Jak se ubránit výpadkům elektřiny

Jak porucha v chorvatské rozvodně zahájila sérii událostí, které mohly položit evropskou síť, popisuje šéf ČEPS.

Je to měsíc a pár dní, co byla evropská elektrická síť na pokraji obřího blackoutu. Hrozilo, že velké oblasti zůstanou bez dodávek elektřiny, pokud dispečeři přenosových soustav rychle nezasáhnou. „V Česku se frekvence vrátila do normálu po několika sekundách, takže spotřebitelé poruchu ani nezaregistrovali,“říká šéf přenosové soustavy ČEPS Martin Durčák. V rozhovoru pro MF DNES popisuje, kde problém vznikl. Zároveň vysvětluje, zda Česko potřebuje nový jaderný zdroj a za jakých podmínek by mohlo odejít rychleji od uhlí.

Už je jasné, co se stalo?

Finální analýzy nejsou u konce, zkoumání na evropské úrovni bude trvat ještě zhruba půl roku. Víme, že evropská síť se 8. ledna 2021 pět minut po čtrnácté hodině rozpojila na dvě části. Vlivem provozní a technické poruchy v chorvatské rozvodně Ernestinovo došlo k řetězení událostí, výpadku vedení v Rumunsku a Srbsku, a tím k rozdělení propojené soustavy. V části Evropy severně od této rozvodny, která v tu chvíli většinově energii dovážela, chybělo 6 300 megawattů, naopak na jih od rozvodny tento výkon přebýval.

Česko obvykle v zimě spotřebovává ve špičce přes 11 tisíc megawattů. Vlivem toho se v jižní části soustavy frekvence krátkodobě zvýšila až na 50,6 hertzu, v severní části, včetně Česka, naopak poklesla až na 49,74 hertzu. Povolená tolerance normálního provozu 50 hertzů je přitom plus minus 0,2 hertzu. Každé vybočení mimo tyto limity znamená ohrožení stabilního provozu sítě.

Dovážely tedy v tu chvíli všechny země na sever od Chorvatska, včetně Česka?

Většina zemí elektřinu dovážela, zejména Španělsko, Francie a Maďarsko. Některé země měly neutrální bilanci a jiné, jako Česko, Německo nebo Švýcarsko, byly v tu chvíli přebytkové. Rozdělení přitom neprobíhalo shodně s hranicemi států. Na dvě části se rozpadla třeba rumunská soustava.

Co bylo tedy nutné udělat, aby se síť vrátila k normálnímu stavu?

Státy kontinentální Evropy mají dohodnuté ustálené mechanismy, jak frekvenci vyrovnat. Některé země „odhazují zátěž“, vypínají průmyslovou spotřebu. Mají smlouvy na to, že „jedním stiskem“vypnou výrobní závod. Francie a Itálie, které takový postup preferují, odstavily zhruba 1 700 megawattů.

Dá se zjednodušeně říci, že přerušily na dálku výrobu v Peugeotu a ve Fiatu?

Jejich přenosové soustavy mají smlouvy s podniky, kde jsou technologie, které náhlé vypnutí neohrozí. Automobilky to asi nebudou, jejich součástí jsou třeba lakovny, kde by přerušení mohlo přinést problémy s výrobou. Ze zkušeností ČEPS víme, že se dá takto odstavit například rypadlo v hnědouhelném dole nebo papírna. Když je na povel odstavíte na půl hodiny či na hodinu, v zásadě se nic nestane.

Které fabriky onoho 8. ledna musel odstavit ČEPS?

My jsme neodstavovali nic. Některé země, včetně Česka, v podobných případech využívají rychlé zvyšování výroby elektřiny. Umíme u některých běžících elektráren, zejména uhelných a plynových, prudce zvednout výrobu na technické maximum. Během několika sekund. To jsme udělali a Česko díky tomu přispělo k vyrovnání salda zhruba sto megawatty. Máme poměrně vysoké zálohy, mohli jsme případně využít až 1 100 megawattů. Dalších zhruba 500 megawattů dodaly velmi rychle do evropské sítě podmořskými kabely také skandinávské země a Velká Británie. Evropská soustava se nakonec znovu spojila v 15 hodin, tedy necelou hodinu po rozpadu sítě.

Jak může chyba v jedné rozvodně přivodit problém takřka celému kontinentu? Je to slabé místo evropské sítě?

To by právě mělo být výstupem šetření, které teď na evropské úrovni probíhá. Jak se ukazuje prakticky na všech poruchách, příčina není jedna, ale je to sled příčin, které k poruše vedly. Impulz sice přišel z jedné rozvodny, ale teď se zkoumá, zda poruše nešlo předejít a zda systémy zafungovaly, jak měly. Jestli šíření problému nešlo zbrzdit jinde, jinými postupy.

