό φορτίο» σημαίνει ανώτερο ή απαραίτητο, ενώ ο όρος περιγράφει απλώς ένα οικονομικό προφίλ. Σε ένα σύστημα με πολύ διαφορετικό μείγμα μπορεί να μην έχει κανένα νόημα να λειτουργούν μονάδες με αυτόν τον τρόπο, και η ίδια μονάδα να είναι πιο χρήσιμη αν ακολουθεί τη ζήτηση.

Οι πυρηνικοί σταθμοί ανήκουν κατά κανόνα σε αυτή την κατηγορία, γιατί το κόστος τους είναι κυρίως κεφαλαιακό: κατασκευή, χρηματοδότηση, αδειοδότηση. Το καύσιμο είναι μικρό μέρος του συνολικού κόστους, οπότε αν μειώσεις την παραγωγή δεν εξοικονομείς σχεδόν τίποτα και χάνεις έσοδα. Τεχνικά αρκετά σχέδια μπορούν να ακολουθήσουν το φορτίο. Όπου το πυρηνικό μερίδιο είναι μεγάλο, όπως στη Γαλλία, η παρακολούθηση φορτίου είναι συνήθης πρακτική· αλλού είναι λιγότερο συχνή, για τους οικονομικούς λόγους που προηγήθηκαν.

Η ευελιξία είναι ξεχωριστό αγαθό

Πέρα από την ενέργεια, το σύστημα χρειάζεται υπηρεσίες που δεν μετριούνται σε κιλοβατώρες. Χρειάζεται μονάδες που μπορούν να ανεβάσουν ή να κατεβάσουν ισχύ γρήγορα. Χρειάζεται εφεδρεία που δεν παράγει, αλλά είναι έτοιμη να παράγει μέσα σε λεπτά. Χρειάζεται δυνατότητα να ελεγχθεί η τάση σε συγκεκριμένα σημεία του δικτύου.

Αυτές οι υπηρεσίες κοστίζουν, και το κόστος τους εμφανίζεται στον λογαριασμό ανεξάρτητα από την τιμή της ίδιας της ενέργειας. Ένα σύστημα που γεμίζει με πηγές που δεν προσφέρουν ευελιξία πρέπει να την αγοράσει αλλού: από αποθήκευση, από διασυνδέσεις, από μονάδες που ανάβουν και σβήνουν, από διαχείριση της ζήτησης.

Εδώ γίνεται η πιο συχνή σύγχυση της δημόσιας συζήτησης. Δύο τεχνολογίες με το ίδιο κόστος ανά μονάδα ενέργειας δεν είναι ισοδύναμες αν η μία υποχρεώνει το σύστημα να αγοράσει επιπλέον υπηρεσίες για να λειτουργήσει μαζί της. Το επιπλέον αυτό είναι πραγματικό κόστος, το πληρώνει κάποιος, και δεν φαίνεται στον δείκτη που συγκρίνει τις δύο τεχνολογίες.

Αδράνεια: ο χρόνος που δίνουν οι βαριές μηχανές

Κάθε σύγχρονη γεννήτρια συνδεδεμένη στο δίκτυο περιστρέφεται συγχρονισμένα με τη συχνότητα του συστήματος, μαζί με τον στρόβιλο που την κινεί, και έχει μάζα. Οι ανεμογεννήτριες συνδέονται κατά κανόνα μέσω μετατροπέων ηλεκτρονικών ισχύος, οπότε δεν είναι συγχρονισμένες με αυτόν τον τρόπο. Όταν κάτι χαθεί απότομα, μια μονάδα ή μια γραμμή, η κινητική ενέργεια όλων αυτών των περιστρεφόμενων μαζών επιβραδύνει τον ρυθμό με τον οποίο πέφτει η συχνότητα. Δεν αποτρέπει την πτώση, κερδίζει όμως δευτερόλεπτα.

Αυτά τα δευτερόλεπτα είναι καθοριστικά, γιατί μέσα σε αυτά προλαβαίνουν να δράσουν οι αυτόματοι μηχανισμοί. Σε σύστημα με λίγη αδράνεια, η ίδια απώλεια παράγει πολύ πιο απότομη πτώση, και η προστασία μπορεί να αποσυνδέσει καταναλωτές για να σώσει το υπόλοιπο.

