Supersíť pro budoucí větrné elektrárny v Evropě?

Zástupci devíti evropských zemí podepsali v prosinci 2009 v Bruselu politickou dohodu o záměru výstavby přenosové sítě umožňující připojení nových větrných farem.

Evropské politické elity se snaží vypořádat s neodbytnou fyzikální realitou. Odborníci již léta upozorňují na skutečnost, že požadované a proklamované navýšení výroby elektřiny v budoucích gigantických větrných farmách na pobřeží Severního a Baltského moře nebude možné zajistit bez razantního posílení technologické infrastruktury v regionu.Formulování řešení na politické úrovniŘešením má být výstavba mezistátních přenosových linek realizovaných podmořskými kabely. S tímto záměrem se Německo, Velká Británie, Francie, Belgie, Dánsko, Holandsko, Irsko, Lucembursko a Norsko přihlásily k politické proklamaci „North Seas Countries´ Offshore Grid Initiative“, která by měla představovat výchozí platformu pro vznik technologicky pokročilých projektů zaměřených na integraci nových větrných farem do evropských elektrizačních soustav.Plánovaný mohutný rozvoj větrné energetikyVize politických plánovačů rozvoje větrné energetiky jsou opravdu velkolepé. Jen samotné Německo plánuje postavit do roku 2030 celkem 40 nových přímořských větrných parků v ceně 30 miliard EUR, přičemž instalovaný výkon všech větrných elektráren v zemi by měl v roce 2020 dosahovat zhruba 50 GW (v současné době 24 GW). Velká Británie plánuje do roku 2030 výstavbu 9 ohromných přímořských větrných parků v ceně 110 miliard EUR a výkon všech větrných elektráren v zemi by měl v roce 2020 dosahovat zhruba 30 GW (v současné době 3,2 GW). Pro srovnání připomínám, že výkon jednoho bloku jaderné elektrárny Temelín činí 1 GW.Je samozřejmé, že takto vysoká koncentrace bezprostředně klimaticky závislé a tudíž časově velmi proměnlivé výroby elektřiny v řádu mnoha desítek temelínských bloků v regionu Severního a Baltského moře představuje značný technický problém. Rozbalancování pracně sestavované rovnováhy mezi aktuální výrobou a spotřebou elektřiny by mohlo zapříčinit „elektrickou tsunami“, která se po přenosových linkách povalí do střední a jižní Evropy a následně způsobí rozpad západoevropské elektrizační soustavy. Ostatně obdobná situace již jednou nastala v listopadu 2006. Tehdy se ocitlo bez elektřiny po dobu několika hodin přibližně 15 milionů domácností. V ČR není tato skutečnost příliš známa, protože se po rozpadu sítě nacházela v ostrovu s nadbytkem výroby elektřiny, takže operátor sítě nemusel přistupovat k masivnímu odpojování spotřebitelů.Hlavní účel „Supersítě“Nové přenosové linky mají umožnit propojení větrných parků se skandinávskými přečerpávacími vodními elektrárnami a s jejich pomocí tak vyrovnávat aktuální bilanci mezi výrobou a spotřebou elektřiny. Princip spolupráce mezi větrnými a vodními elektrárnami jsem podrobněji popsal v článku o dánské větrné energetice. Další funkcí je usnadnění připojování nových větrných farem, které se místo připojovacího bodu na pobřeží (vzdáleném mnohdy až desítky kilometrů) připojí k nejbližšímu připojovacímu bodu "Supersítě" v moři. Vzhledem ke skutečnosti, že elektrizační soustavy skandinávských zemí (NORDEL) nejsou synchronizovány se západoevropskou sítí (UCTE) a z důvodu snížení přenosových ztrát bylo zvoleno řešení založené na stejnosměrných vysokonapěťových přenosových linkách (HVDC).Co vlastně znamená pojem „Supersíť“Ačkoliv novináři tento pojem často používají ve svých komentářích, nejedná se o žádnou kosmickou supertechniku. Což však samozřejmě neznamená, že nestojí za pozornost (pro zájemce viz fotogalerie na konci článku). Technologie přenosu velkých výkonů pomocí linek HVDC je již spolehlivě zvládnuta (např. ABB, Siemens) a ve skandinávském regionu je využívána již od roku 1965. V současné době jsou v provozu HVDC linky mezi Dánskem a Švédskem (Konti-Skan), Dánskem a Norskem (Skagerrak), Dánskem a Německem (Kontek), mezi Švédskem a Německem (Baltic Cable), Švédskem a Polskem (SwePol). Prozatím posledním a ve světovém měřítku doposud nejdelším podmořským vysokonapěťovým kabelem je NorNed propojující Norsko s Holandskem. Právě tyto kabely mají tvořit zárodek budoucí „Supersítě“, která podle některých studií může v budoucnu zahrnovat více než 6000 km