Nové zdroje elektřiny nestačí. Evropská energetika potřebuje také silnější přenosovou soustavu

V předchozím díle jsme se věnovali tomu, jaké je celkové řešení s problematikou přenosové soustavy. První díl se věnoval tématům od kapacity připojení přes technologickou dostupnost až po samotnou realizaci síťových projektů. Nyní se podíváme, jaká je situace obecně ve střední Evropě, kterou ovlivňují stabilní zdroje, přeshraniční propojení, koridory HVDC a kompaktní uzly GIS.

Německý odklon od jádra mění podmínky pro celý region

Rozhodnutí ukončit výrobu elektřiny z jaderných zdrojů není pouze otázkou domácí energetické politiky. Německo je významným spotřebitelem elektřiny a zároveň zásadním uzlem propojené kontinentální soustavy. Změna jeho výrobního mixu proto ovlivňuje přeshraniční toky elektřiny, využití přenosových tras i bezpečnost dodávek v okolních zemích.

Přečtěte si: Rozdíl 7 hlasů. Jak novousedlíci a jeden podnikatel odstřihli v Bystré 45 tisíc lidí od elektřiny 

Přenosová infrastruktura proto není pouze národní záležitostí. Česká republika, Německo, Polsko, Rakousko, Benelux a další sousední země jsou součástí propojené kontinentální soustavy. Každá významná změna ve výrobě elektřiny v jednom velkém systému se promítá do přeshraničních toků, využití přenosových tras i podmínek pro okolní státy. Názorným příkladem je německý odklon od jaderné energetiky.

Jádro nenahrazuje jen objem vyrobené elektřiny

Jaderná elektrárna nedodává jen roční objem elektřiny. Přináší dlouhodobě předvídatelný výkon, schopnost fungovat bez závislosti na okamžitém počasí a část služeb potřebných pro stabilní provoz soustavy. Pokud takový zdroj zmizí, nestačí nahradit pouze objem megawatthodin. Je nutné nahradit také výkon dostupný v kritické hodině, regulační schopnost a systémové služby.

Funkční ekvivalent odstavených stabilních zdrojů proto musí zahrnovat několik vzájemně propojených částí. První z nich je řiditelný výkon pro období bez větru a slunce, zejména flexibilní plynové zdroje, v budoucnu připravené na nízkoemisní plyny nebo vodík, případně jiné stabilní nízkoemisní zdroje. Druhou je akumulace v různých časových horizontech: baterie pro rychlé služby a krátkodobé vyrovnávání, přečerpávací elektrárny i řešení pro vícedenní či sezónní akumulaci.

Stejně důležité jsou systémové služby. Soustava musí zvládat regulaci frekvence, řízení napětí a jalového výkonu, zajištění setrvačnosti a zkratového výkonu, obnovu sítě po výpadku i odolnost vůči poruchám. Tyto funkce mohou poskytovat synchronní kompenzátory, moderní výkonová elektronika, grid-forming měniče i vhodně řízené zdroje. Nezbytná je také flexibilní spotřeba, průmysl, akumulace, nabíjení elektromobilů a další odběry, které mohou reagovat na aktuální situaci v síti.

Třetí nezastupitelnou částí náhrady je přenosová infrastruktura. S růstem větrných a solárních zdrojů se mění směr i proměnlivost toků elektřiny. V okamžiku vysoké výroby z větru je třeba přenést velké objemy elektřiny z oblastí výroby do průmyslových center. V době nízké výroby je naopak nezbytné mít rychle dostupné zdroje, akumulaci nebo dovoz. Tento model klade mimořádné nároky na kapacitu a řízení přenosové soustavy.

HVDC jako energetická dálnice mezi regiony

Právě pro tento účel jsou zásadní koridory HVDC, tedy vysokonapěťového stejnosměrného přenosu. Umožňují přepravovat velké objemy elektřiny na dlouhé vzdálenosti, tedy i mezi regiony, s nižšími ztrátami a přesně řízeným tokem výkonu. Nejde tedy jen o další vedení mezi státy, ale o energetické dálnice, které mají spojovat výrobní oblasti s hlavními centry spotřeby.

HVDC propojení je důležité zejména pro přenos energie z oblastí s vysokou výrobou obnovitelné energie, například z větrných parků v Severním a Baltském moři nebo ze solárních regionů jižní Evropy, do průmyslových center střední Evropy. Elektřina se tak může dostat tam, kde ji potřebuje průmysl, města, železnice, datová centra a nově elektrifikované technologie.

