ناپایداری سیستم های تجدیدپذیر، درس هایی از خاموشی گسترده 2025 اروپا

یادداشت محمدرضا فلفلانی، مدیر اندیشکده خانه هم افزایی انرژی و آب خراسان رضوی

در آوریل ۲۰۲۵، خاموشی سراسری اروپا به ویژه در اسپانیا و پرتغال، زنگ خطری جدی برای آینده گذار انرژی قاره اروپا بود. بررسی های فنی ENTSO-E نشان داد که ترکیب خطرناکِ افزایش سهم انرژی های تجدیدپذیر ناپایدار بدون توسعه زیرساخت ذخیره سازی کافی، ضعف هماهنگی میان اپراتورهای ملی و فرسودگی شبکه انتقال در نقاط کلیدی، موجب فروپاشی لحظه ای تعادل تولید و مصرف شد البته در گزارشات منتشر شده ذکر گردیده که علل ریشه ای هنوز مشخص نشده و توسط کارشناسان مختلف در دست بررسی است. خروج یک خط ۴۰۰ کیلوولت میان فرانسه و اسپانیا، فرکانس شبکه را تا مرز بحران پایین آورد و در شرایطی که بیش از ۶۰ درصد برق از منابع بادی و خورشیدی تأمین می شد، سیستم قادر به جبران سریع افت توان نبود. پیامدهای اقتصادی و اجتماعی این حادثه، از اختلال در صنایع و حمل ونقل تا زیان میلیاردی، نشان داد که گذار به انرژی پاک بدون نگاه سیستمی می تواند به «بحران سبز» منجر شود. درس کلیدی این تجربه آن است که پایداری، ذخیره سازی و بهبود زیرساخت های انتقال، توزیع و دیسپاچینگ باید هم پای توسعه تجدیدپذیرها رشد کند؛ در غیر این صورت، سیاست های سبز نه تنها ضامن امنیت انرژی نخواهند بود، بلکه خود به عاملی برای خاموشی های بعدی بدل می شوند.

سؤالاتی که این گزارش به آن پاسخ می دهد:

1. چه عواملی موجب بروز خاموشی سراسری اروپا در آوریل ۲۰۲۵ شدند؟
2. این حادثه چه ضعف های ساختاری در گذار انرژی اروپا را آشکار کرد؟
3. چه راهبردها و درس آموخته هایی می تواند از تکرار چنین بحران هایی در آینده جلوگیری کند؟

تحلیل داده ها و یافته ها

در ۲۸ آوریل ۲۰۲۵، بخش هایی از شبکه برق اروپا، به ویژه در شبه جزیره ایبری (اسپانیا و پرتغال)، دچار خاموشی گسترده شدند. این رخداد که توسط شبکه هماهنگی برق اروپا به عنوان یک «حادثه سیستمی سطح بالا» طبقه بندی شد، موجب شد میلیون ها مشترک برای چند ساعت از برق محروم شوند و اثرات آن در زنجیره های صنعتی، حمل ونقل، و خدمات عمومی مشهود باشد.

علل فنی و سیستمی حادثه

بر اساس گزارش های ENTSO-E و مراکز پژوهشی از جمله Fraunhofer ISE و RTE France، عوامل زیر در ایجاد این بحران نقش کلیدی داشتند و البته علل ریشه ای هنوز مشخص نشده و توسط کارشناسان مختلف در دست بررسی است:

ناپایداری لحظه ای در فرکانس شبکه

یک خط انتقال ۴۰۰ کیلوولت میان فرانسه و اسپانیا به دلیل افزایش دمای بیش از حد ناشی از بارگذاری زیاد، از مدار خارج شد. این خروج ناگهانی سبب شد تعادل تولید و مصرف در بخش جنوب غربی اروپا به هم بخورد و فرکانس شبکه برای چند دقیقه به زیر ۴۹٫۵ هرتز سقوط کند.

نفوذ بالای منابع تجدیدپذیر ناپایدار

در زمان حادثه، بیش از ۶۰٪ از برق اسپانیا از باد و خورشید تأمین می شد. فقدان سامانه های پشتیبان و ذخیره انرژی، موجب شد که با افت ناگهانی توان، سیستم نتواند در لحظه پاسخ گوی افت فرکانس باشد.

