Poláci „přiškrtí“ elektřinu z německých větrných elektráren

Polsko pravděpodobně nainstaluje na přeshraničních linkách s Německem speciální transformátory a omezí tak přetoky elektřiny z německých větrných parků přes svoji síť.

Situace v elektroenergetice ve středoevropském regionu se začíná přiostřovat. Z různých informačních zdrojů začínají prosakovat informace o polském rozhodnutí čelit opakujícím se „příbojům“ z německých větrných elektráren instalací tzv. transformátorů s příčnou regulací (phase shifters).

Nechci čtenáře víkendového blogu zatěžovat přednáškou z elektrotechniky. S využitím vzdálené analogie toku elektřiny a vody si vystačíme s konstatováním, že zmiňované speciální transformátory fungují jako vodovodní kohoutek, který můžeme podle potřeby přivřít a omezit tak proud vody vytékající z potrubí. Takže „phase shifter“ analogicky umožňuje „přiškrtit“ tok elektřiny přenášené elektrickým vedením.

Důvod polského rozhodnutí je technicky pochopitelný. Německo v rámci státní politiky podpory OZE instalovalo značné výrobní kapacity ve větrných elektrárnách, které jsou zcela logicky dislokovány v místech s příhodnými klimatickými podmínkami – tj. převážně na severním pobřeží. Nicméně hlavní centra spotřeby se nacházejí ve středním a jižním Německu, takže elektřina musí být ke spotřebitelům přepravována prostřednictvím dálkových vedení. Ovšem německá přenosová síť není dostatečně dimenzována a elektřina přenášená do jižního Německa se „tlačí“ do polských a českých přenosových linek a teprve potom se znovu vrací do Německa. Situace se ještě zdramatizovala v březnu loňského roku po odstavení sedmi jaderných bloků, z nichž pět se nachází ve středním a jižním Německu, a to v rámci moratoria vyhlášeného po havárii fukušimské jaderné elektrárny.

S průběžným navyšováním výroby v německých větrných elektrárnách se trvale zvyšují velmi obtížně předvídatelné přetoky elektřiny do polských přenosových sítí, které v současnosti dosahují natolik vysokých hodnot, že národní provozovatel sítě stále častěji není schopen dodržet základní síťové bezpečnostní kritérium „n-1“. Toto kritérium matematicky prezentuje technický požadavek na dimenzování přenosových sítí s dostatečnými rezervami tak, aby při náhlém výpadku jednoho vedení nedošlo k přetížení dalších vedení v rámci soustavy.

Co vlastně reálně znamená nedodržení kritéria „n-1“? Zjednodušeně můžeme říci, že v tomto případě se v sítích může projevit „efekt sněhové koule“. Mohu prezentovat příklad, kdy náhodná příčina (např. úder blesku) způsobí poruchu nějakého silně zatíženého vedení. Elektřina původně dopravovaná nyní porouchaným resp. vypnutým vedením se v souladu s fyzikálními zákony okamžitě „přelije“ na okolní vedení a zvýší tak jejich zatížení, přičemž při nesplnění kritéria „n-1“ dojde k přetížení dalšího vedení (princip „nejslabšího článku řetězu“). Takže elektřina nyní již ze dvou nefunkčních vedení se opět „přelije“ na zbývající linky ... a celá soustava se začíná hroutit jako domeček z karet. S literární nadsázkou to lze přirovnat k „elektrické tsunami“, kterou již prakticky nelze zastavit. Že se nejedná pouze o akademickou teorii mohu doložit odkazem na gigantický blackout v USA a Kanadě v srpnu 2003 (zde). Nebo v případě Evropy lze uvést částečný rozpad západoevropské elektrizační soustavy v listopadu roku 2006, kdy v průběhu necelých dvaceti vteřin došlo k přetížení a následnému vypnutí 33 linek v prostoru od severního pobřeží Německa až po Bosnu-Hercegovinu a jižní Španělsko (zde).

