Obnovljivi viri energije lahko zamajejo stabilnost elektroenergetskega sistema

04. 04. 2019

S profesorjem dr. Rafaelom Mihaličem na Fakulteti za elektrotehniko Univerze v Ljubljani smo se pogovarjali o vplivu obnovljivih virov energije na elektroenergetski sistem, predvsem pa o slabostih in izzivih, ki jih prinašajo. V tem trenutku bi preveč obnovljivih virov zlahka povzročilo, da bi ostali #brezelektrike.

1. Katere so prednosti obnovljivih virov energije?

Naj odgovorim z vprašanjem; kaj si vi predstavljate pod pojmom obnovljivi viri energije? S tem vprašanjem se zelo veliko manipulira. Obnovljivi viri energije so tudi vodne elektrarne. Njihove prednosti so zelo očitne. Kar se narave tiče, pa je težko soditi. Če zajezimo neko reko, potem postrvi v njej več ne bo, kar je zanje slabo. Če pa se v nastalem jezeru naseli deset drugih vrst, ki sicer tam ne bi živele, je to za tiste vrste dobro.

Vodne elektrarne so prima, ker naj bi bilo gorivo zastonj. A lahko bi rekli, da je to spet filozofsko vprašanje - tudi nafta, plin in premog so zastonj, dokler so v zemlji. Ko jih začnemo izkoriščati v dobro civilizacije, pa se pojavijo stroški.

S stališča človekovega življenja in človekovega dojemanja okolja so tudi jedrski viri obnovljivi, saj jih je toliko, da jih v milijonih let ne moremo izkoristiti. Med obnovljive vire na primer spada tudi fuzija.

Nato pa pridemo do sonca in vetra. Najbrž poznate zakon o ohranitvi energije. Energija ne more priti iz nič, niti se spremeniti v nič - lahko se le pretvarja. Če torej priklopimo napravo v vtičnico, očitno energija iz vtičnice pride. Vendar tam ni mogla biti shranjena - tisti trenutek pride iz omrežja. V žici pa najbrž tudi ne more biti - kje je torej energija? Energija dejansko pride iz elektrarne in tisti trenutek mora elektrarna delovati. Ker imajo klasične elektrarne velike rotorje, to ni kritično. Kakor hitro se vrtijo, takšno frekvenco imamo. Če priklopite strojček, začne frekvenca zelo počasi padati. Elektrarne, ki skrbijo za frekvenco, takrat povečajo moč, da se frekvenca nazaj uravna (npr. bolj odprejo loputke za vodo ali paro). To se lahko prima uravnava s klasičnimi elektrarnami. Z obnovljivimi viri energije pa težje - veter zdaj je, zdaj ga ni, s soncem je podobno.

2. Vi predvsem opozarjate na njihove slabosti. Jih lahko povzamete v ključnih točkah?

Predvidevam, da govoriva o razpršenih virih. Največja težava je, da jih ne moremo nadzorovati. Iz njih ne moremo dobiti energije takrat, ko to želimo, kot rečeno za uravnavanje med porabo in proizvodnjo. Sicer doprinesejo h količini energije, vendar moramo zaradi spremenljivosti njim in siceršnji porabi prilagajati ostale vire. Zaradi tega je tudi prihranek goriva pri klasičnih elektrarnah nekoliko slabši, kot bi si želeli.

Vetrnice imajo še eno slabo lastnost - zelo so odvisne od hitrosti vetra. Če dvakrat bolj oz. manj piha, dajo osemkrat več oz. manj moči. Ker je veter  nenapovedljiv, njegova moč pa zelo nelinearna, se morajo ostale elektrarne toliko bolj prilagajati tudi njim. Slabost je torej tudi ta, da so ti viri zelo nenapovedljivi. To pomeni, da potrebujemo ogromno hranilnikov energije ali pa mora biti teh elektrarn relativno malo, tako da lahko njihovo nihanje kompenziramo z ostalimi, bolj prilagodljivimi elektrarnami.

Nekatere od teh elektrarn iz obnovljivih virov nimajo rotirajočih mas, ki zagotavljajo stabilnost. Zato pri več obnovljivih virih postane sistem bolj občutljiv. Čeprav se nam zdi stabilen, elektroenergetski sistem ves čas niha in lovi ravnotežje med porabo in proizvodnjo. Rotorji so edini element, ki vzdržujejo kontinuiteto.

Ena od slabosti je tudi njihova cena v neposrednem in posrednem smislu. Če pogledate korelacijo med količino obnovljivih virov in ceno elektrike po državah, boste videli, da velika količina obnovljivih virov močno korelira z visoko ceno elektrike pri potrošnikih (npr. Nemčija, Danska).

