Μέχρι πρόσφατα, η αξιοπιστία (reliability) αποτελούσε την κύρια παράμετρο αξιολόγησης των ηλεκτρικών συστημάτων. Ο όρος αξιοπιστία αναφέρεται στην ικανότητα του ηλεκτρικού συστήματος να λειτουργεί χωρίς διακοπές, εξασφαλίζοντας την επάρκεια και την ασφάλεια του. Ωστόσο, η εμπειρία έχει αποδείξει ότι η αξιοπιστία από μόνη της δεν είναι πλέον αρκετή. Οι ολοένα πιο συχνές και έντονες φυσικές καταστροφές, όπως οι καταιγίδες, οι καύσωνες, οι πυρκαγιές και οι πλημμύρες, σε συνδυασμό με την αύξηση των κυβερνοεπιθέσεων, καθιστούν επιτακτική την ανάγκη ενός διευρυμένου και δυναμικού πλαισίου προστασίας των ηλεκτρικών συστημάτων: αυτό της ανθεκτικότητας (resilience). Τα τελευταία χρόνια, η έννοια της ανθεκτικότητας έχει αναδειχθεί σε κρίσιμο παράγοντα για τη λειτουργία των σύγχρονων ηλεκτρικών συστημάτων. Η ανθεκτικότητα περιγράφει στην ικανότητα του ηλεκτρικού συστήματος όχι μόνο να αντέχει σε ξαφνικές και μεγάλες διαταραχές, αλλά και να προετοιμάζεται προληπτικά, να απορροφά το σοκ, να επανέρχεται γρήγορα και να προσαρμόζεται αξιοποιώντας την εμπειρία. Με άλλα λόγια, πρόκειται για ένα σύνολο χαρακτηριστικών που ξεκινούν από τον στρατηγικό σχεδιασμό, διαπερνούν τη λειτουργία και φτάνουν έως τη διαρκή προσαρμογή του ηλεκτρικού συστήματος στις νέες συνθήκες ενός μεταβαλλόμενου κόσμου.
Η έννοια της ανθεκτικότητας αποτυπώνεται εύστοχα μέσα από το διεθνώς αναγνωρισμένο πλαίσιο «3R» (Resist, Respond και Recover), τρεις θεμελιώδεις λειτουργίες που οφείλει να εξασφαλίζει κάθε ανθεκτικό ηλεκτρικό σύστημα. Τα 3R δεν λειτουργούν αυτόνομα, αλλά αποτελούν έναν ενιαίο κύκλο ανθεκτικότητας: αντοχή στο πλήγμα, άμεση ανταπόκριση και γρήγορη ανάκαμψη. Το πρώτο στάδιο της αντοχής (resist), αναφέρεται στην ικανότητα του συστήματος να αντέχει σε απροσδόκητα πλήγματα. Αυτό προϋποθέτει ότι οι υποδομές είναι κατασκευασμένες με τέτοιο τρόπο ώστε να αντέχουν σε ακραία φαινόμενα, όπως σφοδρούς ανέμους, πλημμύρες ή ακόμα και επιθέσεις. Για αυτό, δίνεται έμφαση στη φυσική προστασία των υποσταθμών, στην ανθεκτικότητα των υλικών, καθώς και στα πρότυπα ασφάλειας που υιοθετούνται. Κατά το δεύτερο στάδιο της ανταπόκρισης (respond), όταν συμβεί μία διαταραχή, το ηλεκτρικό σύστημα πρέπει να μπορεί να αντιδράσει άμεσα, περιορίζοντας τη βλάβη και διατηρώντας τη λειτουργικότητα σε κρίσιμα σημεία. Αυτή η ικανότητα βασίζεται σε μηχανισμούς αυτοματισμού και εφεδρικών λύσεων που ενεργοποιούνται γρήγορα, από την απομόνωση των βλαβών, μέχρι την ενεργοποίηση μικροδικτύων και την παροχή ενέργειας από τοπικές μονάδες ή συστήματα αποθήκευσης. Κατά το τρίτο και εξίσου σημαντικό στάδιο της ανάκαμψης (recover), το ζητούμενο είναι η ταχύτητα και η αποδοτικότητα με την οποία επανέρχεται η παροχή ηλεκτρισμού μετά το πέρας ενός συμβάντος. Ένα ανθεκτικό σύστημα διαθέτει οργανωμένα σχέδια αποκατάστασης, εκπαιδευμένο προσωπικό και κατάλληλα εργαλεία για γρήγορες επισκευές και επαναφορά της λειτουργίας στο σύνολο του δικτύου.
