Door Stefan Spiegelsberger (alias Mr. Blackout),

Vertaling: Tom Hoornstra.

Twee weken geleden begon ik mijn video met “Wat zullen we nu weer beleven”. En kort daarop verscheen er een reactie van het Duitse elektriciteitsnetbeheer. Maar nu dan een hele duidelijke reactie van de Vereniging van Duitse Elektrotechnici (VDE). Zij delen mee dat des te meer zon- en windstroom aan het net wordt geleverd, des te minder elektrische centrales stroom leveren die wordt opgewekt met roterende machines die een grote massatraagheid bezitten en daardoor onstaat er een lagere stabiliteit (ivm wisselende vraag en wisselend aanbod) op het net.

In de daaropvolgende nieuws-berichten wordt de energietransitie als mogelijke oorzaak genoemd en één bron noemt de Spaanse blackout een experiment. Een aantal van die berichten zouden we wellicht kunnen onderbrengen bij de categorie ‘complottheoriën’. Maar bij nader inzien zijn ze bijzonder interessant.

Nogal wat veronderstelde ‘complottheoriën’ bleken achteraf toch op waarheid te berusten. In die berichten vallen ons 2 dingen op. Namelijk het belang van momentreserve en het belang van blindvermogen. En dat we zullen moeten gaan opletten of we niet teveel of te weinig van deze twee zaken op het net hebben. En des te meer zon- en windsystemen erbij komen, des te groter de te verwachten problemen.

Dat kan wel eens het Tsjernobyl van de hernieuwbare energiebronnen gaan betekenen. En waarom speelt het in Duitsland nog steeds een minder belangrijke rol ? En er zijn interessante ontwikkelingen te melden waarover ‘Touch for Future‘ heeft bericht. En laten we nog even terugkijken naar de Spaanse blackout. Drie minuten voor de blackout was de vraag 25.000 MW en de productie 32.000 MW. Een veel te hoge productie.

En toen is het gebeurd. Maar ondertussen is er meer bekend geworden. Het blijkt namelijk dat op het moment van de blackout er slechts 24% van de benodige elektriciteitsproductie door elektrische centrales werd geleverd. En alleen die elektrische centrales bezitten momentreserve. Ook de grote roterende transformatoren bezitten momentreserve dankzij hun massatraagheid. En hun hoeksnelheid past precies bij de netfrequentie.

Deze generator maakt bijvoorbeeld 1.500 omwentelingen per minuut bij 50 Hz. Daar zit een factor 30 tussen. Veronderstel dat de netfrequentie zou toenemen tot 51 Hz, dan moet deze transformator zijn toerental doen toenemen tot 1.530 omw/min.

En daar is enige tijd voor nodig. Je kan het vergelijken met een berg op fietsen, daar is extra kracht voor nodig. En met het extra draaimoment komt die transformator eerst even op 50,1 Hz. Dit is hoe momentreserve werkt. En bij wind- en zonsystemen ontbreekt die momentreserve. Die systemen zijn slechts via een omvormer aan het net gekoppeld.

En nu zal er misschien verteld worden dat die blackout niet door de hernieuwbare bronnen kwam, maar de bewijzen zijn overduidelijk. Laten we eens kijken naar week 20, dan zien we hier dat 75% van de vraag wordt gedekt door elektrische centrales en verder in de tijd is dat getal steeds boven de 40%. Totdat we zijn aangekomen bij 24% en de grote stroomstoring plaats vond. Hier zien we (na de blackout) een periode van 60% of meer, dan ’s nachts een tijdje 40%, dan heel even (een paar minuten) 39%, maar vervolgens de hele tijd 40% of meer. De Spanjaarden hebben het begrepen en willen geen risico meer lopen.

Misschien is dat ook de reden dat de krant de Telegraph aandacht besteed aan deze grote stroomstoring, één van de grootste stroomstoringen in een industrieland sinds mensenheugenis. Maar het voelt zo aan, dat bepaalde krachten dit voorval in de doofpot zouden willen stoppen. En zo denk ik er ook over.

Het Transition News meldde zelfs dat het hier wellicht om een experiment gaat. En de socialistische regering onder leiding van Pedro Sanchez komt met allerlei ongeloofwaardige verklaringen, die totaal geen hout snijden. Dan komt Red Eléctrica de España (netbeheer) met een verklaring over wel of geen kernenergie. Maar nu blijkt dat de directeur van Red Eléctrica ene mevrouw Beatriz Corredor is, partijgenoot en goede bekende van president Sanchez. Helaas heeft mevrouw Correcor geen enkele relevante ervaring met netbeheer, voorheen was zij advocaat, maar ze verdient wel een riant salaris van € 550.000,– per jaar in haar huidige baan. Zij was ook nog enige tijd minister van Volkshuisvesting en lid van de tweede kamer. Ze is lid van dezelfde politieke partij als Pedro Sanchez. In februari 2020 is zij in haar huidige functie benoemd. Een mevrouw zonder relevante kennis en ervaring.