kabelů.Možné potíže s integrací větrných parků do evropské elektrizační sítěZatím to vypadá na naprostou environmentální selanku. Větrné elektrárny, vedoucí technologie výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů, konečně plně odhalí svůj energetický potenciál a celá Evropa bude pokojně sosat ekologickou elektřinu ze Severního a Baltického moře jako motýli sosají sladký nektar z květin. Jinými slovy: v Evropě bude možné postupně odstavovat uhelné a jaderné elektrárny jako technicky a ekologicky zaostalé mastodonty. Bohužel technická realita je poněkud jiná než tato poněkud ideologicky podbarvená a tudíž až přespříliš optimistická vize. Hrozí totiž reálné (a stále se zvyšující) riziko, že budeme sosat elektřinu pouze do nejbližšího rozpadu elektrizační soustavy a poté si dáme několik hodin (v horších případech několik desítek hodin) nucenou přestávku. Otázkou je, jestli tento způsob zásobování elektřinou bude obyvatelstvo a průmysl považovat za hodný jednadvacátého století.Už nyní dělá větrný boom operátorům přenosových sítí v Německu těžkou hlavu. Zhoršující se situaci lze dokumentovat počtem hlášení o výskytu kritických situací v části přenosové soustavy spravované německým síťovým operátorem Vattenfall Europe, které oznámil na nadřízený orgán (Bundesnetzagentur) za posledních několik let: 2006 (80) –2007 (155) – 2008 (175) – 2009 (197). Pro zachování objektivity je však nutné připomenout, že velmi rychlý rozvoj výroby elektřiny z větru je pouze jedním z mnoha negativně působících faktorů.Důsledky pro Českou republikuProblém není České republice natolik vzdálen, jak se na první pohled zdá. Už nyní způsobují přetoky výkonu z německých větrných elektráren (momentálně s instalovaným výkonem odpovídajícím 24 temelínským blokům) problémy v české přenosové soustavě. Jsem si jist, že při čtení politických proklamací o budoucím explozivním rozvoji větrných farem v Severním a Baltském moři mnohým zodpovědným osobám ze středoevropských operátorů přenosových sítí naskakuje studený pot na čele. Což ostatně byl i jeden z důvodu iniciace projektu TSC, který by měl v budoucnu zajistit koordinované a systémové řešení nepříznivých provozních situací. Prvním reálným počinem je zřízení monitorovacího a varovného systému RAAS (Real-time Awareness & Alarming System), který poskytuje středoevropským dispečinkům aktuální informace o stavu přenosových sítí v regionu a umožňuje jim operativní řízení. Nejkrajnějším technickým řešením je instalace speciálních transformátorů (Phase Shifting Transformers) na kriticky zatěžovaných přenosových linkách, které omezí nežádoucí přetoky výkonu českou přenosovou soustavou. Toto ovšem právě není ono požadované systémové řešení, protože to znamená pouhé "odklonění" toku elektřiny na přenosové linky jiného operátora v regionu.ZávěrPlánovaná „Supersíť“ není žádným kouzelným řešením spadlým z environmentálního nebe. Bude pouze dílčím technickým prostředkem umožňujícím operativnější a pružnější spolupráci plánovaných ohromných větrných parků a skandinávských vodních elektráren, což umožní efektivnější vyrovnávání aktuální bilance výroby a spotřeby elektřiny v regionu severozápadní Evropy. Nic víc a nic míň.Pro zájemce přikládám základní technická data a fotogalerii z projektu NorNed:Uvedení do provozu:             2008Celkové náklady:                   600 mil. EURPřenášený výkon:                  700 MWNapětí AC (střídavé):             Norsko (Feda): 300 kV                                              Holandsko: (Eemshaven): 400 kVNapětí DC (stejnosměrné):    +/- 450 kVDélka podmořského kabelu:  580 km

Projekt NorNed: Trasování podmořského kabelu HVDC
Mapa: ABB

Projekt NorNed: navíjení podmořského kabelu HVDC na cívku před překládkou na loď.
Cívka váží až 7 000 tun
Foto: Spiegel.de (převzato z ABB)

Projekt NorNed: pokládka podmořského kabelu HVDC
Foto: Spiegel.de (převzato z ABB)

Projekt NorNed: pokládka podmořského kabelu HVDC
Foto: Spiegel.de (převzato z ABB)

Projekt NorNed: řez kabelem HVDC
Foto: Spiegel.de (převzato z ABB)

Projekt NorNed: technologické zařízení měnírny v Norsku (Feda)
Foto: Spiegel.de (převzato z ABB)

Projekt NorNed: technologické zařízení měnírny v Holandsku (Eemshaven)
Foto: ABB
(Psáno pro blog.iDNES.cz)

Petr Nejedlý