هماهنگی ناکافی بین اپراتورهای ملی

یکی از ضعف های ساختاری در شبکه اروپا، «مرزهای مدیریتی» است؛ هر کشور سیاست کنترلی خاص خود را دارد و هماهنگی میان اپراتورهای ملی در زمان بحران به کندی انجام شد. تأخیر چند دقیقه ای در فعال سازی ذخایر اضطراری یکی از عوامل گسترش خاموشی بوده است.

عدم پایداری به دلیل توسعه بی برنامه انرژی های تجدیدپذیر

با گسترش استفاده از منابع تجدیدپذیر بادی و خورشیدی و به دلیل نوسانات شدید لحظه ای آن ها، وجود ذخیره سازهای انرژی برای مهار نوسانات فرکانسی و ولتاژی شبکه ضروری است. در نبود ذخیره سازها و به دلیل کندتر بودن پاسخ نیروگاه های حرارتی، شبکه در معرض قطعی سراسری قرار گرفت و بلک اوت شبکه در شبه جزیره ایبری (اسپانیا و پرتغال) رخ داد. یک فرضیه این است که این قطعی به دلیل مازاد تولید لحظه ای تجدیدپذیر رخ داد و منجر به قطعی 10 ساعته و مرگ 8 نفر در این دو کشور شد.

درس آموخته ها

ضرورت «طراحی سیستمی» در توسعه انرژی تجدیدپذیر

توسعه بی برنامه نیروگاه های بادی و خورشیدی، بدون توجه به زیرساخت ذخیره سازی و پایداری فرکانس، می تواند شبکه را شکننده کند. تجدیدپذیرها زمانی مفیدند که در بستر یک «معماری سیستمی هوشمند» جای گیرند.

اهمیت شبکه های  هوشمند

رصد لحظه ای فرکانس، ولتاژ و پاسخ بار باید با کمک شبکه های هوشمند و الگوریتم های پیش بینی تقاضا و تولید انجام شود. اروپا اکنون به دنبال گسترش سامانه های همزاد دیجیتال مبتنی بر هوش مصنوعی برای مدیریت پایدار شبکه است.

ذخیره سازی انرژی، حلقه مفقوده امنیت شبکه

نبود ظرفیت ذخیره کافی یکی از ضعف های کلیدی بود. هر واحد تجدیدپذیر باید دارای برنامه هم زمانی با منابع ذخیره یا تولید پایدار و میکرو گرید باشد. (در غیر این صورت کارکرد پدافند غیر عامل نیز نخواهد داشت)

نیاز به تمرین های دوره ای بحران مبتنی بر سناریوهای از پیش تعیین شده و تفکر مبتنی بر ریسک

حادثه بلک اوت ۲۰۲۵ نشان داد که مانورها و تمرین های شبیه سازی بحران و پروتکل های دیسپاچینگ (و دستورالعمل هایی مانند دستورالعمل ثابت بهره برداری در ایران) برای بازگرداندن شبکه در شرایط اضطراری باید منظم تر اجرا شوند.

توصیه های سیاستی برای پیشگیری از اتفاقات مشابه در ایران

1. یکپارچه سازی سیاست توسعه انرژی های تجدیدپذیر و پایداری شبکه در سطح کشور و فراتر از مرزهای ملی.
2. تعریف شاخص های حداقل ذخیره انرژی در مناطق دارای سهم بالای تجدیدپذیر.
3. مدیریت متمرکز نیروگاه های کوچک مقیاس از طریق پلتفرم های هوشمند برای جلوگیری ناپایداری.
4. به کارگیری فناوری های پیش بینی مبتنی بر هوش مصنوعی برای نوسانات باد و خورشید.
5. سرمایه گذاری در خطوط انتقال و توزیع جدید با قابلیت انعطاف و مانورپذیری شبکه بالا.
6. بازنگری در مقررات بازار برق به گونه ای که پایداری فنی، نه فقط قیمت، در تصمیم گیری لحاظ شود و به احداث میکرو گریدها توجه شود.

جمع بندی

حادثه آوریل ۲۰۲۵ نشان داد که «گذار انرژی» اگر بدون برنامه سیستمی و ذخیره کافی انجام شود، می تواند خود به تهدیدی برای امنیت انرژی بدل گردد. درس کلیدی این رویداد برای اروپا و سایر مناطق جهان این است که پایداری، انعطاف پذیری و هماهنگی نهادی باید هم پایه توسعه انرژی های تجدیدپذیر رشد کند؛ در غیر این صورت، سبز شدن شبکه به قیمت خاموشی های سیاه تمام خواهد شد.