Na rozdíl od klasické střídavé soustavy umožňuje HVDC lépe řídit přenosové toky a omezovat přetížení jednotlivých tras. Technologie je vhodná pro dlouhé pozemní i podmořské kabelové trasy, pro napojení offshore větrných elektráren i pro propojení soustav s odlišnými technickými parametry. Umožňuje tak efektivněji propojovat rozsáhlé energetické regiony a řízeně přesouvat výkon mezi místem výroby a místem spotřeby.

Bez nových HVDC koridorů a posílených střídavých vedení vznikají přetížené trasy, nákladné redispečinky zdrojů a větší tlak na sousední přenosové soustavy. Pro střední Evropu je proto podstatné, aby přeshraniční vedení nebyla chápána jako náhrada za domácí stabilní výkon. Jsou nástrojem solidarity a efektivnějšího využití zdrojů, nikoli trvale garantovanou náhradou vlastní kapacity. V kritických zimních hodinách mohou obdobně napjatou bilanci řešit i okolní státy.

Rizikem proto není jedna konkrétní technologie, ale nedostatečně koordinovaný přechod. Pokud by odstavování stabilních zdrojů předběhlo výstavbu řiditelné náhrady, akumulace, HVDC koridorů a síťových uzlů, zvýší se tlak na okolní soustavy. To může znamenat vyšší náklady na stabilizaci sítě, omezení přeshraničních přenosů, větší využívání fosilních záložních zdrojů i složitější podmínky pro průmyslové odběratele.

Každá energetická dálnice potřebuje spolehlivé uzly

Evropská páteřní síť nebude tvořena pouze trasami HVDC. Stejně důležité jsou uzly, v nichž se dálkový přenos propojí s regionální přenosovou soustavou, průmyslem a distribučními sítěmi. V těchto místech roste význam GIS rozvoden, zapouzdřených zařízení izolovaných plynem, jako doplňku klasických venkovních rozvoden AIS.

HVDC přenáší velké objemy energie mezi regiony. GIS umožňuje tyto koridory zakončit nebo napojit i v lokalitách, kde je nedostatek prostoru, vysoká hustota zástavby nebo kde by výstavba rozsáhlé venkovní rozvodny narážela na složité povolování. To je zásadní pro průmyslové zóny, okolí velkých měst, datová centra, přístavy i uzly přeshraničního přenosu.

Hlavní výhodou GIS je mimořádně malá prostorová náročnost. Ve srovnání s klasickou AIS rozvodnou může využít jen zlomek potřebné plochy. Tím se snižují nároky na výkup pozemků, zásahy do okolí i odpor veřejnosti vůči výstavbě. Při modernizaci stávajících rozvoden lze navíc zvýšit přenášený výkon nebo doplnit nové vývody bez výrazného rozšiřování areálu.

Zapouzdřené zařízení je méně citlivé na znečištění, námrazu, vítr, srážky nebo prašné prostředí. Hodí se proto pro provozy s vysokými požadavky na spolehlivost a dostupnost, například pro napájení kritické průmyslové infrastruktury nebo datových center. Kompaktní provedení zároveň omezuje rozsah stavebních a montážních prací přímo na místě.

Jak bylo ale řečeno v prvním díle, GIS plně nenahrazuje AIS. Venkovní rozvodny zůstávají v mnoha lokalitách ekonomicky výhodným a dobře rozšiřitelným řešením. GIS má však zásadní význam v kritických uzlech, kde převáží hodnota pozemku, rychlost realizace, provozní spolehlivost a možnost integrovat vysoký výkon na omezené ploše. HVDC a GIS jsou proto vzájemně se doplňující technologie: jedna přenáší energii mezi regiony, druhá ji bezpečně a kompaktně připojuje k páteřní síti a průmyslovým odběratelům.

Tip: Stát seškrtal podporu komunitní energetiky z miliardy na 100 milionů. Rozjeté projekty mohou přijít vniveč 

Aby průmysl nebyl vystaven rizikům v důsledku energetické transformace, je nezbytné zajistit funkční evropskou přenosovou soustavu, flexibilní spotřebu, akumulaci a dostatečné systémové služby spolu s kapacitními uzly. Střední Evropa potřebuje nejen nové zdroje, ale také infrastrukturu, která zajistí, že se jejich výkon dostane do míst, kde bude rozhodovat o fungování ekonomiky.

Autor textu: František Ježek, Sales Director- Grid Infrastructure & Stability, 2JCP. Úvodní foto: ChatGPT