Strømbruddet i Spania og Portugal

Mandag 28. april klokken 12:33 forsvant strømmen i store deler av Spania og Portugal. Kort tid etter startet tilkoblingen av strømkundene igjen, og vel et døgn senere hadde de fleste fått strømmen tilbake. I et moderne samfunn er så store og, for de som ventet lengst, langvarige strømbrudd en alvorlig sak. Spanske medier har meldt om minst fem dødsfall som knyttes til strømbruddet. Det er økonomiske tap, blant annet knyttet til kjølevarer. Og det var store praktiske utfordringer for folk som satt fast i heiser, tog og T-baner som stod stille, bensinstasjoner som ikke kunne levere ut drivstoff osv. En som har hatt hendene fulle de siste dagene er den ansvarlige statsråd på feltet, Sara Aagesen. Hun er utdannet ingeniør og har dansk far som navnet antyder.

I Spania er det så langt varslet minst fem separate granskinger. Det inkluderer nettselskapet Red Eléctricas egen gransking, regjeringens gransking, EUs gransking og to uavhengige myndigheters granskinger av eventuelle brudd på konkurransereglene og cyberkriminalitet. Det er all grunn til å tro at både den utløsende årsaken og grunnen til at denne dro med seg hele strømnettet snart vil bli kjent. Nå fingranskes millioner av datapunkter rundt de fem kritiske sekundene for å komme helt til bunns i hva som skjedde.

Opposisjonen gikk umiddelbart til angrep på regjeringen. Angrepene har særlig vært knyttet til at det ikke umiddelbart har blitt klart hvorfor strømbruddet skjedde og at regjeringen ventet på anmodninger fra de ulike regionene fremfor selv å utløse krisefullmaktene umiddelbart. Regionale ledere fra opposisjonen har kritisert mangel på informasjon og at sentrale myndigheter ikke tok kontakt med dem.

De første timene sirkulerte det i mediene en rekke forklaringer som senere er trukket eller viste seg å være basert på misforståelser. Det inkluderer cyberangrep, uvanlige atmosfæriske forhold, problemer med forbindelsen til Frankrike osv. Spanske myndigheter ba etter hvert om at man avsto fra å spekulere. Red Eléctrica har uttalt at deres foreløpig konklusjon, uten at noen forklaring så langt er utelukket, er at problemet oppstod i sørvest, i Extremadura, et område med mye solkraft. Her var det først et bortfall av produksjon som systemet taklet. Halvannet sekund senere oppstod enda et bortfall som systemet ikke taklet. Strømnett bygges etter N-1-prinsnippet. Det vil si at de skal tåle utfall av en komponent uten at noen mister strømmen. Reservene er da gjerne dimensjonert etter den største komponenten. Formuleringene fra nettoperatøren antyder at reservene var uttømt etter den første feilen og at man stod overfor et N-2-problem, noe de færreste strømnett er dimensjonert for.

Store strømbrudd er ikke vanlig i land med godt utbygd infrastruktur. Men det er heller ikke helt ukjent. I 2021 medførte vinterstormen Uri et omfattende strømbrudd i Texas. Mer enn 250 mennesker mistet livet. Både vindkraftverk, kjernekraftverk, kullkraftverk og særlig gasskraftverk falt ut fordi de ikke var forberedt på minusgrader. Manglende utvekslingskabler til omliggende strømnett (en gammel kampsak i Texas) forsterket problemet. Det har vært påpekt at også Spania og Portugal er sårbare på grunn av begrenset kapasitet på utvekslingskabler. I 2006 ble 10 millioner mennesker i Tyskland, Frankrike, Italia, Belgia og Spania rammet av et stort strømbrudd. Den innledende årsaken var stengingen av et luftspenn fordi et cruiseskip skulle passere under. Det ledet til en serie hendelser, som til slutt endte i et stort strømbrudd. I 2003 ble Italia og deler av Sveits rammet et strømbrudd forårsaket av at strømmen fra en høyspentledning slo over i et tre. Samme år var det et stort strømbrudd som omfattet flere delstater nordvest i USA og deler av Canada på grunn av en programvarefeil. En rekke land har også opplevd mer begrensede brudd eller rullerende utkoblinger på grunn av branner, tørke i vannmagasin, utfall i kraftverk og lignende.

