Vloni v únoru vyhlásil Energetický regulační úřad na žádost správce sítě ČEPS, a. s., stop stav pro připojování dalších zdrojů elektřiny. Byla to reakce na nezvladatelný počet žádostí pro připojení fotovoltaických elektráren v letech 2009 a 2010. Regulační úřad svoji žádost zdůvodnil ohrožením fungování elektrizační soustavy České republiky.
Přenosová soustava ČR se skládá se ze dvou okruhů: sítě o napětí 220 tisíc voltů (200 kV), která byla budována v poválečném období, a modernější sítě o napětí 400 tisíc voltů (400 kV), jež se začala budovat od poloviny šedesátých let. Na ni pak navazuje distribuční soustava, která sítěmi vysokého napětí (vn) 22 kV a 100 kV rozvádí elektřinu ke spotřebitelům. Mezi jednotlivými sítěmi je transformace, která převádí elektřinu mezi napěťovými úrovněmi.
Přenosová soustava
Přenosová soustava zajišťuje dálkový přenos elektřiny, náhradní dodávku v případě lokálního výpadku a řízení celé soustavy. Elektrické energie se šíří teoreticky rychlostí světla a teče sítí všemi souběžnými cestami současně. Případné změny (poruchy) se tak projeví v celé síti a ve stejném okamžiku. V zásadě není skladovatelná, takže síť nemá akumulační schopnost a současně musí být v každém okamžiku stejná výroba jako spotřeba. Jedním z úkolů soustavy je tak výrobu přizpůsobovat spotřebě. Většina až dosud postavených elektráren proto má své řídicí systémy propojené s centrálním dispečinkem a zajišťuje tzv. podpůrné služby, které umožňují udržet v síti v každém okamžiku rovnováhu výroby a spotřeby. Při výrobě totiž nechává část vyrobeného výkonu nevyužitého a umožňuje tuto část dálkově řídit dispečinkem. Obvykle jde asi o 20 až 40 % výkonu. Elektrárna tedy vyrábí například na 85 % a umožňuje řídit svojí výrobu v rozsahu 70 až 100 % výkonu. Tento tzv. regulační výkon je dán technickými vlastnostmi zdroje a požadavkem na rychlost změny výkonu. Obvykle platí, že poměr regulačního a vyráběného výkonu je asi 1 : 4.
Připojování zdrojů
Připojování elektrárny do sítě závisí na jejím umístění a zejména na její velikosti. Čím větší elektrárna, tím vyšší napěťová hladina. Cílem je zajistit optimální připojení jak z hlediska technického (objem dodávané energie, možnosti řízení), tak ekonomického (čím vyšší napěťová hladina, tím vyšší náklady na jednotku výkonu). Hranice pro připojení do přenosové soustavy je kolem 100 MW výkonu s tím, že u takto velkých elektráren se vždy řeší individuálně.
Pro připojení je nutné mít dostatečnou volnou kapacitu nejen v samotné rozvodně, ale i v navazujících vedeních, která připojený výkon rozvádějí dál. Tam už pak záleží na tom, zda je dodávaná elektřina spotřebována v místě, anebo distribuována dál. S ohledem na výše uvedená specifika však platí, že dostupná kapacita musí být k dispozici pro nejhorší situaci, musí být kapacita pro přenos této energie jinam. Tyto podmínky se zkoumají při prověřování každé žádosti o připojení zdroje, samozřejmě včetně obnovitelného. U malých zdrojů a u míst s vysokou rezervní kapacitou jen agregátně, v ostatních případech jmenovitě pro konkrétní zdroj.
Klasické elektrárny
Vývoj na straně zdrojů elektřiny až donedávna vypadal následovně: Budované elektrárny využívaly fosilní paliva - uhlí, plyn, topný olej, nebo jaderné palivo, tedy primární energii v poměrně koncentrované podobě. U těchto zdrojů platí „úspory z velikosti“, tedy větší výkony produkují elektřinu vždy s nižšími jednotkovými náklady (levněji). Proto byly budované zdroje téměř ve všech případech s výkonem nad 50 MW. U nich bylo ekonomicky dostupné instalovat řídicí systémy a zapojit je do řízení soustavy. Všechny také měly možnost plynule regulovat svůj výkon, případně ho zčásti či zcela odstavit, a všechny mají stejné postavení na trhu. Výjimku tvořily malé vodní zdroje průtočného charakteru, menší teplárny a závodní elektrárny, jejichž elektrický výkon byl přímo závislý na výrobě tepla. Tyto zdroje vynuceného výkonu tvořily celkově méně než 15 % z celkového dodávaného výkonu a nebyly řízeny. Jejich výkon byl poměrně stabilní, daný omezeným množstvím vodních elektráren a poptávkou po teple v centralizovaných a závodních systémech. Poměr 15 : 85 % vždy zajišťoval, že velké řízené zdroje byly schopny doregulovat výkon těchto malých.
