Valurile de căldură și impactul lor asupra sistemului de energie

Valurile de căldură recente ne-au făcut să ținem mult mai mult timp aerul condiționat deschis, iar asta a dus la pene de curent în mai multe orașe din țară. Asta ne-a amintit că sistemul energetic nu este suficient de flexibil ca să se adapteze cererii noi, crescute, și că folosim prea puțin energia regenerabilă, față de potențialul României de producție.

Cum am ajuns „aici”

Într-o joi, pe 18 iulie, pe la ora 21:30, mă uitam la un film cu ventilatorul AC-ului pornit – fără răcire, încercam să fiu responsabil – când de-odată s-a tăiat curentul în tot blocul meu din București. Pana de curent a ținut 2 ore – timp în care mă pusesem deja în pat, amintindu-mi de poveștile părinților și bunicilor despre lipsa electricității pe timp de noapte din perioada comunistă.

Pana mea de curent, însă, apăruse la 34 ani după căderea comunismului, și cu 15 minute înainte de vârful maxim de consum zilnic din rețeaua națională. În acel interval, România importa, conform datelor Transelectrica, 837 MW de peste granițe, adunând putere cât produc împreună două hidrocentrale importante din țară (Lotru-Ciunget 510 MW + Retezat 335MW).

La energiaTa, un proiect educativ despre energie sustenabilă din cadrul EFdeN – comunitate axată pe construcții verzi –, vorbim adesea despre cum suntem pe ultimul loc în UE la consumul electric pe cap de locuitor și despre cum avântul prosumatorilor din România poate susține electrificarea acestui consum. Însă la o scară mai mare, nu suntem pregătiți să facem această tranziție electrică.

Dar înainte de a vorbi despre prosumatori, mai există o serie de surse de energie care nu funcționează la capacitate maximă, cum ne-am propus sau cum ne-am dori. Asta atât din cauza uzurii rețelei de energie care are nevoie de modernizări masive cât și din cauza limitărilor de import de energie cu care ne confruntăm. 

Le despicăm pe rând:

Starea rețelelor electrice de transport 

Doar 5.5% din liniile electrice de transport existente au fost realizate după anii 2000.

Transelectrica împarte suprafața României în zece zone din perspectiva capacităților de producere a energiei electrice, zona Dobrogei având de trei ori capacitatea zonei Moldovei, și totuși, în momentul de față, există o congestie a regenerabilelor în Dobrogea: la sfârșitul anului 2023 nu exista niciun MW disponibil, dar 3900 MW erau în așteptare. O veste bună este că în 2024 Transelectrica a adăugat 848 MW în disponibilitatea rețelei pentru zona respectivă, însă cererile au crescut cu un ritm mai accelerat de 1.500 MW.

Limitările transfrontaliere de import a energiei ale României 

Ca parte a procesului de consolidare europeană a rețelelor de transport a energiei electrice, în 2009 s-a format organizația ENTSO-E (Rețeaua Europeană a Operatorilor de Sisteme de Transport pentru Electricitate). În cadrul acestei organizații România, prin intermediul Transelectrica, se coordonează cu omologii țărilor europene în scopul tranzacționării eficiente a energiei electrice în momente de surplus a producției de energie, sau din contră, de deficiență. Există limite ale „cantităților” de energie de care ne putem ajuta din partea vecinilor — precum Ucraina, Serbia, Ungaria, Bulgaria sau Republica Moldova. Asta pentru că importurile trebuie să fie complementare producției interne. Astfel că România nu ar putea consuma exclusiv din exterior.

Mai jos puteți vedea capacitățile maxime pe care rețelele transfrontaliere le permit (ca referință, cererea maximă a României din timpul zilelor de caniculă a fost de 8500 MW)

Tranziția către energie verde

În ultimii șase ani, structura de producție a energiei electrice a fost puternic influențată de retragerile din exploatare ale unor centrale electrice care funcționau pe cărbune sau pe hidrocarburi. Din 2017, la nivelul României au fost retrase capacități totale de 5.508 MW, adică o scădere de 22%, care a fost contrabalansată de doar 2.5% de capacități noi, adică 624 MW, în 2023, echivalentul a două grupuri de la Rovinari sau Turceni.