Η μέτρηση της ανθεκτικότητας στηρίζεται σε αυτές τις διαδοχικές φάσεις, αντικατοπτριζόμενη σε δείκτες που εκτιμούν την ετοιμότητα του δικτύου, την αποτελεσματική διαχείριση κρίσεων, την ταχύτητα επιστροφής στην ομαλότητα και το οικονομικό κόστος του κάθε γεγονότος. Είναι ενδεικτικό ότι στις Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής το συνολικό ετήσιο κόστος από διακοπές ρεύματος υπερβαίνει τα 150 δισεκατομμύρια δολάρια, ενώ το κόστος ανά ώρα διακοπής για κρίσιμες υποδομές, όπως τα νοσοκομεία και τα κέντρα δεδομένων, φτάνει ή και ξεπερνά τις δεκάδες χιλιάδες δολάρια.
Η ενίσχυση της ανθεκτικότητας προϋποθέτει στοχευμένες παρεμβάσεις σε πολλαπλά επίπεδα. Πρωταρχική σημασία έχει η θωράκιση των υποδομών, όπως, η ενίσχυση των γραμμών μεταφοράς, η προστασία των υποσταθμών από φυσικά φαινόμενα και η υπόγεια καλωδίωση σε περιοχές υψηλού κινδύνου. Συμπληρωματικά, η ανάπτυξη και ενίσχυση ηλεκτρικών διασυνδέσεων, μικροδικτύων και η παραγωγή και αποθήκευση ηλεκτρισμού κοντά στον τελικό καταναλωτή μειώνουν την εξάρτηση από το κεντρικό εθνικό δίκτυο, επιτρέποντας την ασφαλή λειτουργία ακόμη και σε περίπτωση απομόνωσης. Σημαντικό ρόλο στο νέο τοπίο παίζουν και οι τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας αφού παρέχουν κρίσιμη εφεδρεία που ενισχύει την απόκριση και την ανάκαμψη του συστήματος. Παράλληλα, τα έξυπνα δίκτυα, αξιοποιώντας τεχνολογίες αισθητήρων και τηλεμετρίας, επιτρέπουν γρηγορότερη διάγνωση βλαβών και αυτοματοποίηση των διαδικασιών αποκατάστασης. Η κυβερνοασφάλεια αποτελεί μία ακόμη αναδυόμενη πρόκληση. Καθώς τα ηλεκτρικά συστήματα βασίζονται όλο και περισσότερο σε ψηφιακές υποδομές, είναι απαραίτητο να προστατεύονται από επιθέσεις που μπορούν να προκαλέσουν εξίσου σοβαρή ζημιά με τις φυσικές καταστροφές. Επίσης η ανθεκτικότητα εξαρτάται όλο και περισσότερο από την ικανότητα του συστήματος να ενσωματώνει ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και να διαχειρίζεται την αυξημένη μεταβλητότητα. Εργαλεία τεχνητής νοημοσύνης, ανάλυσης δεδομένων και προγνωστικής λειτουργίας ήδη αξιοποιούνται για τη λήψη ταχύτερων και πιο ασφαλών αποφάσεων σε περιόδους κρίσης.
Η Κύπρος, αντιμετωπίζει αυξημένες προκλήσεις στον τομέα της ανθεκτικότητας αφού επηρεάζεται τόσο από φυσικούς κινδύνους (καύσωνες, πυρκαγιές, ισχυρούς ανέμους) όσο και από πιθανά τεχνικά προβλήματα λόγω της απομονωμένης λειτουργίας του ηλεκτρισμού συστήματος. Η πορεία προς την ενίσχυση της ανθεκτικότητας της χώρας μας περιλαμβάνει πλέον την ανάπτυξη ηλεκτρικών διασυνδέσεων, την υιοθέτηση μικροδικτύων, την αποθήκευση ενέργειας, την ενίσχυση της κυβερνοασφάλειας και την καλύτερη διαχείριση του ανθρώπινου δυναμικού. Σχετική με το θέμα είναι η Ρυθμιστική Απόφαση της ΡΑΕΚ 2/2019 με θέμα τον επανασχεδιασμό του ηλεκτρικού συστήματος της Κύπρου ώστε να γίνει «έξυπνο» και αμφίδρομο για να καταστεί δυνατή η ενσωμάτωση μεγάλων ποσοτήτων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας σε συνδυασμό με συστήματα αποθήκευσης ενέργειας. Καθώς ο καιρός γίνεται ολοένα και πιο ακραίος και οι τεχνολογικές προκλήσεις πολλαπλασιάζονται, η ανθεκτικότητα του ηλεκτρικού συστήματος της Κύπρου δεν είναι απλώς τεχνική προτεραιότητα ή μια προαιρετική επιλογή, αλλά απαραίτητη προϋπόθεση για την ευημερία, την κοινωνική συνοχή και τη βιώσιμη ανάπτυξη της χώρας μας.
*Ο Δρ. Ανδρέας Πουλλικκάς είναι Καθηγητής Ενεργειακών Συστημάτων στο Frederick University.
Από το Nomisma.com.cy