Hoće li nove vetroelektrane da ugroze funkcionisanje postojeće elektroenergetske mreže u Srbiji?

Kako navode dva nova domaća istraživanja objavljena krajem prošle godine, mreža u Srbiji mogla bi da prihvati i balansira višestruko veću instalisanu snagu vetra, a postojeće vetroelektrane već imaju stabilniju proizvodnju nego što bismo možda očekivali.

Ali razumljivo je biti skeptičan prema vetru.

Sa jedne strane, od industrijskih postrojenja pa sve do malih kućnih aparata, naše snabdevanje strujom mora biti stabilno – inače ništa od savremene civilizacije.

Sa druge strane, vetar duva u skladu sa neuhvatljivim i misterioznim pravilima lokalne klime, menjajući snagu iz sata u sat, iz dana u dan i kroz godišnja doba.

Iz ovog fundamentalnog neslaganja nastaje gotova celokupna naša laička skepsa prema vetroelektranama: zašto bismo našu stalnu potrebu vezali za jedan nestalni izvor? Zar treba da nam tinja sijalica, da se pokvari zamrzivač, zato što je popustila košava?

Srećom, realnost energije vetra je ipak nešto drugačija.

Priroda mreže

Naime, kako to opisuje dr Nenad Jovanović, konsultant za energetiku u kompaniji LDK Consultants iz Beograda i autor jednog od dva pomenuta rada, celokupan elektroenergetski sistem Srbije možemo zamisliti kao jedno jezero.

Iz njega otiče bezbroj vrlo promenljivih i nestabilnih reka, rečica i potoka (u prevodu: svi potrošači u zemlji), a u njega se uliva daleko manji broj pritoka. Najveća među pritokama, i najstabilnija u prinosu je ona koja dolazi iz termoelektrana, dok su nešto manje i nestalnije, možda nalik na veće planinske potoke, one koje u jezero donose energiju iz hidro i vetroelektrana.

Upravljači ovim našim jezerom (u prevodu: EMS) imaju za cilj da u tom kompleksnom ekosistemu održe stabilan nivo vode, tj. da ujednače prilive i odlive električne energije, ali i da frekvenciju rada mreže održe na stabilnih 50 Hz. Elektroenergetski sistem je, drugim rečima, jedna celina, i njene gradivne elemente ima smisla posmatrati jedino kao delove te celine.

Na nivou čitavog sistema, potrošnja ima velike oscilacije u toku dana – primera radi, u toku jednog tipičnog dana ovog januara, ona se kretala između 3500 MW u ranim jutarnjim satima do preko 4500 u toku popodneva – rasla je, drugim rečima, za gotovo trećinu. U međuvremenu, proizvodnja se koriguje u skladu sa tim potrebama, a to važi i za termoelektrane. Mada je proizvodnja termoelektrana u toku jednog dana relativno stabilna, samo ovog januara izmeren je minimum proizvodnje od oko 1800 MW i maksimum od preko 3200.

U pitanju je kompleksan posao, upravljanje mrežom – generatori se angažuju u skladu sa potrebama, procenjuju se i upošljavaju rezerve, uvozi se ako dođe do nedostatka, i sve to iz sata u sat. Jedan važan alat je i procena planirane potrošnje koja se izračunava jedan dan unapred, i to za svakih deset minuta svakog (budućeg) sata. Upravljanje mrežom se planira u odnosu na ovu procenu, a na osnovu nje se izračunava i stopa odstupanja: jednom kada se dobije podatak o realnoj potrošnji, postaje jasno i koliko je prvobitna procena bila tačna.

E, to je mesto gde (bi mogao da) postoji problem sa vetroelektranama: da li možemo da procenimo njihovu proizvodnju čitav jedan dan unapred, koristeći se vremenskom prognozom? Da li ćemo imati velika odstupanja, i samim tim izgubiti moć da relativno precizno planiramo bilans između proizvodnje i potrošnje, koji je ključan za funkcionisanje čitave mreže?

Stabilnost vetra

Kako su u nedavno objavljenom radu pokazali Milica Radovanović (EMS) i dr Željko Đurišić (ETF), vetrovi nas mogu iznenaditi i znatno uticati na dnevna odstupanja u pojedinačnim elektranama, ali je ukupna energija od vetra zapravo relativno, možda i neočekivano predvidiva.

Naime, oni su analizirali odstupanja pet vetroelektrana u Južnom Banatu tokom 2020. godine, i otkrili da srednja nedeljna snaga debalansa (razlika između planirane i realne proizvodnje) nije prelazila 30 MW, tj. samo oko 8 odsto od oko 374 MW ukupne instalisane snage ovih pet vetroelektrana priključenih na prenosnu mrežu.

„To je ohrabrujuć rezultat“, kaže dr Nenad Jovanović, objašnjavajući faktore koji utiču na smanjenje rizika: „vetar može da neočekivano oslabi na jednoj lokaciji, ali to meni nije problem ako se pojača na nekoj drugoj lokaciji, gde takođe imam vetroelektranu.“

Uostalom, nije ključno odstupanje proizvodnje na nekom jednom konkretnom lokalitetu, već ukupna proizvodnja iz obnovljivih izvora kao što je vetar.

„To znači da bi odstupanje proizvodnje trebalo da bude manje što su vetroelektrane rasprostranjenije“, kaže Jovanović. „Sutra nećemo imati samo Južni Banat, već i ostatak Vojvodine, Golubac, mnogo više lokaliteta…“

Jovanovićevo istraživanje imalo je drugačiji pristup: on je modelirao optimizaciju rada sistema za jedan konkretan dan u prošlosti (29. januar 2022. godine), za koji već imamo sve relevantne podatke. Zatim je u svoj model uključio jedno pitanje – šta bi se dogodilo tog dana da je instalisana snaga vetra bila pet puta veća?

Odgovor modela bio je nedvosmislen: suprotno očekivanjima skeptika, drastično povećana instalisana snaga vetra nije dovela do katastrofe u balansiranju proizvodnje struje. Model je i identifikovao koji postojeće elektrane mogu vršiti funkciju rezerve u takvom sistemu.

„Ovo znači da je postojeći sistem, naravno ukoliko bi EMS pripremio mrežu, već spreman i može da prihvati daleko više energije iz vetra, bez većih problema“, kaže Jovanović.

Uostalom, kako kaže, petostruko povećanje bilo je samo primer koji je on uzeo u modelu – nije u pitanju nikakav maksimum. A nestabilnost vetra je, po svemu sudeći, najvećim delom neosnovana briga, dokle god imamo „bazu“ koja je sada već uveliko sposobna da uskoči onda kada nas vremenske prilike izdaju.

„A u danima kao što su ovi, sa jakim vetrom“, kaže Jovanović, „ako pratite proozvodnju vetroelektrana, vidite da one rade stabilno poput nuklearke.“