14 juni 2018 ∙ Een aantal dagen terug viel Doel IV onvoorzien uit. Het gevolg is een plotseling tekort van ruim een gigawatt elektriciteit in het net. Dat klinkt dramatisch, maar over het gehele ENTSO-E net is een zogeheten trip van een grote productie-eenheid niet ongewoon. Er is voorzien in dit soort problemen. Laten we eens kijken hoe een plotseling elektriciteitstekort van 1 GW in Europa wordt opgevangen.

Daarvoor moeten we een blik werpen in de netbeheerkeuken. Het ENTSO-net (het gekoppelde Europese hoogspanningsnet) is verdeeld in Control Blocks (CB's). Ieder CB heeft een netbeheerder (de TSO, Transmission System Operator). Het is hun taak om binnen binnen het eigen CB de energiebalans op orde te houden. Elk CB kent over een langere tijd (enkele weken) een netto nulpositie voor zijn energie. Elektriciteit kan worden opgewekt binnen het eigen CB, maar ook via interconnectors worden verplaatst. De netbeheerders moeten het verbruik balanceren met de opwekking in het eigen CB, samen met uitwisseling over interconnecties. Meestal komen de CB's overeen met de natiestaten, maar niet altijd. Duitsland heeft er bijvoorbeeld vier en sommige eilanden zitten om praktische redenen aan het verkeerde land vast.

Als een grote eenheid onverwacht tript is de netbalans niet meer kloppend. Er wordt plotseling meer energie van het net gevraagd dan er nog in wordt gestopt. Dat uit zich in het zwaarder draaien van de overgebleven generators waardoor de netfrequentie in heel Europa onder 50 Hz begint te zakken. Om te onthouden: de netfrequentie neemt toe als er teveel opwek is en neemt af als er teveel afname of verbruik is. Bij een trip van een grote productie-eenheid ontstaat een onbalans van het tweede type. In theorie zou de netfrequentie instantaan en met een klap ongeveer 0,1 Hz moeten dalen. Maar in het net zit een grote hoeveelheid masstraagheid (elektrisch en mechanisch; fysiek draaiende generators), waardoor de daling in de praktijk wordt uitgesmeerd over enkele tientallen seconden. Maar alsnog moet er snel worden gehandeld.

Daarvoor heeft iedere TSO een verplichte primaire reserve (ook bekend als Frequency Containment Reserve of FCR) achter de hand. Dit is instantaan inzetbaar vermogen: uiterlijk binnen 15 seconden kan dit al worden aangesproken. Voor heel Europa is er in totaal 3 GW FCR verspreid over alle CB's. Dat is meer dan voldoende om uitval van een eenheid van 1 GW te kunnen opvangen. In België heeft Coo (een zeer snel reagerende pompmeercentrale) een rol als FCR. Maar ook de buitenlandse FCR-leveranciers zorgen voor de directe aanvulling van het vermogenstekort.

Wanneer de FCR-inzet de frequentiedaling tot stilstand heeft gebracht en de zaak niet verder uit de hand loopt, komt de taak van het zogeheten regelvermogen (ook bekend Frequency Restoration Reserve of FRR). Daarmee moet de frequentie terug op de gewenste waarde van 50 Hz worden gebracht. Er is immers een stuk energie uit het net verdwenen en dat moet gecompenseerd worden. Dat moet worden geleverd door de TSO van het CB waarin de verstoring plaats vond. Bij de situatie met Doel was het dus de taak van Elia als TSO van CB Belgium om de frequentiedaling weer te verhelpen.

Hiertoe kan Elia binnenlandse opwek inzetten, maar ook kan men energie inkopen bij buitenlandse leveranciers. Het is ook toegestaan dat buitenlandse TSO's eventuele overschotten aanbieden aan de TSO die deze nodig heeft. Al met al wordt ernaar gesteefd de netfrequentie zo snel mogelijk weer op 50 Hz te brengen. Dat moet officieel binnen 15 minuten zijn afgerond. Bij de uitval van Doel IV is dat ruimschoots gelukt en mede dankzij de inzet van Coo was de compensatie al binnen 6 minuten voltooid, waarna de normale marktwerking op het net terugkeerde.

In het grootste gekoppelde hoogspanningsnet ter wereld krijgt men het dus voor elkaar om uitval van een gigawatt vermogen met FCR compleet op te vangen en met FRR weg te poetsen in minder tijd dan een kop koffie duurt. Best een prestatie.

Afbeeldingen: Overzicht van de Control Blocks voor de FCR. Die komen overeen met de concessies van de netbeheerders, maar niet altijd volgen die de nationale grenzen. Onder: productiegrafiek van Elia waarop de plotselinge verlies van Doel IV in de nucleaire productie te zien is, samen met de bronnen waarmee het via FRR in de korte periode erna werd gecompenseerd.