Bij ons is tegenwoordig mevrouw Reiche minister van Energie en ook dat wijst op politieke inmenging, want in hoeverre is zij deskundig op het gebied waar zij leiding aan geeft ? Want wie een echte deskundige wil raadplegen komt terecht bij professor Grätzel of zijn collega professor Vetter.

En prof. Vetter spreekt zich wat meer uit over de energietransitie. Maar ook interessant is de recente lezing van Luis Badesa (associate prof. in electrical engineering). Want al die landen zijn met elkaar verbonden en onlangs zijn ook Estland, Letland en Litouwen tot het europese stroomnet toegetreden. En we zullen in de toekomst meer rekening moeten houden met de (ongewenste) fluctuaties in de netfrequentie.

Waar we het het nog niet over hebben gehad, zijn de variaties in de netspanning. Die zijn soms ook aan forse verschillen onderhevig. Kort voor de blackout steeg de netspanning en op een gegeven moment was het afgelopen (het moment van de blackout).

Netspanningsvariaties blijken een grote rol te spelen; ik las een nieuwsbericht dat er op een 400 kV leiding op een gegeven ogenblik 470 kW werd gemeten, maar dat is 17,5% meer dan de bedoeling is en op een gegeven moment treden dan de beveiligingen in werking.

Dit wordt eigenlijk ook door netbeheer bevestigd, namelijk dat om 12:32 uur en 57 seconden er in Zuid-Spanje een hele rij stroomstoringen werd geregistreerd. Drie onderstations werden van het net afgeschakeld, en beste groene kijkers, als er een onderstation wordt afgeschakeld en is het onderstation niet de schuldige van de blackout, maar de werkelijke oorzaak is de schuldige van de blackout.

Want als bij u de thermische beveiliging of de zekering de stroom uitschakelt. Dan ligt dat niet aan de zekering, maar waarschijnlijk bij bijvoorbeeld de waterkoker die wellicht een kortsluiting heeft. En deze laatste mededeling was met name bedoeld voor de geachte afgevaardigde in de Duitse Landdag de heer Michael Joukov (Bündnis 90/de Grünen).

Doordat er in Spanje een beveiliging in werking trad, viel er een vermogen van 2,2 GW aan elektriciteitsproductie weg en als gevolg daarvan nam de netfrequentie af.

In Spanje en Portugal was sprake van een verhoogde netspanning, dat duidt op een capacitieve transmissielijn, met wellicht een teveel of te weinig aan blindvermogen.

(De Duite toelichting op het begrip Blindvermogen is hier verder niet vertaald).

Op het stroomnet is er sprake van het werkelijke vermogen, het schijnbare vermogen en het blindvermogen (ook bekend als het reactieve vermogen).

We kunnen ons het blindvermogen voorstellen als het smeermiddel op het net en een tekort of een teveel aan blindvermogen kan tot schommelingen in de netspanning leiden. En dit zou de oorzaak kunnen zijn van die hoge netspanning van 470 kV. De hoeveelheid blindvermogen is nooit een probleem geweest als het net word gevoed met elektrische centrales. Maar de zon- en windsystemen maken gelijkstroom en die wordt d.m.v. een omvormer op het net gezet en dat leidt dan vaak tot problemen met betrekking tot het blindvermogen.

Drie maanden geleden traden de beveiligingen tegen een te hoge netspanning in werking en werd er een kerncentrale in Spanje van het net afgeschakeld. Vermoedelijk was daar een teveel aan zon- en windstroom op het net de oorzaak van. Dus zullen we moeten ervaren hoe veel zon- en windsystemen aan het net kunnen brengen voordat de problemen met het blindvermogen storingen gaan veroorzaken.

Een goede verklaring voor dat feit zal moeten gaan komen van het VDE. Wij kunnen hier alleen maar vaststellen dat des te meer zon en windsystemen aan het net en des te minder conventionele elektrische centrales aan het net (die momentreserve bezitten), des te instabieler wordt het net.

En het Duitse Verbond der Elektrotechnik geeft hierover een hele duidelijke boodschap af:

“We moeten niet teveel zon- en windstroom op het net zetten, want dat gaat ten koste van de netstabiliteit”.

Dat wordt bevestigd door woordvoerder dr. ing. Ralf Petri.

