Ostrovní zdroje elektrické energie posilují stabilitu elektrorozvodné sítě

Nouzové zdroje elektrické energie, tak jak je známe z nemocnic, datacenter a různých objektů kritické infrastruktury, dokážou zabezpečit provoz budovy při výpadku elektrické energie. Toto zabezpečení ovšem končí na hranici objektu nebo areálu. Zabezpečené napájení systémů a technologií, které jsou rozprostřeny po velké ploše (např. silové i pomocné napájení dopravních tras), nebo zabezpečení kritické infrastruktury v rámci celého regionu vyžaduje energetické zdroje daleko vyšších výkonů, než jak je známe z jednotlivých objektů. V případě blackoutu (rozpadu elektroenergetické rozvodné sítě) lze pomocí ostrovních zdrojů o výkonu řádově desítky MW zajistit provoz kritické infrastruktury. V situaci, kdy jsou systémové elektrárny odstaveny (protože 400kV síť, do které pracují, se rozpadla), je jediná možnost, a to připojit tyto zdroje do 110kV sítě. To lze realizovat v podstatě dvěma způsoby. První možnost je použití místních zdrojů, ty slouží jako lokální (příp. podnikové) elektrárny nebo teplárny. Tyto zdroje jsou dnes realizovány převážně paroplynovou technologií, což znamená, že jsou schopny rychlého rozběhu a v relativně krátké době po startu dodávají jmenovitý výkon. Nebo se jedná o klasické zdroje na tuhá paliva, slouží k výrobě elektřiny, tepla a páry v průmyslových aglomeracích. Takové zdroje najdeme prakticky v každém větším městě nebo v jeho nejbližším okolí. Velkou roli zde mohou sehrát i vodní elektrárny (včetně těch „malých“, které ale svým výkonem mohou vylepšit energetickou bilanci v regionu v případě kritické situace). Tak například Praha by byla nouzově energeticky pokryta z Kladna a Mladé Bo leslavi, Ústí nad Labem z teplárny Trmice, souměstí Hradec Králové / Pardubice z elektrárny Opatovice atd. Druhou možností je výstavba ostrovních zdrojů, určených výhradně k nouzovému zásobování elektrickou energií. Tuto cestu zvolili energetici na Slovensku po tzv. plynové krizi v lednu 2009. Souhrou několika kritických událostí (přerušení dodávek zemního plynu, porucha v elektrárně Nováky, předchozí odstavení JA Jaslovské Bohunice) došlo k nedostatku disponibilního výkonu v síti SEPS. Slovenská vláda okamžitě rozhodla o vybudování tří tzv. dieselgenerátorových farem o celkovém výkonu 120 MVA. Tyto „elektrárny“ mají roli strategické rezervy při sníženém disponibilním výkonu, případně mají zajistit provoz kritické infrastruktury při blackoutu a jsou instalovány v areálu strategických rozvoden VVN. Při projektu byla dodržena maximální unifikace. Celkem je ve třech farmách instalováno 48 elektrocentrál Caterpillar 3516BHD, každá o výkonu 2500 kVA. Spotřeba tohoto 16válcového motoru je úctyhodná: při plném zatížení jím „proteče“ 520 litrů nafty za hodinu. Všechny stroje jsou v jednotném typu kontejneru (úroveň hluku je 85 dB/A) s příslušnou vzduchotechnikou, tlumičem výfuku a rozvaděčem se jmenovitým proudem 4000 A. Spaliny jsou vyvedeny do výšky 7 m nad okolní terén. Výstupní napětí generátorů 400 V je transformováno (opět jednotný typ transformátoru) na úroveň 22 kV a poté připojeno na terciální vinutí transformátoru v rozvodně VVN. Vysoký stupeň unifikace umožnil také udržet cenu realizace celého projektu na přijatelné hodnotě při dodržení požadované extrémně krátké dodací lhůty. Všechny agregáty včetně souvisejících technologií byly uvedeny do provozu již v říjnu 2009, tj. 9 měsíců po rozhodnutí o výstavbě (do této lhůty samozřejmě patří i zpracování projektové dokumentace, vyřízení všech potřebných povolení atd.). Všechny práce byly realizovány v těsné součinnosti výrobce elektrocentrál Caterpillar a jeho slovenského partnera Phoenix Zeppelin. Samozřejmě se naskýtá otázka, do jaké míry je tento způsob řešení energetické nezávislosti ekonomicky únosný. Pohled na prostou kalkulaci fixních a variabilních nákladů vede u tohoto typu stroje k výrobní ceně od 22 Kč/ /kWh (při ročním proběhu 100 hodin) až ke 12 Kč/kWh při ročním proběhu 2000 hodin (cca ? roku nepřetržitého běhu). Vyrábět silovou elektřinu tímto způsobem je komerčně nezajímavé, ale pokud se na zařízení podíváme jako na nouzový zdroj, jehož provoz má zachránit informace, hodnoty, zdraví, případně životy, pak tato cena obstojí. Reakce společnosti ČEPS na tento projekt byla v roce 2009 celkem jednoduchá. Česká elektroenergetická přenosová síť má zcela jinou architekturu a také energetický mix České republiky má lepší strukturu. Síť ČEPS není tak zranitelná jako v některých jiných státech. Zdálo se tedy, že není co řešit. Až do té chvíle, než došlo ke změně energetické politiky v sousedním Německu. Podle této nové politiky se v budoucnu počítá s rozsáhlým transferem elektrické energie z nových zdrojů v Severním a Baltském moři přes naše území do Bavorska, Rakouska, případně dále na Balkán. Zatížení přenosových linek, které je už nyní „na hraně“, může překročit únosnou mez a ani redundance jednotlivých prvků přenosových sítí, která je dnes na úrovni N+1, nemusí stačit. Síť ČEPS byla totiž budována jako ostrovní s převažujícím tokem energie západ-východ s minimálním transferem do okolních států. Nová situace přiná ší pohyb energie ve směru sever-jih a rychle se řeší pomocí budování tzv. příčných spojek. Jenže výstavba takové linky může trvat i deset let (těžko se nám podaří takový husarský kousek, jako kolegům na Slovensku – jedině že by i u nás nastala taková kritická situace). Devět let se dělají „papíry“ a pak se linka za rok postaví. V každém případě je třeba obě cesty, jak ostrovní zdroje realizovat a provozovat, sledovat a nadále rozvíjet. Blackoutům a jiným mimořádným událostem zabránit nemůžeme. Ale nejbližší energetická budoucnost by nás měla zastihnout připravené. Ing. Karel Kuchta, CSc. Phoenix-Zeppelin, spol. s r. o. divize Energetické systémy tel.: +420 724 031 671 e-mail: karel.kuchta@p-z.cz