Jedním z důvodů může být třeba nedostatečná kapacita sítě v balkánských zemích. Když porovnáte hustotu linek v Česku, naše propojení do zahraničí, s tím, co mají na Balkáně, uvidíte velký rozdíl. Máme tu také větší počet vedení 400 kilovoltů, které snesou kapacitně větší přenosy než starší linky 220 kV.

Jak často se podobná událost přihodí?

Často se to nestává, poslední velká systémová porucha, při které došlo ke vzniku dokonce tří ostrovů v Evropě, se stala 4. listopadu 2006 a její prvotní příčina byla v německé síti.

Objevily se i názory, že viníkem jsou větrné a solární elektrárny.

To se nedá takto říci. Analyzovali jsme toky elektřiny v lednu – a konkrétně 8. ledna – v posledních pěti letech. V takových statistikách bývá nejlépe vidět, zda změna energetiky v Evropě vedla k navýšení rizika. Ale čísla neukazují, že by došlo k nějakým výraznějším skokům. Ostatně i Německo má největší podíl v obnovitelných zdrojích a v danou chvíli bylo přebytkové. Spíše je zajímavé, že Francie, která bývá obvykle vysoce přebytková, i v celém průběhu ledna je exportní, měla v danou chvíli nedostatek vlastní elektřiny.

Je v zimě běžné, že jih „dotuje“sever elektřinou?

Slovo „dotovat“není ideální, ale je to běžná situace. Na toky elektřiny má vliv spousta věcí, třeba cena. Koneckonců i Česko loni během koronakrize zvedlo dovoz asi o dvě terawatthodiny. Ne kvůli nedostatku zdrojů, ale protože bylo při dané ceně elektřiny výhodné dovážet. Pokud jde o Balkán, tam vyrábějí hodně elektřiny z vody. Přes léto, kdy není vody dostatek, bývá Balkán většinově importní. A naopak

v zimě bývá více vody, tak elektřinu vyváží.

Česko zatím poměrně hodně vyrobené elektřiny vyváží. Budeme ale postupně uzavírat uhelné elektrárny. Jak vypadá bilance do budoucna?

Každý rok počítáme zdrojovou přiměřenost, abychom viděli, zda bude do budoucna dostatek elektřiny, případně zda budeme mít šanci ji odněkud dovézt. Na rozdíl od roku 2019 jsme už loni do výpočtu zařadili i nový blok v Dukovanech, protože vláda rozhodla směrem k jeho výstavbě. Proti předchozímu hodnocení, kdy vycházela nedostatečnost vysoká a hrozilo velké riziko, teď vychází nový výhled o něco pozitivněji.

A co když se nové Dukovany nepostaví? Nebo se nepostaví do roku 2036?

Ze státní energetické koncepce plyne, že naše dovozní závislost by neměla z bezpečnostních důvodů překročit deset procent. Ale jsme schopni rok dva přežít s vyššími dovozy. Stát může také využít na určitou dobu kompenzační mechanismy a strategické rezervy. Na to existují prostředky, které jsou notifikované od Evropské komise. Například v Německu tak fungují odstavené uhelné zdroje, které mohou po nějaký čas fungovat mimo nové přísné ekologické limity, aby dokryly případnou nerovnováhu v síti. Ale je tu samozřejmě otázka energetické soběstačnosti, na kterou bychom neměli zapomínat.

Unese tedy naše soustava více než než desetiprocentní závislost na dovozu elektřiny?

Můžeme dovážet asi více, těch deset procent je podle státní energetické koncepce bezpečná úroveň. Průchodnost soustavy umožní dovézt ročně 25 terawatthodin elektřiny. Bez nových Dukovan bychom se dostávali na okraj této hranice.

A dá se zjednodušeně říci, že můžeme třetinu elektřiny dovézt?

Ne, to nejde. Problém těchto čísel spočívá v tom, že energii využíváme v různých okamžicích různým způsobem. V zimě potřebujeme energie více, zmiňovaných zhruba 11 tisíc megawattů, v létě to bývá v určitých hodinách do pěti tisíc megawattů. Většinově je energie potřeba tehdy, kdy obnovitelné zdroje nejsou k dispozici v dostatečné míře, například v lednu. A pak je nutné nasadit ony strategické rezervy. Nelze 25 terawatthodin rozložit rovnoměrně na celé období. Dálnice D1 se také ucpává ve čtvrtek a v pátek večer, ale kdybychom provoz rozložili na sobotu i na neděli, tak projedeme bez zácpy.

Podpůrný argument pro výstavbu Dukovan je, že bychom mohli na vývozu elektřiny nadále vydělávat.

