Vnouček (ČEPS): Úspěšná energetická transformace vyžaduje vyvážený dekarbonizovaný energetický mix

• 08. 09. 2022
• Redakce

Zásadní proměna trhu

Základy společného jednotného trhu s elektřinou v EU byly položeny již v 90. letech minulého století. Zatímco zpočátku byl kladen důraz zejména na liberalizaci evropského tržního prostředí a podporu tržní soutěže, současná a připravovaná legislativa EU se zaměřuje na podporu OZE a dekarbonizaci. Dekarbonizační ambice EU byly akcntovány strategií Green Deal z prosince 2019.

Ta by se následně měla promítnout do konkrétních a právně závazných předpisů tzv. balíčku Fit for 55. Je nutné si uvědomit, že Fit for 55 se netýká jen elektroenergetiky, ale i dalších sektorů a oblastí: dopravy, zemědělství, energetické náročnosti budov… Jedná se o komplexní změnu fungování celé společnosti s dopadem na konkrétní obyvatele v EU. Společným jmenovatelem je ale energetika.

S nárůstem podílu OZE, které vyrábějí elektřinu v závislosti na momentálních klimatických podmínkách, a nikoliv dle skutečné potřeby, porostou logicky nároky na řízení elektrizační soustavy a na zajištění jejího bezpečného a spolehlivého provozu.

S tím samozřejmě vzrostou i náklady na regulaci sítě, včetně nápravných opatření při jejím přetížení. Česká republika má historicky velmi robustní a silnou přenosovou síť včetně hraničního propojení se sousedními státy a v budoucnosti se může výrazně podílet (i neplánovaně) na mezinárodním přenosu energie, a to včetně řešení nápravných opatření. Z toho pohledu je ČR klíčovým hráčem v propojené evropské síti.

Dalším aspektem je nízký soudobý výkon OZE, který je jen menší částí jejich jmenovitého výkonu. To je velký rozdíl oproti klasickým elektrárnám, kde je k dispozici garantovaný instalovaný výkon po celou dobu. Volatilita provozu OZE bude mít za následek signifikantní změny toků elektřiny v rámci jednotlivých států (zejména Německa), což bude mít dopad na všechny evropské státy včetně České republiky.

Změna obchodního modelu energetiky si vynucuje rozsáhlou koordinaci dat mezi provozovateli sítí. Větší pestrost zdrojů také znamená, že přenosové soustavy budou muset zpracovávat více dat, jejich procesy budou asi složitější než dosud.

Dokáže většinu novinek vyřešit automatika? A kde jsou její limity?

Transformace energetiky na uhlíkově neutrální znamená významnou decentralizaci výroby a z toho vyplývající digitalizaci řízení sítí. Dalším fenoménem transformace je stále rostoucí míra automatizace všech činností v rámci elektrizační soustavy. Tomu odpovídají i objemy dat, které je nutné měřit, sdílet a zpracovávat, ale také jejich dynamika.

Změna obchodního modelu energetiky si vynucuje rozsáhlou koordinaci dat mezi provozovateli sítí (jak přenosové, tak distribučních soustav) při řízení výkonové rovnováhy a využití sítě. To vše vyžaduje nové prostředí pro výměnu a sdílení dat jak v oblasti obchodní, tak v oblasti technické.

ČEPS ve spolupráci se svými partnery, zejména provozovateli regionálních distribučních soustav, je v rámci svých inovačních strategií plně zapojena do procesu digitalizace. Jedním z výstupů této spolupráce je projekt Elektroenergetického datového centra (EDC). EDC bude zajišťovat technické činnosti s vazbou na řízení provozu, tj. výměnu a sdílení informací týkajících se přípravy provozu sítí, predikce výkonové bilance, koordinace řízení napětí, řízení flexibility zdrojů a spotřeby.