Omfattende strømbrudd er altså ikke noe nytt, men strømbruddet i Spania og Portugal er det første i et nett med høy andel sol- og vindkraft. Det ble dermed umiddelbart et tema i en polarisert energidebatt. Spania fører en ambisiøs energipolitikk med stor pågående utbygging av sol- og vindkraft. Arbeidet har kommet langt, og blant annet bidratt til god energitilgang, lave strømpriser, stor interesse for industrietableringer og medvirket til en positiv økonomisk utvikling. Det har også bidratt til debattgleden at Spania følger en plan om utfasing av kjernekraft innen 2035. Opposisjonen ønsker å gjøre om på dette vedtaket. Regjeringen har så langt vist til at selskapene som eier kjernekraftverkene ikke har ytret ønske om noen endring i planene. Selskapene på sin side peker på at det er vanskelig kjernekraftverkene å drive lønnsomt. Strømprisene i markedet er lave og avgiftene som skal finansiere håndtering og lagring av brukt brensel og radioaktivt avfall har økt mye, blant annet fordi det ikke har vært mulig å bli enig om sentral midlertidig lagring.

Strømmiksen i Spania er mer blandet enn man kanskje kan få inntrykk av. På en vanlig dag, her 25. april i år, ser vi i figuren under hvordan solkraft spiller en særlig stor rolle midt på dagen. Vinden kom sterkere mot kvelden. Kjernekraften ligger der jevnt hele døgnet og det er også en del vann- og gasskraft. I tillegg er det ulike mindre kategorier, hvorav noe også er termisk (med roterende masse, mer om det under). Den store solkraftproduksjonen midt på dagen gir et kraftoverskudd som balanseres primært ved eksport til nabolandene, pumping i pumpekraftverkene og redusert produksjon fra gass- og vannkraft.

Kraftmiks i Spania 25. april 2025.

Da strømbruddet inntraff falt produksjonen (og forbruket) på det spanske fastlandet med 60 prosent i løpet av sekunder. Mye av dette, om ikke alt, skjedde automatisk etter at den første feilen eller feilene oppstod. Kraftelektronikk måler unormale verdier i nettet og kobler fra for å beskytte maskiner og utstyr fra å bli skadet. Det plutselige fallet ses tydelig i figuren under. Også eksport til naboland og pumper i pumpekraftverk koblet ut. Ganske raskt etter strømbruddet startet spanske energiselskaper den nitidige jobben med å koble på igjen forbruk og produksjon. Dette tar tid og må gjøres koordinert, slik at det hele tiden er balanse mellom produksjon og forbruk - ellers vil nye strømbrudd oppstå. I spanske medier ble det uttalt at man laget en "sandwich". Med utgangspunkt i gradvis økt overføring på utvekslingskablene med Frankrike og Marokko, og gradvis økt produksjon fra vann- og gasskraft, jobbet man seg samtidig sørover fra grensen mot Frankrike og nordover fra Middelhavskysten. Spanias statsminister har takket Frankrike og Marokko for viktige bidrag i denne fasen.

Kraftmiks i Spania 28. april 2025.

Det største produksjonfallet rammet solkraften. På få minutter falt produksjonen fra nesten 18 til 6 GW, og den neste timen videre til 4,5 GW. Utover kvelden ble solkraften gradvis erstattet av andre kilder. Den spanske organisasjonen for solkraftprodusenter har uttalt at utkoblingene var pålagt. Her siktes det trolig til den videre nedfasingen ut over dagen. Det umiddelbare fallet skyldes mest sannsynlig automatiske utkoblinger på grunn av feil i strømnettet.