Na obranu před osočováním Poláků z neschopnosti a jako podnět k zamyšlení propagátorům „energetické meteorologie“, operujícím s předpovědními modely výroby elektřiny z větrných parků, mohu uvést, že ve „zvláště vydařených dnech“ se na některých přeshraničních vedeních zvyšuje tranzit elektřiny až desetinásobně proti předem dohodnutým obchodním plánům. Síťoví operátoři umějí leccos, ovšem v současné době je v Německu instalováno ve větru celkem 27 temelínských bloků (cca 27 000 MW), které již dávno výkonově přerostly možnosti transferu elektřiny do oblastí vysoké průmyslové spotřeby národní přenosovou soustavou a začínají „cvičit“ se sítěmi ve středoevropském měřítku.

A musí nás vůbec zajímat, jaká technická zařízení si Poláci instalují či nenainstalují na přeshraničních linkách s Německem? To rozhodně musí. Jak jsem se snažil vysvětlit výše, tak „přiškrcením“ jednoho popř. několika přenosových vedení docílíme pouze „přelití“ elektřiny do vedení jiných, což v popisovaném scénáři znamená do vedení českých. Ostatně z hlediska přenosových sítí je už Česká republika poměrně dlouho zcela regulérní „spolkovou zemí“, aniž bych chtěl nyní vytahovat ze skříně historické reminiscence.

Po reálném zprovoznění „phase shifters“ v Polsku by se provozní stavy v českých sítích dosti výrazně zdramatizovaly a osoby zodpovědné za spolehlivý chod české elektrizační soustavy by zřejmě rychle směřovaly k závislosti na antidepresivech. Situace by pravděpodobně byla natolik vážná, že „phase shifters“ by musely být instalovány i na linkách z Německa do ČR...

Otázkou je, jaký by byl další vývoj v tomto (prozatím hypotetickém) případě. Troufám si tvrdit, že s takto „ořezanou“ středoevropskou přenosovou soustavou by Němci nebyli schopni „ukočírovat“ svoje větrné elektrárny v rámci svojí přenosové sítě a prakticky permanentně by se pohybovali na hranicích nouzového režimu, kdy by operátoři sítí museli masově a neohlášeně redukovat výrobu, tj. vypínat větrné farmy na severu země, aby tak zabránili rozpadu národní soustavy (blackoutu). Otázkou je, zda by provozovatelé elektráren byli vůbec ochotni v takto nestabilním prostředí nové větrné farmy stavět, protože nucené vypínání by pro ně znamenalo značné ekonomické ztráty. Pro upřesnění dodávám, že v případě ohrožení bezpečnosti provozu soustavy není relevantní ustanovení o přednostním odkupu elektřiny z OZE a operátor sítě je oprávněn učinit veškerá technická a organizační opatření směřující k odvrácení bezprostředně hrozícího nebezpečí.

Němečtí síťoví operátoři jsou samozřejmě s veškerou problematikou velmi dobře seznámeni, znají řešení uvedených problémů a dlouhodobě prezentují příslušná fakta na nejrůznějších fórech, pokud je někdo ochoten jim vůbec naslouchat. Takže (upozorňuji čistě technické) řešení lze formulovat velmi snadno: je potřeba vybudovat nová přenosová vedení, a to v grandiózním měřítku. Spolková energetická agentura v rámci tzv. Síťové studie II, „nakrmila“ matematické modely elektrizační soustavy politickým zadáním na dosažení podílu OZE ve výši 39% v roce 2025 a vypočetla, že bude nutné do roku 2020 vybudovat 3 600 km nadzemních vedení velmi vysokého napětí. Problém je v tom, že reálně se těchto vedení v průměru staví řádově desítky kilometrů ročně...

Na příkladu potřeby výstavby téměř čtyř tisíc kilometrů nových přenosových tras v Německu lze doložit, že dosavadní rozvoj „zelené energetiky“ v zemi OZE zaslíbené, který nedávno dosáhl „bájné“ hranice celkového podílu 20% vyrobené elektřiny, již prakticky vyčerpal „vnitřní rezervy“ elektrických sítí. Jinými slovy jejich další rozvoj bude nevyhnutelně spojen se závažnými technickými problémy, značnými ekonomickými náklady a právními šarvátkami s majiteli pozemků při budování nových vedení, což s sebou nese otázku, jak dlouho ještě bude možné udržet stávající velmi dynamické tempo jejich rozvoje.

(Psáno pro blog.iDNES)

Petr Nejedlý