Digitalizace je sice silným nástrojem podporujícím stabilitu elektrizační soustavy, nicméně je potřebné mít stále na paměti, že je to nástroj virtuální. Primární podmínkou pro zajištění bezpečného a spolehlivého provozu je a vždy bude fyzická existence zdrojů s dostatkem paliva a také dostatečná fyzická přenosová a distribuční infrastruktura.

Jak si vlastně takové řízení sítě představit? Podobá se třeba řízení letového provozu?

Řízení soustavy spočívá velice zjednodušeně v následujících dvou hlavních činnostech, kterými jsou zajištění vyrovnané bilance mezi výrobou a spotřebou elektrické energie a bezpečné a spolehlivé přenesení elektrické energie z místa výroby do místa spotřeby.

Pokud bychom použili vaši analogii k řízení leteckého provozu, lze v přenesení elektrické energie najít jistou podobnost. Dispečer leteckého provozu řídí provoz letadel v definovaných koridorech a dispečink ČEPS ve spolupráci s dispečery v zahraničí řídí toky po vedení přenosové soustavy. Bezpečnost a spolehlivost jsou společným požadavkem.

Řízení soustavy musíme zajistit i při současně probíhající transformaci elektroenergetiky, jejímiž hlavními znaky jsou dekarbonizace, decentralizace a digitalizace. Je zcela jasné, že řízení soustavy v těchto podmínkách bude vyžadovat zcela jiný přístup, než jsme byli zvyklí doposud.

Bude zcela nezbytné dále posílit koordinaci jak v rámci ČR, tak propojené evropské soustavy, naučit se predikovat a řídit velké množství OZE a ve větší míře zapojit řízení spotřeby. Dá se říci, že tyto změny již nyní zasahují do všech fází dispečerského řízení, tedy do přípravy provozu, operativy, hodnocení i výcviku a naše společnost se na ně intenzivně připravuje. Zcela klíčovou roli hraje kvalifikovaný personál. Výcvik a certifikace pracovníků dispečerského řízení je nedílnou součástí jejich pracovních povinností. Dispečeři ČEPS se účastní výcviku na tréninkových simulátorech jak doma, tak v zahraničí. Pro zintenzivnění a zlepšení možností společného výcviku se ČEPS rozhodl vybudovat výcvikové středisko s dispečerským tréninkovým simulátorem. To umožní společný výcvik v podmínkách věrně simulujících reálný provoz.

Jak do toho vstupuje napojení na sítě sousedních států? Předpokládám, že jednotliví správci soustav musejí být v nepřetržitém kontaktu, je to tak?

Provoz je koordinován i na mezinárodní úrovni prostřednictvím tzv. RCC (Regional Coordination Centers). Ta mimo jiné zajišťují spolupráci v následujících oblastech: koordinovaný výpočet kapacit sítě, regionální koordinace bezpečnosti provozu a vytvoření společného modelu sítě.

Dostatečná přeshraniční kapacita přenosové soustavy představuje základní prvek pro umožnění výměny elektrické energie, včetně energie z OZE. Stanovení vhodného směru a kapacity mezinárodních propojení vyžaduje spolupráci provozovatelů přenosových soustav, která probíhá v rámci ENTSO-E (asociace provozovatelů přenosových soustav).

Prakticky se to odráží například při zpracování evropského desetiletého plánu rozvoje přenosové infrastruktury, tzv. TYNDP. Některé projekty identifikované v rámci TYNDP jsou zařazeny do projektů celoevropského významu, tzv. Project of Common Interest (PCI). Společnost ČEPS má nyní čtyři projekty na tomto seznamu. Naše společnost pracuje s okolními partnery i na bilaterální úrovni na rozvoji a přípravě konkrétních projektů vedoucí k navýšení kapacity na přeshraničním profilu.

Evropské klimatické cíle (Zelená dohoda, balíček Fit for 55) se pro Česko mohou stát obří výzvou (v porovnání se státy, které mají lepší podmínky pro využívání obnovitelných zdrojů). Jaká jsou vaše doporučení?

