TLDR: Důvod španělského blackoutu stále není známý, ale to není tak šokující. Popišme si, proč tomu tak momentálně je – a co nám blackout obecně řekl. Shrnutí třeba taky tuna.

Na počátku tohoto týdne Pyrenejský poloostrov zažil masivní výpadek elektrické sítě, v jeho důsledku došlo také k 7 úmrtím. Také ve zbytku evropy poklesla trochu frekvence, ale právě odpojení Španělska a Portugalska pomohlo zamezit širšímu problému – byť za cenu toho, že pro ně už to v ten moment bylo skoro nezvladatelné.

Ačkoliv se oficiální místa zatím k příčinám staví opatrně, a jasné vysvětlení chybí, udělejme si orientační shrnutí, co se (možná) stalo, co se stát mohlo, a proč je tak složité odpovědět na otázku: „Byl to kyberútok?“

Co víme jistě – a co rozhodně ne

Ať už oficiální kanály tvrdí cokoliv, o příčině výpadku jsou jisté pouze tyto věci:

UFO ani záhadný meteorologický jev, jehož název nezná ani Google, to nejspíše nebyly.

Distribuční sítě (rozvodné elektrické sítě propojující výrobce, přenos a spotřebu) nepadají jen tak pro zábavu.

Jakékoliv tvrzení o tom, zda se jednalo či nejednalo o kybernetický útok (záměrný zásah do systémů IT nebo SCADA s cílem vyvolat poruchu), je v současnosti předčasné – takto rychle by to nedokázal analyzovat ani Chuck Norris.

Proč je vyšetřování blackoutů tak těžké

Hlavní problémy pátrání po příčinách nadnárodního výpadku elektřiny spočívají v následujících bodech:

Abyste něco zjistili, musíte korelovat data (porovnávat časové souvislosti napříč různými místy a systémy). Pokud vám vypadne komunikace, musíte ji nejdříve obnovit. Body výpadku často leží v různých státech – a ty si data nesdílejí automaticky. Navíc, mnoho logů (automaticky zaznamenávaných údajů) se za běžných podmínek vůbec neukládá.

Pětihodinový výpadek znamená konec pro běžné UPSky (záložní baterie pro pár minut provozu). Pokud nemáte u každého síťového uzlu dieselgenerátor, k datům se prostě nedostanete.

Výsledkem je, že jakýkoliv expert, který den po incidentu tvrdí, že „to rozhodně nebyl kyberútok“, pracuje bez dat – a je poněkud méně důvěryhodný.

Co se vlastně stalo: časová osa výpadku

Blackout nepřišel naráz, ale postupně. Prvotní spouštěč zatím neznáme. Víme ale, že frekvence v síti spadla až ke 49 Hz (standardní evropská frekvence je 50 Hz, a i malý výkyv může znamenat problém).

Síť má tři hlavní stupně automatické obrany:

FCR (Frequency Containment Reserve) – reaguje do 30 sekund (automaticky kompenzuje odchylky ±0,1 Hz),

aFRR (automatic Frequency Restoration Reserve) – nastupuje do 5 minut (centrálně řízená regulace),

mFRR (manual Frequency Restoration Reserve) – manuální zásah, běží do 15 minut.

Tak prudký pokles znamená, že najednou zmizela obrovská výrobní kapacita – řádově gigawatty. Pokud nezvládnete výpadek nahradit, generátory a turbíny (srdce každé elektrárny) se zpomalí a může dojít k jejich poškození. Ochranné systémy je automaticky odpojí – a pokud zároveň nesnížíte spotřebu (load shedding), dojde k blackoutům.

Co selhalo:

Ztráta gigawattů výroby – kolik, kde a proč, to je zatím nejasné. Možná i chyba v měření spustila ochrany zbytečně.

Regulace (FCR, aFRR) nestačila.

Load shedding neproběhl včas – i když během 30 minut bylo shozeno 15 GW spotřeby.

Španělská část sítě pravděpodobně selhala v simulaci a automatizaci krizových scénářů.

Jaderné elektrárny: těžký kalibr a vysoké riziko

Blackout a jaderná elektrárna – to nejde dohromady. Pokud náhle zmizí odběr, generátor běží naprázdno, turbína se začne přetáčet a může dojít k destrukci.

Ochrany proto okamžitě odkloní páru do bypasu a reaktor se nouzově odstaví. Tím ale elektrárna přestane vyrábět i pro sebe. A protože řízení, čerpadla a chlazení potřebují desítky megawattů, musí se okamžitě spustit dieselgenerátory.

K tomu všemu má jaderka setrvačnost – hromadí se teplo a navíc vzniká tzv. reziduální teplo (teplo z rozpadu produktů štěpení, i když štěpení už neprobíhá). Musíte tedy dál chladit reaktor i bazény použitého paliva. Vše jede na diesel.

Po 3–5 hodinách přijde externí napájení, a teprve pak se přechází zpět na normální režim. Pokud ale síť selže znovu při náběhu zdrojů, diesel jede znovu.

Proč nejde jaderku nastartovat hned

Po odstavení jaderného reaktoru vzniká xenon-135, silně pohlcující neutrony. Tento efekt se jmenuje „xenon poisoning“ (otrava neutronového spektra).

Operátoři v Černobylu se v roce 1986 snažili tento efekt zvrátit násilím a vytáhli regulační tyče příliš vysoko, což vedlo k nekontrolovanému nárůstu výkonu – a explozi.

Proto se reaktor po odstávce nedá nastartovat okamžitě, ať chcete sebevíc. Musíte počkat, až se xenon rozpadne (poločas 9,2 h), což trvá minimálně dva dny.

Obnova po blackoutu

Uhelné elektrárny si dokážou kotel podržet v chodu i při výpadku (jen žhnou, netopí). Jaderné ale ne.

A právě zde přichází na scénu obrázek vývoje koncentrace xenonu 135, který jsme zmínili na začátku. Čas t=0 je odstavení. Poté je reaktor na mnoho hodin „otráven“ a nepoužitelný.

Závěr: fyziku nepřechytračíš

Předevčírem jsme nedostali jen lekci z krizového řízení. Ukázalo se, že ani obnovitelné zdroje jsou sice fajn, ale pokud nejsou vybaveny střídači, které jsou schopny najet z tmy, v případě blackoutu k ničemu nejsou. A když s nimi zásobujete dva státy, máte pak problém nahodit síť zpátky a celý čas obnovy se rapidně prodlužuje.

Kdo hledá jednotné řešení, nejspíše se zlou potáže – výpadek, který se stal, nebyl jen technický problém. Byl to test odolnosti energetické infrastruktury – a dost možná i varování. Ukázal, že síť potřebuje lepší automatizaci, rychlejší diagnostiku, propojenější bezpečnostní systémy – a hlavně méně iluzí o tom, že se to „magicky nějak vyřeší“.

[Marek Šnapka, MJ, LL]

Vědátor vznikl jako spinoff spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd, dnes jej provozuje spolek Hyperion Media. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – kontaktní mail je hatemail@vedator.org