Suntem în linie cu noi capacități care ar trebui să apară în următorii ani – 1500 MW de regenerabile doar în 2024 –, însă aceeași capacitate din surse poluante va trebui scoasă din exploatare până la sfârșitul lui 2025, și încă 1.140MW până în 2032.

Astfel, tranziția verde poate fi o sabie cu două tăișuri, în condițiile în care statul nu a înlocuit în același ritm centralele pe cărbune pe care le-a scos.

Deși România și-a atins mai devreme țintele de reducere a gazelor cu efect de seră: 57% în 2023 față de 55% obiectivul european pentru 2030 (Climate Action Progress Report 2023) n-a facut-o pe principii de dezvoltare durabilă.

E ca și cum ți-ai impune să renunți la fast food prin a-l înlocui cu mâncare sănătoasă, dar în loc să consumi alternative consistente te rezumi la a te infometa. Astfel, ți-ai îndeplinit scopul de a mânca sănătos, dar corpul tău nu mai are energie pentru a funcționa optim și ai constant o stare de moleșeală și slăbiciune.

Este esențial să cunoaștem și faptul că aceste obiective de reducere a emisiilor sunt comparate cu datele din 1990, exact anul în care am început să reducem industria și implicit emisiile din consumurile imense ale acestui sector.

Influența temperaturilor mediului

Deși cea mai mare parte a încălzirii în România se realizează cu gaz și lemne, populația poate apela la suplimentarea încălzirii locuințelor cu radiatoare electrice, în special în orașe ale căror sisteme de termoficare sunt deficitare – București este cel mai bun exemplu. Acest lucru ridică consumul electric la nivelele din timpul zilelor caniculare de vară. Ca exemplu, putem lua trei zile cu temperaturi diferite și să comparăm bilanțul energetic al acestora, astfel:

Observăm că în timpul iernii producția de energie este mai mare decât consumul, România fiind un exportator net de energie în acest anotimp, însă vara rolurile se inversează și suntem nevoiți să cumpărăm de la țările vecine. Această discrepanță are loc din cauza temperaturilor ridicate din timpul verii care scad atât nivelele de apă, cât și puterea curenților de aer, astfel că producțiile turbinelor hidroelectrice și eoliene sunt modeste.

În comparație, proporțiile fiecărei surse de energie din cele două anotimpuri arată astfel:

La ce ne putem aștepta în perioada următoare?

Pe 21 iunie 2024, în jurul orei 12:20 a avut loc o pană de curent generalizată în rețelele electrice din Albania, Muntenegru, Bosnia și Herțegovina și o pană de curent parțială în Croația timp de două ore din cauza condițiilor extreme de caniculă. România nu a fost afectată și a putut păstra continuitatea la nivel național, cu puține excepții locale resimțite de unii dintre noi.

Canicula a trecut momentan și riscurile penelor de curent au dispărut, însă schimbările permanente și majore prin care trec sistemele energetice ale tuturor țărilor membre UE vor perpetua riscul sabiei lui Damocles.

Ce soluții am avea pentru rețele mai solide pe timp de caniculă?

Investiții în infrastructură – Transelectrica va dubla capacitatea transfrontalieră de import/export a energiei electrice cu țările vecine, de la 3370 MW în prezent la 7050 MW în 2030, precum și o sumedenie de modernizări ale liniilor electrice de înaltă tensiune. Iar pe partea de joasă și medie tensiune distribuitorii regionali de energie au început demersuri de întărire a rețelelor, însă unul din factorii majori care încetinesc procesul este efortul de a realiza investiții fără a crește substanțial tarifele la consumatorii finali.

Tranziția către energie curată și constantă – Nu mai este o surpriză pentru nimeni că centralele fotovoltaice și eoliene nu au continuitatea de producție a centralelor clasice pe cărbune, iar pentru a putea manevra energia regenerabilă în timp vor trebui investiții consistente în stocarea la scară largă (cu acumulatori de energie electrică și centrale hidroelectrice cu acumulare prin pompaj), un capitol la care România este din păcate codașă în UE.