Naar zijn zeggen was er voorafgaand aan de Spaanse blackout te weinig momentreserve in het net. Daardoor konden de schommelingen in de netfrequentie onvoldoende worden gedempt. Volgens Petri hebben we tegenwoordig te maken met grote problemen die ontstaan door de massale decentrale elektriciteitsproductie en deze problemen vereisen nieuwe technische oplossingen. Want tegenwoordig wil men windmolenstroom die in de Oostzee is opgewekt transporteren naar het zuidelijke München, maar vroeger kwam die stroom die München nodig had eenvoudigweg van de ISAR 2 kerncentrake die 50 km buiten München lag. Dat is het grote verschil met vroeger; hoe langer de stroom onderweg is, des te langer duurt het voordat variaties in de geproduceerde stroom worden gedempt.

Een dergelijke grote afstand kan de oorzaak worden van vermogens-oscillatie en een dergelijke oscillatie kan optreden tussen Noord- en Zuid-Europa of tussen Polen en het Iberische schiereiland (Spanje, Portugal). En we hebben zelfs die afstand nog groter gemaakt door landen als Estland en Letland in het Europese elektriciteitsnet op te nemen.

Het net is zodoende met enkele honderden kilometers uitgebreid en daardoor is de kans op vermogens-oscillatie toegenomen. In een extreem geval kan dat zelfs leiden tot het in werking treden van beveiligingen onder meer door overbelasting. Het vergrote net wordt gevoeliger voor een tekort aan momentreserve.

We moeten dus goed opletten naar hetgeen waarvoor het VDE ons waarschuwt, namelijk voor een teveel aan zon- en windstroom op het net. Momentreserve en blindvermogen zullen een grotere rol gaan spelen. We moeten beseffen dat zon- en windsystemen zelf gelijkstroom maken en dat die gelijkstroom via omvormers aan het net wordt geleverd. Deze omvormers produceren niet alleen 50 Hz wisselspanning, maar ook de zogeheten hogere harmonischen. En die hogere harmonischen komen vaak vanaf windparken op het net. En die hogere harmonischen leiden soms ook tot forse problemen. Ze kunnen storingen in het leidingnet en storingen in de aangesloten apparatuur veroorzaken. Men blijft maar zon- en windsystemen erbij bouwen, zonder te beseffen wat voor problemen dat met zich mee brengt.

En dan staan we een beetje dom te kijken als er een blackout optreedt. En nu zegt zelfs het VDE ons, dat dergelijke problemen ontstaan als we teveel zon- en windsystemen stroom op het net laten leveren.

En het VDE probeert het uit te leggen hoe of dat zo ongeveer werkt. En dat de problemen alleen maar zullen toenemen naarmate er meer elektrische centrales van het net worden afgekoppeld.

Want dergelijke centrales leveren ons de gewenste stabiliserende massatraagheid.

We zouden een dergelijk criterium voor de toekomst moeten vastleggen. We zulen moeten beseffen dat we met het huidige systeem (en de toekomstige uitbreiding daarvan) te maken hebben met volstrekt nieuwe risico’s. En de meesten onder ons hebben daar totaal geen kaas van gegeten. Ik weet persoonlijk wel wat over een elektrisch net in ons eigen land, maar wat er zich allemaal in zo’n groot Europees elektriciteitsnet afspeelt, dat is lastige materie. Dus kunnen we verwachten dat stroomstoringen die te wijten zijn aan deze nieuwe problemen zich ook bij ons kunnen voordoen.

Wij hebben nog wel het voordeel, dat we redelijk wat momentreserve in kunnen brengen. Het bedrijf ‘Tech for Future‘ heeft het voor ons uitgezocht. Wat betreft momentreserver staat Portugal op de laatste plaats, Griekenland heeft ook weinig, dan volgt Ierland en daarna Spanje. Maar Spanje doet het op dat gebied toch iets beter dan wij. Dus eigenlijk was de kans op een blackout bij ons eigenlijk nog wel iets groter dan bij Spanje.

Gelukkig hebben wij buurlanden met veel momentreserve, zoals Zwitserland en Tsjechië. Frankrijk bezit enorm veel momentreserve en Nederland doet het ook niet slecht. Dankzij onze buurlanden – ook Oostenrijk doet het goed – zitten wij in dat deel van het Europese net met relatief veel momentreserve, hetgeen gunstig is. Maar nu in heel Europa er zon- en windsystemen worden bijgebouwd, wordt het momentreserve-probleem toch wel steeds groter.

Volgens het VDE lopen er een aantal onderzoeksprojecten om bijvoorbeeld netinstabiliteit door hogere harmonischen beter te kunnen herkennen en tegen te kunnen gaan. Wij zijn helaas nog niet in staat om de omvormers te verbeteren of misschien dat die softwarematig verbeterd kunnen worden, maar dat weet ik niet of dat kan.

Maar ondanks de gesignaleerde problemen blijven we zon- en windsystemen bijbouwen, net zo lang totdat bij ons het licht uitgaat.

Goede nacht, Duitsland.

***

Bron: videokanaal: Outdoor Chiemgau.

***