Role ČEPS nespočívá v tom doporučovat, jak nebo zda na elektřině vydělávat. Naším úkolem je provozovat bezpečně přenosovou soustavu, aby nám nehrozil blackout. Nicméně z našich výpočtů vyplývá, že i po dostavbě Dukovan nastanou v průběhu roku momenty, kdy budeme muset elektřinu dovážet. Rozhodně to není o tom, že nové Dukovany budou vyrábět na export.

Německo se nicméně chce obejít bez uhelných i jaderných zdrojů. Jak vyřeší základní zatížení?

Od uhlí chtějí odejít v roce 2038, zatímco v Česku mluvíme o konci uhlí na začátku zmiňovaného roku, Němci chtějí mít ještě v jeho průběhu šest tisíc megawattů instalovaného výkonu v uhlí, zhruba třetinu dnešního stavu. Ústup od uhlí není tak dramatický, sázejí hodně na nové technologie a nechávají si poměrně dlouhý prostor pro jejich vývoj a aplikaci.

Hodně také počítají s plynovými elektrárnami. Ty ale řeší jen jednu část problému. Mají sice o 40 procent méně emisí oproti uhelným zdrojům, ale pokud směřujeme k bezemisnímu fungování společnosti, musíme vyřešit i těch 40 procent. Emise můžeme ukládat, ale technologie je drahá a nedostatečně vyzkoušená. Z našich analýz vyplývá, že rok 2038, který uhelná komise zvolila pro konec uhlí, je bezpečný z pohledu rozvoje nových technologií i provozu soustavy.

Ve hře je také rok 2033. Po posledním jednání uhelné komise jste říkal, že by to ale bylo výrazně dražší. Proč?

Nejde jen o vyšší investice. Otázkou je, kdo a jakým způsobem bude investovat do zdrojů, jako jsou plynové elektrárny. Z pohledu dnešní ekonomiky nejsou úplně rentabilní. Kdyby byly, tak by se stavěly. Vyšší cenou emisní povolenky sice do určité míry znevýhodníte uhelný zdroj, ale to pořád neznamená, že se vyplatí investovat do výroby v plynových elektrárnách.

Kvůli vyšší ceně plynu ve srovnání s uhlím budou pořád dražší. Takže může být potřeba investice do plynových elektráren nějak provozně podpořit, přijmout kompenzační mechanismus. Aktuálně se ukazuje, že povolenka sice podražila na rekordní hodnoty, ale cena elektřiny stoupla ještě rychleji. Drahá povolenka sama o sobě nemusí uhelné elektrárny zabíjet, paradoxně jim pomáhá. Spíše než drahá povolenka je mohou vytlačovat přísnější emisní limity.

Vyžadoval by dřívější konec uhlí i další podmínky?

Těch předpokladů je zhruba patnáct. Mimo jiné je nutné změnit legislativu. Je potřeba nový energetický zákon, který umožní novým technologiím, jako je bateriový systém, fungovat a přispívat ke stabilitě sítě. Nebo nový stavební zákon, který umožní stavět sítě rychleji. Každý nový zdroj se musí připojit, dnes se čeká tři roky jen na dohledání vlastníků pro výstavbu linky. A je nutné také řešit podmínky v teplárenství, které je nyní z 80 procent založeno na uhlí.

Kolik obnovitelných zdrojů přenosová soustava unese?

To nelze přesně říci. Existuje pět hlavních způsobů, jak řídit instalovaný výkon v obnovitelných zdrojích. Ideální je spotřebovat elektřinu ve chvíli, kdy se vyrobí. To je nejlevnější řešení. Druhá varianta je vyvézt přebytky za hranice. Může se však stát, že v daný moment budou mít všichni přebytek, nebo nedostatek. Další dva způsoby počítají s ukládáním přebytků do baterií nebo do jiných technologií, jako je vodík.

A pátý způsob?

Pátý způsob, který je také poměrně drahý, je redukce výroby pomocí redispečinku. V rámci prevence jsou proti přetížení sítě částečně nahrazeny zdroje, které měly elektřinu do sítě dodat, jinými zdroji na jiném místě. Když pojedete v neděli ráno kolem offshorové farmy u Hamburku, uvidíte, že polovina vrtulí se netočí, přestože fouká. Za redispečink se v Německu platí (a bude i v celé Evropě) formou distribučních poplatků. V Německu jsou o dvě tři eura za megawatthodinu nižší ceny silové elektřiny než v Česku, ale poplatky za distribuci jsou dvojnásobné. Proto je tam cena pro odběratele výrazně vyšší.

Drahá emisní povolenka nemusí uhelné elektrárny zabíjet, paradoxně jim nyní pomáhá.