3. Kaj poceni in kaj draži električno energijo na trgu? Kaj pa na položnicah?

Na trgu električne energije elektriko razpršeni obnovljivi viri cenijo, saj je ta zastonj, ker je že plačana preko subvencij. Trg jo mora le vzeti, pa če jo rabi ali ne. A zraven morajo biti druge elektrarne, katerih energija pa ni zastonj, ampak stane. A pri ceni 30 do 50 evrov na megavatno uro (kot je sedaj op. a.) lahko kriješ obratovalne stroške, vendar nove elektrarne ni mogoče zgraditi. Za novo jedrsko elektrarno mora biti megavatna ura okrog 100 evrov, za novo premogovno okrog 60 ali 70 evrov na megavatno uro, za plinsko elektrarno okrog 120 evrov na megavatno uro.

4. Kakšen delež obnovljivih virov električne energije je s stališča vzdržnosti elektroenergetskega sistema oziroma njegove zanesljivosti in konstantnosti še dopusten? Za zdaj se delež še povečuje in zaradi tega še ni težav.

Če rečemo zelo neznanstveno, čez palec nekje do 10 odstotkov obnovljenih virov stroškov bistveno ne poveča. Pri deležu nad 30 odstotkov omenjenih virov pa so tako rekoč povsod velike težave in stroški. To niso stroški obnovljivih virov samih, ampak stroški, ki jih oni povzročijo, ker moramo elektroenergetski sistem zaradi njih prestrukturirati.

5. Kako lahko slabosti obnovljivih virov električne energije “nevtraliziramo”?

Če imamo obnovljivih virov električne energije veliko, je ena možnost shranjevanje energije, vendar je to realno gledano neuresničljivo. Tehnično sicer gre, vendar je cena tega zelo visoka.

6. Ali so s stališča energetske vzdržnosti kateri od obnovljivih virov električne energije boljši ali slabši?

Hidroelektrarne so prima. Biodizel je za moje pojme nasilje nad naravo. Velika polja biodizla so zelo lepo rumena, vendar pa tam ni ničesar drugega kot oljna ogrščica. Če želimo, da raste, jo moramo močno gnojiti in škropiti.

7. V kakšnih okoliščinah bi lahko Slovenija ostala #brezelektrike? Kaj nas ščiti pred tem scenarijem?

Ščiti nas to, da smo v zelo velikem evropskem energetskem sistemu, ki je zelo stabilen, gradili smo ga sto let. Prav tako večino elektrike še vedno proizvedejo klasične elektrarne. Slovenija ne bo ostala brez elektrike zato, ker je zelo dobro povezana s sosednjimi elektroenergetskimi sistemi. Ključ je dobra povezava s komerkoli je možno. Je pa Slovenija zelo majhen sistem in vprašanje, če lahko deluje kot otok.

8. Komu bi ta scenarij povzročil največ težav in kakšne bi bile posledice?

Elektrifikacija, oskrba z električno energijo, je največja pridobitev dvajsetega stoletja. Sploh se ne zavedamo, kaj vse je elektrika prinesla človeštvu. Brez elektrike ne bi nič delovalo - niti bencina v avtu ne bi mogli natočiti, saj delujejo črpalke na elektriko. Današnja civilizacija brez elektrike sploh ne more več preživeti.

Če bi ostali brez elektrike, bi imeli vsi težave. Država z nezanesljivo oskrbo z elektriko ne more računati na ekonomski razvoj, ker delovanje industrije v takih okoliščinah ni mogoče. V začetku 20. stoletja je bila povprečna življenjska doba v Evropi 39 let. Danes je skoraj 80, tudi na račun elektrike.

9. Do leta 2020 naj bi delež električne energije iz obnovljivih virov znašal okoli deset odstotkov, do leta 2030 pa 32 odstotkov. Se vam zdi ta cilj evropske direktive dosegljiv, kakšno je vaše mnenje?

Cilj je tehnično dosegljiv, kdo bo to plačal, pa ne vem. V vsakem primeru bomo poleg obnovljivih virov potrebovali tudi druge elektrarne - ko ni vetra in sonca, prižgemo elektrarno na plin, ... Ta pa seveda ni obnovljiv vir. Lahko, da si bodo izmislili nov tarifni sistem. To pomeni, da bodo prebivalstvo razdelili glede na to, koliko bo kdo plačal. Če želiš imeti elektriko kot zdaj, boš plačal veliko, če ti pa lahko trikrat na teden za pet ur elektriko ugasnemo, pa boš plačal manj.