Τα σύγχρονα Συστήματα Ηλεκτρικής Ενέργειας (ΣΗΕ) σχεδιάζονται με τρόπο ώστε να εξυπηρετούν την αξιόπιστη τροφοδότηση των καταναλωτών υπό κανονικές συνθήκες λειτουργίας και όταν συμβαίνουν κοινές βλάβες ή αναμενόμενες διαταραχές. Στα πλαίσια αυτά τα ΣΗΕ αποτελούν σήμερα εξαιρετικά πολύπλοκες υποδομές που έχουν πετύχει μεγάλους βαθμούς αξιοπιστίας (μεγαλύτερους από 99.9%), πολύ μεγαλύτερους από άλλες υποδομές, όπως τα τηλεπικοινωνιακά συστήματα.
Οι υποδομές αυτές όμως δεν έχουν την ικανότητα να αντιμετωπίζουν αποτελεσματικά απρόβλεπτες ακραίες καταστάσεις, που έχουν μικρή συχνότητα εμφάνισης, αλλά καταστροφικές
επιπτώσεις. Αυτές οι καταστάσεις οφείλονται συνήθως σε ακραία καιρικά φαινόμενα, όπως θυελλώδεις άνεμοι, πλημμύρες, έντονες χιονοπτώσεις, πυρκαγιές αλλά και άλλα φυσικά φαινόμενα, όπως οι σεισμοί. Τέτοια καιρικά φαινόμενα παρατηρήθηκαν πρόσφατα σε όλο τον κόσμο, όπως οι έντονες χιονοπτώσεις στην Αθήνα και το δριμύ ψύχος στο Τέξας και εμφανίζονται όλο και πιο συχνά τα τελευταία χρόνια. Η επιστημονική κοινότητα προειδοποιεί δε ότι η συχνότητα και ένταση τους θα αυξηθεί ακόμα περισσότερο λόγω της κλιματικής αλλαγής. Επομένως απαιτούνται μέτρα για την αντιμετώπιση τέτοιων έκτακτων καταστάσεων. Η ικανότητα ενός ΣΗΕ να αντιμετωπίζει γεγονότα μικρής πιθανότητας, τα οποία μπορεί να μην έχει αντιμετωπίσει στο παρελθόν, αλλά έχουν μεγάλες επιπτώσεις στις υποδομές και κατ’ επέκταση στη λειτουργία του, ονομάζεται ανθεκτικότητα (resilience) του Συστήματος. Με αυτό τον όρο εννοούμε επιπλέον την ικανότητα του να ανακάμπτει ταχέως μετά την εμφάνιση τέτοιων γεγονότων, και να προσαρμόζει τη λειτουργία του και τη δομή του, ώστε να μετριάσει τις επιπτώσεις τους. Η ενίσχυση της ανθεκτικότητας έχει ως στόχο, το Σύστημα να «λυγίσει» και να μη «σπάσει» στην εμφάνιση αυτών των φαινόμενων.Η σφοδρή χιονόπτωση που έφερε η κακοκαιρία «Μήδεια» στη χώρα μας και η οποία είχε ως αποτέλεσμα πολύωρες έως και πολυήμερες διακοπές ρεύματος σε εκατοντάδες χιλιάδες καταναλωτές, αποκάλυψε την έλλειψη ανθεκτικότητας του ελληνικού ΣΗΕ. Πρέπει να τονιστεί, ότι οι καταστροφές στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας δεν προκάλεσαν προβλήματα μόνο στην ηλεκτροδότηση αλλά και στην υδροδότηση, καθώς η εύρυθμη λειτουργία του δικτύου ύδρευσης (π.χ. η λειτουργία των αντλιοστασίων) εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το ηλεκτρικό δίκτυο. Και βέβαια οι πρόσφατες χιονοπτώσεις δεν ήταν το πρώτο ή το μόνο ακραίο φαινόμενο που παρατηρήθηκε τα τελευταία χρόνια στην Ελλάδα με τραγικές συνέπειες για τους καταναλωτές. Ας θυμηθούμε και άλλες σφοδρές χιονοπτώσεις και πολλές πλημμύρες, όπως η πρόσφατη θεομηνία στην Καρδίτσα, κατά την οποία πλημμύρησαν αρκετοί υπόγειοι υποσταθμοί, διακόπτοντας την ηλεκτροδότηση πολλών καταναλωτών. Ομοίως, τις πολυάριθμες πυρκαγιές που παρατηρούνται στην Ελλάδα κατά τους θερινούς μήνες με τις καταστροφικές συνέπειες και για τη λειτουργία του ΣΗΕ. Ως εκ τούτου, απαιτείται μακροχρόνιος σχεδιασμός, ο οποίος θα λαμβάνει υπόψη τις επιπτώσεις όλων αυτών των γεγονότων χωρίς να αυξάνει υπέρμετρα το κόστος ανάπτυξης και λειτουργίας των δικτύων.
