Starzejąca się infrastruktura sieciowa

Rys. 2. Struktura wiekowa infrastruktury sieciowej (źródło: PTPiREE)

Przedsiębiorstwa energetyczne zapewniają, że dysponują wystarczającymi rezerwami, dzięki czemu odbiorcy nie muszą się obawiać o ciągłość dostaw. Rośnie także import energii z zagranicy. Mimo to co jakiś czas, podczas wyjątkowo mroźniej zimy lub bardzo dokuczliwych upałów, w mediach pojawiają się informacje o zagrożeniu blackoutem.

Biorąc pod uwagę moce wytwórcze elektrowni i stan techniczny infrastruktury, zarówno wytwórczej, jak i przesyłowej oraz dystrybucyjnej, nie można niestety tych obaw uznać za przesadzone. Jeśli chodzi o stan techniczny, to decydujący wpływ ma na niego stopień zużycia wynikający z czasu użytkowania. W przypadku większości elementów infrastruktury sieciowej w Polsce można już niestety mówić o ich starzeniu się.

Według danych Polskiego Towarzystwa Przesyłu i Rozdziału Energii Elektrycznej (PTPiREE) już od ponad 40 lat eksploatowane są: 42% wszystkich linii napowietrznych wysokiego napięcia, 30% stacji WN/SN, 19% transformatorów WN/SN, 37% linii napowietrznych średniego napięcia, 28% stacji SN/nn i 31% linii napowietrznych niskiego napięcia. Spośród wymienionych zdecydowanie największy stopień zużycia charakteryzuje linie napowietrzne wysokiego oraz średniego napięcia - prawie 80% z nich zostało wybudowanych ponad ćwierć wieku temu (rys. 2).

Czy sieci kablowe zastąpią napowietrzne?

Najmłodsze natomiast są: linie kablowe wysokiego napięcia, których aż 80% ma mniej, niż 10 lat, linie kablowe średniego napięcia, których 31% zostało zbudowanych w ostatniej dekadzie, a 28% ma między 10, a 25 lat i linie kablowe niskiego napięcia, których 31% jest w eksploatacji krócej, niż 10 lat, a 31% ma między 10, a 25 lat. Linii tego typu będzie prawdopodobnie przybywać, w związku z coraz bardziej ekstremalnymi zjawiskami pogodowymi, które występują na terenie naszego kraju.

Przykładem są nawałnice, które przeszły latem w zeszłym roku przez województwa kujawsko-pomorskie, pomorskie i wielkopolskie. Dokonały one ogromnych spustoszeń, uszkadzając budynki mieszkalne oraz elementy infrastruktury sieciowej, w tym głównie linie napowietrzne.

Z tego powodu przerwy w dostawach energii elektrycznej trwały od kilku do nawet kilkunastu dni. Na usuwanie skutków nawałnic przedsiębiorstwa energetyczne musiały przeznaczyć duże środki i zaangażować wielu pracowników. W rezultacie wywołało to dyskusję na temat konieczności zastąpienia linii napowietrznych liniami kablowymi.

Aktualnie udział tych ostatnich w całkowitej długości sieci jest niewielki - według PTPiREE w przypadku sieci niskiego napięcia wynosi 33%, a sieci średniego napięcia 25%. Wprawdzie koszt takiej wymiany byłby ogromny, liczony w dziesiątkach miliardów złotych, ale z drugiej strony nie jest ona wcale konieczna w całym kraju. Wręcz przeciwnie, nie ma sensu tam, gdzie nie ma drzew. Poza zmniejszeniem awaryjności sieci zastąpienie linii napowietrznych kablowymi mogłoby także ograniczyć koszty eksploatacyjne.

Straty przesyłowe

Jeśli z kolei chodzi o dysproporcje między zdolnościami produkcyjnymi polskiej elektroenergetyki, a zapotrzebowaniem na energię elektryczną, to koniecznie trzeba wspomnieć o jej znaczących, lecz niewykorzystywanych rezerwach. Są nimi straty energii ponoszone w czasie przesyłu i dystrybucji, definiowane jako różnica między energią, którą stacje transformatorowe elektrowni wprowadzają do systemu przesyłowego, a energią, którą pobierają odbiorcy końcowi. W naszym kraju sięgają one, według PTPiREE, kilkunastu procent i przewyższają średnią w Unii Europejskiej.

Wśród czynników, które mają wpływ na wielkość strat wymienia się: konstrukcję, wiek oraz stan techniczny sieci przesyłowych, ich przeciążenie, duże odległości, na jakie przesyłana jest energia oraz niedokładne pomiary zużycia energii elektrycznej, na podstawie których tworzone są błędne prognozy zużycia, w oparciu o które planuje i realizuje się dostawy energii w ilości zbyt dużej w stosunku do potrzeb odbiorców. By ograniczyć marnotrawstwo podejmuje się różne działania.

Przykładowe z nich to: dążenie do zwiększenia efektywności energetycznej urządzeń będących częścią sieci przesyłu i dystrybucji energii elektrycznej, na przykład transformatorów (patrz ramka) oraz prace nad niskostratnymi przewodami linii napowietrznych. Oprócz tego, gdy jest to opłacalne wdraża się technikę HVDC (High Voltage Direct Current), tzn. sieci przesyłowych wysokiego napięcia prądu stałego.

Głównym jej ograniczeniem jest fakt, że jest tańsza tylko w przypadku przesyłu prądu na bardzo dużych odległościach, większych niż 600 kilometrów liniami napowietrznymi i 50 kilometrów w przypadku kabli podmorskich. W technologii HVDC straty przesyłowe są jednak nawet o 50% mniejsze, niż w przypadku tradycyjnych linii napowietrznych.

Ograniczenie strat przesyłowych jest również jednym z celów tworzenia inteligentnych sieci elektroenergetycznych (smart grid), dzięki którym można bilansować podaż i popyt na energię elektryczną. Piszemy o nich w kolejnych rozdziałach.