Массовое отключение электричества в Испании показало необходимость аккумуляторов в мире с возобновляемой энергетикой

На прошлой неделе энергосистема Испании вышла из строя за считанные секунды, оставив без электричества всю страну и часть Португалии. Этот инцидент наглядно демонстрирует ключевой принцип работы электросетей: частота тока должна оставаться стабильной всегда.

С ростом доли возобновляемых источников энергии и увеличением зависимости от электричества (от электромобилей до тепловых насосов) риски подобных сбоев возрастают. Операторы энергосистем ищут решения, чтобы предотвратить новые масштабные отключения, и всё чаще обращаются к аккумуляторам.

Частота тока — это «сердцебиение» сети, поддерживающее передачу энергии от генераторов к потребителям. Традиционно её задают вращающиеся турбины тепловых и атомных электростанций. В Европе стандарт — 50 герц, допустимое отклонение всего ±0,2 Гц. Превышение порога в 0,5 Гц может привести к катастрофе, что и произошло в Испании.

Ветряки и солнечные панели не могут обеспечить необходимую инерцию для стабилизации частоты, поэтому Испания и Португалия по-прежнему зависят от угольных, газовых и гидроэлектростанций.

Аналогичные проблемы наблюдались в Техасе в 2021 году во время аномальных холодов, когда отключение газовых генераторов вызвало падение частоты. По словам оператора сети, система была в 4 минутах 37 секундах от полного коллапса, на восстановление которого потребовались бы недели.

Аккумуляторы способны мгновенно корректировать частоту, не требуя времени на «прогрев», как газовые станции. В Техасе они уже обеспечивают более половины ресурсов для стабилизации сети, тогда как традиционные электростанции составляют менее 20%.

Развиваются и новые технологии: Highview Power использует системы хранения энергии на сжиженном воздухе, а Siemens в Германии тестирует суперконденсаторы, способные отдавать 400 МВт мощности за секунду.

В Великобритании, где после отключения 2019 года усилили меры по стабилизации сети, внедряют «синхронные компенсаторы» — устройства, имитирующие работу традиционных генераторов. Страна также создала первый в мире рынок «нестандартных» источников инерции для сетей.

Испания пока отстаёт: при 64 ГВт солнечных мощностей в стране установлено всего 1 ГВт аккумуляторов. Расследование причин аварии продолжается, но очевидно: с ростом доли ВИЭ реакция на колебания частоты должна быть ещё быстрее.