Γενικά, η ενίσχυση της ανθεκτικότητας ενός ΣΗΕ επιτυγχάνεται με δύο τρόπους, με μέτρα ενδυνάμωσης (hardening measures) ή/και με μέτρα ενίσχυσης της «ευφυούς» λειτουργίας (operational/smart measures). Τα μέτρα ενδυνάμωσης εστιάζουν στη βελτίωση της ανθεκτικότητας των υποδομών με στόχο να τις κάνουν λιγότερο ευάλωτες σε ακραία φαινόμενα. Περιλαμβάνουν μεταξύ άλλων την υπογειοποίηση των εναέριων γραμμών για προστασία από θυελλώδεις ανέμους και χιονοπτώσεις, την υπερύψωση των υποσταθμών για προστασία από πλημμύρες, την ανακατασκευή κάποιων στοιχείων του δικτύου με πιο ανθεκτικά υλικά, τη μεταφορά κρίσιμων εγκαταστάσεων σε λιγότερο ευάλωτες περιοχές, καθώς και την κατασκευή παράλληλων γραμμών ή την προσθήκη μονάδων παραγωγής που δεν θα απαιτούνταν υπό κανονικές συνθήκες λειτουργίας. Οι λύσεις αυτής της κατηγορίας απαιτούν μεγάλα κόστη, κάνοντας την ενδυνάμωση του συνολικού δικτύου μη βιώσιμη. Επομένως, είναι θεμελιώδους σημασίας η αποδοτική αξιοποίηση περιορισμένου προϋπολογισμού για στοχευμένη ενδυνάμωση περιορισμένων τμημάτων του συστήματος.
Τα λειτουργικά μέτρα αποσκοπούν στην ενίσχυση της λειτουργικής ανθεκτικότητας του συστήματος, παρέχοντας την αναγκαία ευελιξία, ώστε να αντιμετωπιστούν αποδοτικά τα ακραία φαινόμενα κατά την εξέλιξη τους, αλλά και μετά το πέρας τους. Τέτοια μέτρα είναι η εκμετάλλευση της διεσπαρμένης παραγωγής σε συνδυασμό με τη διαχείριση ζήτησης, η χρήση τοπικών μονάδων παραγωγής και αποθήκευσης και η χρήση κινητών μονάδων για έκτακτες καταστάσεις, καθώς και ο σχηματισμός μικροδικτύων, δηλαδή νησίδων μέσα στο δίκτυο που λειτουργούν αυτόνομα. Αυτά τα μέσα καθιστούν το ΣΗΕ λιγότερο ευάλωτο στην απώλεια γραμμών μεταφοράς και διανομής και υποσταθμών, καθώς η ενέργεια παράγεται και καταναλώνεται τοπικά και μπορεί να τροφοδοτήσει κρίσιμα φορτία φωτισμού και ασφάλειας, επείγουσας υγειονομικής περίθαλψης, υδροδότησης, κλπ. Άλλα λειτουργικά μέτρα αφορούν τεχνικές αποκατάστασης, προσαρμοσμένες σε εκτεταμένες διακοπές παροχής ηλεκτρικής ενέργειας, δεδομένου ότι είναι πολύ πιθανό να υπάρχουν πολλαπλές βλάβες ως αποτέλεσμα μιας φυσικής καταστροφής. Παραδείγματος χάριν η αποτελεσματική οργάνωση και διαχείριση των συνεργείων επισκευής μπορεί να μειώσει δραστικά τον χρόνο αποκατάστασης της ηλεκτροδότησης των αποκομμένων καταναλωτών. Επίσης, η εφαρμογή προηγμένων συστημάτων ψηφιοποίησης, όπως σύγχρονα συστήματα οπτικοποίησης σε συνδυασμό με χωρικά δεδομένα (συστήματα GIS), είναι πολύ σημαντική για την επίγνωση της κατάστασης του ΣΗΕ κατά την έναρξη και καθ’ όλη τη διάρκεια του φαινομένου ώστε να εκτιμηθεί το επίπεδο βλαβών και να καθοριστούν οι προτεραιότητες για ταχεία αποκατάσταση της ηλεκτροδότησης.