Solkraftproduksjon i Spania 28. april 2025.

Vindkraften ser ut til å være blant kraftkildene som ble minst påvirket av problemene. Produksjonen var avtakende da bruddet inntraff, og bare en liten forstyrrelse er synlig i statistikken. Utover kvelden avtok produksjonen videre. I flere deler av Spania løyet vinden utover kvelden.

Vindkraftproduksjon i Spania 28. april 2025.

Kjernekraftverkene produserte 3,4 GW strøm da problemene inntraff. Kraftverkene som var i drift ble automatisk stengt ned på grunn av problemene i nettet, ifølge spanske atomsikkerhetsmyndigheter. Som de fleste kjernekraftverk er også de spanske avhengig av kontinuerlig tilførsel av strøm når de ikke er i drift. Det er nødvendig for å holde reaktorene i en trygg tilstand. Kjernekraftverk er derfor ofte plassert i knutepunkt av nettet, hvor de kan forsynes av flere uavhengige nettforbindelser. I dette tilfelle forsvant all ekstern strøm. Både kjernekraftverk i drift, og de som var ute av drift og derfor hentet nødvendig strøm i nettet, aktiverte derfor dieselgeneratorene som er siste skanse. Også dette skjedde automatisk og fungerte som planlagt i følge myndighetene. Det første spanske kjernekraftverket begynte å levere strøm til nettet igjen i 22-tiden tirsdag, dagen etter strømbruddet. Torsdag morgen pågikk oppstarten fortsatt, og kjernekraftverkene produserte da litt under halvparten av effekten før strømbruddet. Iberdrola har uttalt at deres kjernekraftverk er tilgjengelige ved behov. Det franske energiselskapet EDF har uttalt at også et kjernekraftverk (1,3 GW) på fransk side av grensen stengte ned automatisk kl 12:34. Bortfallet av kraft ble her erstattet av gasskraft. Det franske kjernekraftverket kom i drift igjen dagen etter.

Kjernekraftproduksjon i Spania 28. april 2025.

Også vannkraften så et produksjonsfall midt på dagen. Utover ettermiddagen ser vi hvordan særlig de regulerbare vannkraftverkene ble brukt for gradvis å kunne koble til mer forbruk igjen.

Vann- og pumpekraftproduksjon i Spania 28. april 2025.

Også lett regulerbare gasskraftverk ble satt inn og økte gradvis produksjonen etter hvert som flere fikk strømmen tilbake.

Gasskraftproduksjon i Spania 28. april 2025.

Spania eksporterte strøm til Frankrike og Marokko hele døgnet frem til 12:33 da utvekslingskablene stengte ned. Noen timer senere ble de tatt i bruk igjen, og spilte en viktig rolle i "sandwichen" da det nitidige arbeidet med å koble til strømmen igjen startet fra nord og sør i landet. Det er imidlertid små volumer. Det isolerte nettet har vært trukket frem som en sårbarhet. Spanske myndigheter har lenge forsøkt å bedre kapasiteten nordover. Det har ikke gått så fort som ønsket, men utbygging av flere utvekslingskabler er på gang. En ny forbindelse til Marokko har også vært planlagt.

Kraftutveksling med Frankrike og Marokko 28. april 2025.

Det er særlig mangelen på "roterende masse" som trekkes frem som en utfordring for strømnett med høy andel sol- og vindkraft. I tradisjonelle kraftverk med turbiner, bidrar intertien (tregheten) i den roterende delen av turbinen til å stabilisere nettet ved forstyrrelser. Tidligere store strømbrudd viser at en høy andel roterende masse ikke er noen garanti mot at problemer sprer seg i nettet til store områder. Men et strømnett med en lav andel turbiner, må kompensere mangelen på roterende masse på annet vis for å oppnå god stabilitet.