Ano, máte pravdu. Klimatické cíle EU jsou, a to nejen pro ČR, velkou výzvou. Česká republika má díky své geografické poloze v srdci Evropy specifické podmínky, které nelze změnit, které je třeba respektovat, a které bohužel neumožňují plně využívat potenciál všech dostupných technologií. To znamená, že se nemůžeme masivně spoléhat na rozsáhlé větrné parky na severu Evropy a v oblasti Baltského moře, ani ve velké míře na solární elektrárny jako na jihu Evropy.

To je prostě neoddiskutovatelný fakt. Z toho je třeba vycházet při diskusích o energetickém mixu České republiky. Dekarbonizace je dnes narativem, o kterém se nepochybuje. Úspěšná, bezpečná a cenově udržitelná energetická transformace musí být založena na vyváženém a udržitelném dekarbonizovaném energetickém mixu. V případě ČR to konkrétně znamená kombinaci volatilních obnovitelných zdrojů a jaderných elektráren jako stabilních zdrojů pro pokrytí základního zatížení.

Podle ambiciózních evropských plánů má být nástrojem pro dekarbonizaci masivní elektrifikace založená na elektřině pocházející z obnovitelných zdrojů. To je určitě v pořádku, a OZE jsou nedílnou součástí nízkoemisního mixu ČR, je však třeba zodpovědět otázky: jak a kam ukládat přebytečnou elektřinu z OZE v časech, kdy jí bude nadbytek, a jak ji opět využít v době potřeby. Masivní elektrifikace v celé Evropě bude znamenat nárůst spotřeby elektrické energie v řádech až stovek TWh a povede i k růstu provozních a investičních nákladů na posílení elektrických sítí. Je zde rovněž otázka vodíku a jeho výroby elektrolýzou, což je energeticky nesmírně náročný proces. Ukazuje se, že většina zemí EU (včetně ČR) bude muset dovážet nízkoemisní vodík ze zemí mimo EU, a že nebude dostatek elektřiny pro jeho výrobu podle očekávaných prognóz.

Jak tedy energetickou soběstačnost a přiměřenost nejlépe zajistit v praxi?

Postupující dekarbonizace celé ekonomiky povede k významnému nárůstu spotřeby elektřiny nejen v ČR, ale i napříč celou Evropou. S ohledem na předpokládaný postupný úbytek konvenčních zdrojů v Evropě pak lze očekávat, že energetická bilance mnoha států se znatelně změní. Ani Česká republika nebude výjimkou. Nárůst poptávky po elektřině společně s odstavováním uhelných elektráren povede ke změně bilance ČR z exportní na importní už v průběhu této dekády.

Očekávaná změna bilance ČR a nejistota spojená s možností importu energie ze zahraničí akcentují důležitost zajištění zdrojové přiměřenosti ruku v ruce s energetickou soběstačností. Energetickou soběstačnost a přiměřenost pak v praxi představuje schopnost pokrýt poptávku po elektřině ve většině případů z výroby tuzemských zdrojů. Konkrétně podle platné státní energetické koncepce by podíl importu neměl přesáhnout 10 %. Výhledové studie ukazují, že se nelze spoléhat na dovozy ze zahraničí, s ohledem na výsledky predikcí bude v Evropě po roce 2030 čistým exportérem pouze Francie.

Mezi hlavní nástroje pro zajištění soběstačnosti patří především výstavba nových a také udržení stávajících zdrojů v provozu. Nejisté investiční prostředí a vývoj ceny emisních povolenek však nemotivují investory k výstavbě zdrojů. Jedním z nástrojů, jak tyto investice podpořit, je například zavedení kapacitních mechanismů. Tento typ opatření umožňuje finančně podpořit zdroje schopné poskytovat záložní kapacitu při splnění emisních podmínek daných evropskou legislativou. Česká republika aktuálně kapacitními mechanismy nedisponuje, ale s ohledem na odstavování uhelných elektráren do budoucna bude zavedení tohoto nástroje nutné.