Από τα παραπάνω μπορεί να συμπεράνει κάποιος ότι η υπογειοποίηση των γραμμών μεταφοράς και διανομής ηλεκτρικής ενέργειας, η οποία παρουσιάζεται ως πανάκεια έναντι των ακραίων καιρικών φαινομένων, δεν είναι η μόνη λύση για την αντιμετώπιση παρόμοιων γεγονότων στο μέλλον και όχι σίγουρα η βέλτιστη. Για παράδειγμα οι υπόγειες γραμμές δεν θα μπορούσαν να προστατέψουν τους υπόγειους υποσταθμούς στην πλημμύρα της Καρδίτσας ή της Μάνδρας. Δεν είναι καθόλου σίγουρο ότι θα ήταν η ενδεδειγμένη λύση σε μια σεισμογενή χώρα σαν την Ελλάδα. Το κυριότερο πρόβλημα όμως είναι ότι η υπογειοποίηση συνεπάγεται τεράστιο κόστος, δεδομένου ότι μια υπόγεια γραμμή κοστίζει 3 με 4 φορές περισσότερο από την αντίστοιχη εναέρια. Επιπλέον, σε περίπτωση βλάβης ο χρόνος εντοπισμού και το κόστος αποκατάστασης των υπόγειων γραμμών είναι αρκετά μεγαλύτερος. Επομένως, μια υβριδική προσέγγιση, η οποία ισχυροποιεί το ΣΗΕ αλλά και το κάνει και «ευφυέστερο», φαίνεται να είναι η μόνη βιώσιμη λύση μακροπρόθεσμα. Η εύρεση μιας τέτοιας λύσης απαιτεί προσεκτική μελέτη των υπαρχόντων δεδομένων, λαμβάνοντας παράλληλα υπόψη τις ιδιαιτερότητες κάθε περιοχής και τους πιθανούς κινδύνους που προέρχονται από διαφόρων ειδών ακραία φαινόμενα. Η υπογειοποίηση ορισμένων γραμμών πιθανόν να αποτελέσει μέρος της λύσης, αλλά κάτι τέτοιο θα πρέπει να αποφασιστεί μετά από ορθή ανάλυση των δεδομένων και σύγκριση με όλες τις πιθανές λύσεις.
Για να μη δούμε παρόμοιες επιπτώσεις ακραίων καιρικών φαινόμενων, που με βεβαιότητα θα συμβούν στο μέλλον, θα πρέπει η Πολιτεία να απαιτήσει την κατάστρωση μακροχρόνιων σχεδίων ανθεκτικότητας των στρατηγικών υποδομών της χώρας, όπως τα ηλεκτρικά δίκτυα. Η ΡΑΕ θα πρέπει να επιτρέψει τη χρηματοδότηση λελογισμένων σχετικών επενδύσεων και τις κατάλληλες προσαρμογές στον κώδικα λειτουργίας του ΣΗΕ. Για παράδειγμα, θα πρέπει να επιτρέψει στους διαχειριστές την κατοχή και λειτουργία σταθερών ή κινητών μονάδων παραγωγής και αποθήκευσης για χρήση τους στην περίπτωση ακραίων γεγονότων, προκειμένου να ελαχιστοποιηθεί η αποκοπή των καταναλωτών μέχρι να αποκατασταθούν οι βλάβες. Τέτοια μέτρα έχουν εφαρμοσθεί και εξετάζονται σε πολλά προηγμένα κράτη, όπως στις Η.Π.Α, Ιαπωνία, Αγγλία και Γερμανία, κλπ. καθώς και από τους Ευρωπαϊκούς οργανισμούς των Διαχειριστών Δικτύων, όπως ο ENTSO-E και ο E.DSO. Η ουσιαστική αντιμετώπιση των επιπτώσεων των ακραίων καιρικών φαινομένων απαιτούν μια ολιστική θεώρηση και ένα έγκαιρο και συστηματικό σχεδιασμό της ενίσχυσης της ανθεκτικότητας του ΣΗΕ.
Δημήτρης Τράκας, Δρ. Ηλεκτρολόγος Μηχανικός
Νίκος Χατζηαργυρίου, Καθ. ΕΜΠ, πρώην ΔΝΣ ΔΕΔΔΗΕ