Colaborarea consumatorilor prin ajustarea comportamentului – Deși apelul Ministrului Energiei la responsabilitatea civică a populației prin reducerea consumului de energie electrică din intervalul 18:00-21:00 este corect din punct de vedere tehnic, acesta activează traumele din trecut legate de limitările pe care le-au suferit generațiile X și Baby Boomers. Rezolvarea smart, dar în același timp herculiană, de motivare a schimbării comportamentului de consum este în implementarea tarifelor dinamice orare, astfel amânarea sau programarea consumurilor de energie va fi răsplătită cu facturi mai mici la energie.

Acest proces ține tot de modernizarea infrastructurii, acesta presupune un grad de adopție ridicat a contoarelor inteligente care să poată înregistra orar aceste consumuri și să poată transmite automat date către furnizori, proces care este în derulare de către distribuitorii de energie electrică.

Integrarea eficientă și digitalizarea prosumatorilor

Exemplu: Avem un cartier cu patru case (pentru simplificare), toate racordate la același PT (post de transformare), practic rețeaua de joasă tensiune a cartierului. Considerăm intervalul orar 12:00-13:00 dintr-o zi caniculară de vară în care fiecare casă are un consum propriu de electricitate.

*Ce înseamnă în consum un anumit număr de kW?0.5-1 kW ~ un cuptor cu microunde; 2-3 kW ~ un cuptor electric; 3-4 kW ~ un aer condiționat de 12.000 BTU sau o mașină electrică (încărcare lentă).

Figura 1 (stânga) — Toate cele patru case sunt consumatori standard, consumul necesar al fiecărei case este același cu consumul din rețea, aceasta fiind singura sursă de energie electrică. Astfel consumul total al cartierulului este de 32kW, putere instantanee pe care PT-ul o extrage din rețeaua națională.

Figura 2 (dreapta) – Două dintre cele patru gospodării au devenit prosumatoare, astfel într-un moment asemănător al unei zile caniculare casa 3 produce 11kW de putere fotovoltaică, din care cu 8 își acoperă integral propriul consum instant, și restul de 3kW îi livrează în rețea. Acest rest de energie urmează legile fizicii ale curentului electric care “curge” înspre cel mai apropiat loc în care este nevoie de ea, astfel alimentează casa 1 prin înjumătățirea necesarului de putere al acesteia din rețea, de la 6kW la 3kW.

În cazul casei 4 consumul propriu este mai ridicat decât producția și nu livrează energie, dar consumul pe care rețeaua trebuie să-l asigure a scăzut de la 15kW la 3kW. Astfel, în perioada respectivă din zi în care cerul este însorit, rețeaua națională trebuie să asigure producția a 9kW de putere, în schimbul a 32kW, o reducere cu 72%.

Deși casa 1 consumă energie produsă în comunitate de casa 2 în proporție de 50%, toată energia va fi facturată cu aceleași tarife de transport și distribuție conform aceleiași formule de calcul pentru consumul din rețeaua națională. Pentru o diferențiere corectă este nevoie de un sistem de contorizare inteligent care să realizeze bilanțul dinamic al tuturor momentelor de consum din perioada de facturare, acest sistem este caracteristic unei comunități de energie, concept care este încă teoretic în România. Ministerul Energiei facilitează grupuri de lucru pentru crearea unui cadru legal, financiar și tehnic potrivit în viitorul, să sperăm, apropiat.

Forța de muncă – Revoluționarea unui întreg sector necesită resursă umană atât abundentă, cât și pregătită. Cum putem oferi o nouă față energeticii din România pentru îmbogățirea și întinerirea resursei umane? Până înainte de pandemie întreg domeniul energiei părea că are viteza melcului în ceea ce privește dezvoltarea, comparativ cu viteza ghepardului pe care o prezenta IT-ul. Din această cauză tinerii au fost reticenți în urmarea unei cariere în energie. Această lentoare a fost confirmată în ultima perioadă în care s-a observat fragilitatea sistemului energetic în fața consumului ridicat de electricitate. 

Dar orice dificultate ascunde oportunități: UE împinge strategii și programe de finanțare pentru cel puțin următorii 26 ani în scopul revoluționării energiei din cele 27 state membre UE.