Spania og Portugal er ikke alene om å ha høy andel sol- og vindkraft. I blant annet Storbritannia har myndighetene sørget for utbygging av såkalte synkronkompensatorer. Statkraft drifter en av disse, en stor maskin på over 200 tonn som roterer med samme frekvens som strømnettet. Slike maskiner sørger for den nødvendige roterende massen for å stabilisere nettet selv om en stor andel av strømmen kommer fra sol- og vindkraft. Dette er konvensjonell teknologi helt fra strømnettenes spede begynnelse. Slike maskiner bygges også i Irland og i Finland. I Australia, et annet land med mye sol- og vindkraft, ble det i fjor lansert planer om å bygge 14 stykk. I Finland og i andre land bygges også statiske synkronkompensatorer, som kan reagere hurtig for å støtte opp om nettet i feilsituasjoner. Roterende masse bidrar til systemtjenester som er nødvendige for et stabilt nett. Roterende masse er imidlertid ikke spesielt kostbart. Hensynet til behovet for roterende masse vil derfor normalt ikke være utslagsgivende for hva slags kraftkilder det er økonomisk rasjonelt å bygge ut.

Det pågår en rask utvikling av teknologi for syntetisk interti. Likestrømskabler, vindturbiner, solceller og batterier kobles til nettet med omformere som gjør om likestrøm til vekselstrøm. Disse omformerne har ikke den roterende massen som gir naturlig motstand ved ubalanser i nettet. Tradisjonelle omformere tilpasser seg i stedet frekvensen i nettet for øvrig ("grid following"). Går noe feil, så er de med på ferden inntil avviket når definerte grenser og omformeren kobles ut for å beskytte utstyret. Nye typer omformere kommer med egenskaper som gjør at de i større grad kan støtte opp om frekvensen i nettet ("grid forming"). Slike omformere er allerede i bruk mange steder og ventes å bli mye mer vanlig fremover. Trolig vil det mange steder bli krav om slike omformere. I tillegg til at batterier kan utstyres med grid forming-omformere, har batterier flere viktige stabiliserende egenskaper. Det skyldes at de lynraskt kan levere eller hente ut store mengder energi, alt etter hva som er nødvendig for å holde strømnettet i balanse. I motsetning til andre nett med mye solkraft, som California, Texas og Australia, er det bygget svært lite batterier i Spania.

Mens vi venter på fasit fra granskingene i Spania, er det mange som nå tenker over om de tar et stabilt strømnett for gitt. Det gjelder både nettoperatører som skal reparere og trenger lagre av utstyr og reservedeler om noe går galt, store forbrukere, operatører av tele- og datanett osv. Noen store bedrifter i Spania hadde reservekraft og opplevde få problemer. Fremover vil trolig mange flere sørge for slike løsninger. De som kjøper solcelleanlegg vil sjekke om det leveres med en omformer som gjør at det virker også når strømnettet er nede, noe slett ikke alle gjør. Om ikke annet, så vil strømbruddet bidra til at mange tenker over sin avhengighet av elektrisitet og forbereder seg på alternative løsninger ved strømbrudd. Det vil bidra til bedre utholdenhet og beredskap.

Timing er alt, heter det. Dagen før strømbruddet i Spania og Portugal hadde Fremskrittspartiets Terje Halleland et strømutspill i Nettavisen. Budskapet var at et så stabil strømnett som vi har i Norge er en unødvendig og kostbar luksus. Vi kan godt tåle å senke kravene litt, og akseptere noe flere små, korte strømbrudd. Dermed kan også flere bedrifter få strøm, og det blir flere å dele kostnadene i nettet på, mener Fremskrittspartiet. Fornybar Norge har tidligere lansert et lignende forslag. Det er argumenter både for og imot forslagene fra Fornybar Norge og Fremskrittspartiet. Men det er ihvertfall en god idé å være forberedt på at strømmen kan ta pauser nå og da.

Stikkord: Spania, strømbrudd

• larsoy@munin.no