Nárůst poptávky po elektřině společně s odstavováním uhelných elektráren povede ke změně bilance ČR z exportní na importní už v průběhu této dekády.

Rád bych se ještě zeptal na aktuální válku na Ukrajině. Víme, že soustava si poradí s mimořádnými situacemi, dokáže vypínat poškozené segmenty a podobně. Jste připraveni i na zvýšená bezpečnostní a kyberbezpečnostní rizika? Změnilo se pro vás něco v posledních týdnech a měsících?

Na společnost ČEPS jakožto na provozovatele kritické infrastruktury se ze zákona vztahují přísná bezpečnostní kritéria. Zajištění fyzické i kybernetické bezpečnosti jsou proto klíčovými prioritami naší společnosti. Pravidelně pořádáme bezpečnostní cvičení s partnery z energetického sektoru a NÚKIB. Kromě toho zaměstnanci prochází průběžným intenzivním školením v oblasti kybernetické bezpečnosti.

Naše společnost je dobře připravena na riziko vzniku poruchových stavů. Principiální opatření k jejich zamezení jsou shrnuta v tzv. plánu obrany. Tato opatření jsou pravidelně kontrolována, aktualizována a harmonizována s provozovateli přenosových sítí v zahraničí. Podobným způsobem k riziku vzniku poruchových stavů přistupují i ostatní provozovatelé přenosových soustav. Podpora při koordinaci plánů obrany a obnovy soustavy je jedním z úkolů zajišťovaných právě nově formujícím se RCC.

Zajímavostí je i propojení evropských sítí s Ukrajinou a Moldavskem, které válka podle všeho urychlila. Byl to náročný proces? Můžete stručně přiblížit, co tamní aktéři museli splnit?

Příprava synchronizace ukrajinské a moldavské sítě s kontinentální Evropou probíhá již od roku 2017 v rámci ENTSO-E a její dokončení bylo plánováno zhruba na polovinu příštího roku. Pro ukrajinského provozovatele přenosové soustavy Ukrenergo to znamenalo provedení řady technických opatření k zajištění stability a bezpečnosti provozu soustavy, provozních testů a současně uzavření rozsáhlého smluvního rámce. Události z přelomu letošního února a března však proces synchronizace značně urychlily.

Dne 24. února, jen pár hodin před útokem ruských vojsk na Ukrajinu, byl zahájen dlouhodobě plánovaný test odpojení Ukrajiny a Moldavska od ruské a běloruské sítě. Cílem bylo prokázat především správné fungování regulace výkonu zdrojů a tím schopnost udržovat frekvenci v předepsaných limitech. Test měl být plánovaně ukončen dne 27. února opětovným připojením k Rusku a Bělorusku. S ohledem na válečný stav se však obě země rozhodly zpět nepřipojit a požádaly ENTSO-E o nouzovou synchronizaci s evropským systémem. Vznikla pracovní skupina ENTSO-E, která měla za úkol definovat a zajistit minimální technické a smluvní podmínky pro nouzovou synchronizaci, které budou garantovat oboustranně bezpečný provoz sítí.

Synchronizace byla úspěšně provedena 16. března, tedy pouhých sedmnáct dní od přijetí žádosti o nouzovou synchronizaci. Tímto krokem však není proces propojení Ukrajiny a Moldavska zcela ukončen a stále pracujeme na lepším zajištění bezpečného provozu a naplnění všech dříve definovaných podmínek. Věřím, že k dokončení celého procesu by tak mohlo dojít na přelomu letošního a příštího roku.

Autor: Svatopluk Vnouček (místopředseda ČEPS a.s), rozhovor původny vyšel na webu Pravý břeh – Institut Petra Fialy