Obnovitelné zdroje
S nástupem obnovitelných zdrojů (OZE), zejména fotovoltaických, došlo k zásadní změně situace. V horizontu tří let (což je z hlediska sítě krátké období) došlo k připojení více než 2150 MW instalovaného výkonu v malých zdrojích OZE a tedy téměř k ztrojnásobení kapacit malých neřízených zdrojů. Charakter jejich dodávky je ze zákona vynucený: přednost dodávek do sítě, povinnost výkupu bez ohledu na to, zda lze daný výkon uplatnit (prodat).
Aby se dosáhlo vyrovnané bilance, může dojít k tomu, že budou muset být odstavovány klasické elektrárny. To lze, pokud tyto elektrárny neposkytují regulační výkony. Jakmile se ale začnou odstavovat elektrárny, poskytující regulační výkon, každým dalším odstavením je již omezována spolehlivost provozu soustavy. Pokud je elektřiny nedostatek, lze to řešit (ve stavech nouze) jejím vypínáním. Pokud jí je ale přebytek a v soustavě jsou již jen zdroje, které nepodléhají dálkovému řízení a zdroje které poskytují regulační výkon, pak tuto situaci prakticky nejsme schopni řešit (teoreticky lze přebytečnou elektřinu vyvézt, ale pokud na tom budou sousední země obdobně, pak ani to nepřipadá v úvahu). A v tom je základní problém současného stavu: Koncept, ve kterém pro malé zdroje není stanovena povinnost být zapojen do dálkového řízení je sice levnější, ale platí jen pro určitý podíl těchto zdrojů.
Limit byl naplněn
Modelováním provozu soustavy v nepříznivých podmínkách (minimální spotřeba, maximální výkon OZE) očekávatelných v průběhu letních měsíců byl stanoven limitní výkon těchto zdrojů pro ČR, a to 1650 MW dodávaného výkonu (což odpovídá zhruba 2200 MW instalovaného výkonu). Pokud bude tento výkon překročen, aniž by byly zdroje zapojeny do dálkového řízení s možností regulovat jejich výkon v mezních situacích, nelze dále garantovat spolehlivost soustavy. Protože v únoru roku 2010 počet povolených žádostí o připojení téměř čtyřnásobně přesáhl tento limit, požádal provozovatel přenosové soustavy provozovatele distribučních soustav o pozastavení vydávání kladných žádostí o připojení s tím, že připojení množství většího než stanovený limit již není v souladu se spolehlivým a bezpečným provozem elektrizační soustavy.
V současnosti bylo již tohoto limitu dosaženo. Z hlediska připojování dalších zdrojů je tedy nezbytné zajistit nejprve připojení dostatečného množství menších zdrojů do dálkového řízení. To má dvě roviny: Zdroje musejí být vybaveny zařízením umožňujícím jejich regulaci nebo odpojení a propojeny s dispečinkem a musí existovat oprávnění regulaci v mezních případech použít. Obojí je řešeno v návrhu novelizace energetického zákona, který se projednává v parlamentu. Nezbytý je však i nový výkupní model, který nestimuluje k dodávce elektřiny do sítě i když není poptávka a ani nelze přebytečnou elektřinu rozumně „zmařit“.
Práva i povinnosti
Dá se říci, že již končí etapa, kdy přednost OZE byla absolutní a požadavky na ně kladené z hlediska přenosové soustavy byly nulové, a to přesto, že jejich vliv na ni je relativně značný. OZE jako zdroj dodávky elektřiny vyrostly z plenek a jejich podíl dosahuje aktuálně téměř 10 % spotřeby (odhad pro rok 2011). Pro jejich další rozvoj a pro zvyšování jejich podílu v celkovém energetickém mixu (přes 30 % do roku 2050 podle státní energetické koncepce) již samy musejí převzít část odpovědnosti společně se stranou spotřeby, která se bude muset v určitém rozsahu rovněž přizpůsobit. S postupným zapojením zdrojů nad 100 kW do dálkového ovládání se může limit připojitelného výkonu zvyšovat a postupně zmizet úplně. Tak, jak bude narůstat podíl OZE na zdrojovém mixu, bude ale nutné počítat i s uplatňováním regulace.
Rozhodující roli bude hrát trh s elektřinou, který by měl zajistit, že očekávaná výroba z OZE bude respektována ve výrobních plánech ostatních zdrojů, které se jí přizpůsobují. S poklesem dodávky klasických zdrojů bude stoupat cena podpůrných služeb a postupně je začnou nabízet i velké zdroje OZE. Teprve v mimořádných případech, kdy tržní a jiné mechanismy selžou, nastoupí direktivní dispečerské řízení zdrojů.
OZE se stávají plně emancipovanou skupinou s plnými právy, ale i odpovědnostmi vůči elektrizační soustavě, což samozřejmě nevylučuje prioritní zacházení v rámci daných podmínek Jakmile tedy bude nová soustava pravidel a mechanismů implementována, může se po krátké přestávce (z pohledu systému) připojování nových zdrojů opět obnovit.
Jiří Trnavský (Zdroj: ČEPS, a. s.)