Οι πυρηνικοί σταθμοί, όπως και κάθε θερμική μονάδα με μεγάλο σύγχρονο στρόβιλο, συνεισφέρουν αδράνεια εκ κατασκευής. Δεν είναι ο μόνος τρόπος να αποκτηθεί: υπάρχουν σύγχρονοι αντισταθμιστές (synchronous condensers), υπάρχει συνθετική αδράνεια από ηλεκτρονικά ισχύος, υπάρχουν σχήματα ταχείας απόκρισης. Το ζήτημα λοιπόν είναι ότι κάποιος πρέπει να τη δώσει και ότι έχει τιμή, όποια τεχνολογία κι αν τη δίνει.

Γιατί το μέγεθος του δικτύου αλλάζει την απάντηση

Κάθε σύστημα κρατά εφεδρεία ώστε μια απότομη απώλεια παραγωγής να καλύπτεται χωρίς να πέσει το δίκτυο. Η Ελλάδα ανήκει στη συγχρονισμένη περιοχή της ηπειρωτικής Ευρώπης. Εκεί η εφεδρεία που συγκρατεί τη συχνότητα τα πρώτα δευτερόλεπτα (εφεδρεία διατήρησης συχνότητας, ΕΔΣ) διαστασιολογείται για όλη την περιοχή μαζί, ώστε να καλύπτει απώλεια 3.000 MW1 (συμβάν αναφοράς) κατά τον Κανονισμό (ΕΕ) 2017/14851, και όχι χώρα προς χώρα. Η μεγαλύτερη μονάδα μιας χώρας μετράει πάντως για την εθνική επάρκεια και τη λειτουργία του δικού της δικτύου: όσο μεγαλύτερη είναι σε σχέση με το σύνολο, τόσο περισσότερο βαραίνει η απώλειά της, και η κάλυψή της κοστίζει.

Σε ένα μεγάλο, καλά διασυνδεδεμένο σύστημα, μια μονάδα μεγάλης ισχύος είναι μικρό μέρος του συνόλου και το ζήτημα είναι διαχειρίσιμο. Σε μικρότερο ή πιο απομονωμένο σύστημα, η ίδια μονάδα είναι δυσανάλογα μεγάλη και το κόστος της εφεδρείας μπορεί να ακυρώσει το πλεονέκτημα της κλίμακας.

Αυτό είναι από τα βασικά τεχνικά επιχειρήματα που εξηγούν το ενδιαφέρον για μικρότερες μονάδες: όχι επειδή είναι φθηνότερες ανά μονάδα ισχύος, αλλά επειδή ταιριάζουν καλύτερα σε συστήματα όπου μια μεγάλη μονάδα θα ήταν πρόβλημα από μόνη της. Το επιχείρημα είναι πραγματικό και δεν αναιρεί τις αβεβαιότητες που το συνοδεύουν.

Για την ελληνική περίπτωση, το μέγεθος και ο βαθμός διασύνδεσης του συστήματος, μαζί με το υπάρχον μείγμα και τα νησιωτικά υποσυστήματα, είναι ακριβώς τα δεδομένα που θα έπρεπε να μπουν σε τέτοιον υπολογισμό πριν από κάθε συζήτηση για τεχνολογία ή τοποθεσία.

Πώς να διαβάζεις μια σύγκριση κόστους

Όταν βλέπεις δύο τεχνολογίες να συγκρίνονται με έναν αριθμό, οι ερωτήσεις είναι τρεις. Πρώτη: τι περιλαμβάνει ο αριθμός; Κατασκευή, χρηματοδότηση, καύσιμο, λειτουργία, παροπλισμός, διαχείριση καταλοίπων δεν μπαίνουν πάντα όλα.

Δεύτερη: τι επιτόκιο και τι διάρκεια κατασκευής υποτίθενται; Σε έργα όπου σχεδόν όλο το κόστος πληρώνεται στην αρχή, αυτές οι δύο παραδοχές κυριαρχούν στο αποτέλεσμα περισσότερο από κάθε τεχνικό χαρακτηριστικό.

Τρίτη, και αυτή που παραλείπεται σχεδόν πάντα: τι απαιτεί η κάθε τεχνολογία από το υπόλοιπο σύστημα; Εφεδρεία, αποθήκευση, ενισχύσεις δικτύου, υπηρεσίες συχνότητας. Χωρίς αυτό, η σύγκριση μετρά δύο πράγματα που δεν κάνουν την ίδια δουλειά.