Na elektřině, a na její dostupnosti v každém okamžiku, je naše civilizace bytostně závislá. Víme, co pro nás znamená i jen několikaminutový výpadek, ať jsme doma, v práci, v tramvaji nebo ve výtahu. Elektřina má však svá specifika. Lze ji jen obtížně a v omezeném množství skladovat, a proto musí být v každém okamžiku zajištěna rovnováha mezi její spotřebou a výrobou. Propojená elektrizační soustava tvoří fyzikální systém, ve kterém se vzruch od každé poruchy okamžitě šíří celým systémem a ovlivňuje frekvenci, napětí i toky výkonů v soustavě.
Na elektřině jsme závislí
Všechny tyto fenomény mohou za krajních okolností způsobit zhroucení systému na velkém území – blackout. Obecně jsou následky tak rozsáhlých výpadků srovnatelné s přírodními katastrofami. Fungování celé společnosti je ochromeno nebo velmi narušeno (všechny služby, infrastruktura, obchod, zdravotnictví, průmysl). Ekonomické škody jsou ohromné, stejně jako zásah do života jednotlivých lidí a celých komunit. I když existují záložní zdroje pro klíčová zařízení (nemocnice, mobilní operátoři), přesto je zřejmé, že vůči nebezpečí a následkům blackoutů jsme bezbrannější, než jsme si ochotní připustit.
Obnovitelné zdroje versus sítě
O blackoutu se nyní v Evropě mluví hlavně v souvislosti s rostoucím výkonem větrných a fotovoltaických elektráren, tedy zdrojů s přerušovaným charakterem výroby, závislým na počasí. Když si vezmeme známé blackouty zaznamenané v minulosti, nikdy zatím nebyly prvotní příčinou kolapsu sítě obnovitelné zdroje. V současné době však situace v propojených evropských elektrizačních soustavách vede Polsko a Českou republiku k plánování instalace transformátorů s řízeným posuvem fáze (Phase shifting transformer). Konkrétně v Německu chybí odpovídající přenosová infrastruktura, která by v dostatečné míře propojila masivní výrobu elektřiny na severu země ve větrných zdrojích se spotřebními centry na jihu Německa, resp. s přečerpávacími elektrárnami v Rakousku. Tyto přetoky jsou navíc umožněny neomezenými obchodními transakcemi v jednotné obchodní zóně Německo-Rakousko, které nezohledňují úzká místa ve vnitroněmeckém systému. Kvůli dynamickému rozvoji obnovitelných zdrojů energie na severu Německa (není koordinován s rozvojem sítí), tak vznikají mohutné toky elektřiny napříč Evropou. Elektřina si vždy hledá cestu nejmenšího odporu a v tomto případě nárazově přetěžuje sousední sítě, zejména v Polsku a Česku. V posledních letech dispečeři ČEPS stále častěji řeší kritické situace způsobené nadměrnými toky elektřiny z oblasti severního Německa přes území ČR a dále na jih Evropy. Takové toky elektřiny nejsou plánované a přesahují hodnoty, za nichž přenosová soustava bezpečně funguje. Přetížení systému by pak při výpadku některého zařízení soustavy mohlo vést až k blackoutu. Díky profesionalitě zaměstnanců ČEPS se zatím podařilo všechny vyhrocené situace v přenosové soustavě zvládnout. Neřešení situace je však v dlouhodobém výhledu neudržitelné. Řešení přinese až adekvátní posílení severo- jižního vedení v Německu – což je ale dlouhodobá záležitost v řádu 10 a více let. Úlevou by bylo i rozdělení jednotné rakousko- německé obchodní zóny. ČEPS bude řešit situaci pomocí transformátorů s řízeným posuvem fáze, které dovolí přerozdělovat toky elektřiny prostřednictvím změny fázového úhlu. Pomohou tak spolehlivě řídit velký objem nárazové elektřiny a umožní jeho snazší absorbování do přenosové sítě. V Evropě nejde o nová zařízení. Používají je v Belgii, Nizozemsku, Rakousku, Francii, Slovinsku i v Itálii.
Kritické momenty v evropských sítích
Střední Evropa se ocitla blízko zhroucení přenosových sítí při událostech z 25. července roku 2006. Po více než 20 letech byly v České republice vyhlášeny regulační stupně pro odběr elektřiny, které však postihly pouze velké odběratele. Regulace spotřeby trvala 9 hodin. Vše začalo ve Slovinsku. Kvůli požáru křovinatých porostů bylo nutné vypnout linku do Itálie. Následně došlo k přetížení linky z Rakouska do Itálie a jejímu vynucenému vypnutí. Výsledkem této situace bylo otočení směru toků elektřiny, roztržení české soustavy do ostrovních provozů a stav nouze. Provozovatelé evropských sítí se nicméně z této situace poučili a mezi svými dispečinky zavedli nový varovný systém. Na podobné krizové situace jsou tak lépe připraveni. Další krizová situace nastala ještě téhož roku, v noci ze 4. na 5. listopadu. Provozovatel sítě na severu Německa preventivně vypnul dvě linky velmi vysokého napětí, aby proud neohrozil luxusní výletní loď plující po řece Emži pod přenosovými linkami. Následně došlo ke kaskádovitému přetěžování a vypínání linek. Výsledkem byl dočasný rozpad evropské sítě do tří ostrovních provozů. Česká republika se jako exportní region ocitla v přebytkovém ostrovu. ČEPS vyřešila situaci tím, že operativně omezila výkon velkých elektráren. Horší byly dopady v západní Evropě, kde došlo k výpadku dodávek elektřiny do více než 15 milionů domácností. Pouze profesionální reakci dispečinků vděčíme za to, že nenastal blackout ve velké části Evropy.
Legendární americké noci
V počtu velkých blackoutů vede americký kontinent. Právě zde došlo v listopadu 1965 k prvnímu rozsáhlému výpadku, který postihl přes 30 milionů obyvatel v severovýchodních částech Spojených států a v kanadské provincii Ontario. Na počátku byla lidská chyba, personál špatně nastavil parametry ochrany na přenosové lince vedoucí od vodní elektrárny u Niagarských vodopádů do Ontaria. Výsledkem byla řetězová reakce, kdy ochranné prvky postupně odpojily přetěžující se přenosové linky a následně došlo i k odstávce elektráren. Například v New Yorku nastal výpadek v půl šesté večer a dodávky v celém městě byly obnoveny až za 13 hodin. Tak rozsáhlý kolaps do té doby Spojené státy nezažily. Není divu, že se objevila řada moderních legend. Jedna praví, že 9 měsíců po blackoutu zaznamenaly nemocnice v severovýchodní části USA výrazně vyšší počet porodů. Pravdivost této domněnky však o 5 let později vyvrátil demograf Richard Udry. Pravdou naopak je, že v noci po rozsáhlém výpadku klesla míra zločinnosti v New Yorku na historicky nejnižší úroveň.
Nejvážnější následky blackoutu
Rekord v počtu lidí bez proudu však nedrží ani Jižní, ani Severní Amerika, ani indonéské ostrovy Jáva a Bali (blackout v srpnu 2005, který postihl až 100 milionů obyvatel). Neslavný primát drží Indie. Koncem července 2012 se v severní části této země ocitlo „ve tmě“ přes 600 milionů lidí. Zde byly na vině z velké části politici, kteří nutili operátory soustav provozovat systémy až za hranici udržitelnosti. Vedli je k tomu předchozí masivní protesty obyvatel proti záměrnému vypínání spotřeby ve snaze zajistit bezpečný provoz celého systému.