2.
Současný stav produkce z OZE na základě údajů ERÚ
dle skutečné produkce.
K
dispozici jsou data za prvních 7 měsíců roku 2011, postupně
budeme upřesňovat jak budou nabíhat další
měsíce.
Vítr:
Instalovaný
výkon 216 MW se neměnil, bylo vyprodukováno 222 Gwh, prům
účinnost 20,95%.
Produkce byla stabilní kolem 30 Gwh/měs. Největrnější byl duben
37 Gwh, nejméně větrný květen 24 Gwh.
Fotovoltaika:
Připojený
instalovaný výkon 1970 MW se neměnil, bylo vyprodukováno 1 383
Gwh, prům. průměrná
účinnost 9,04 %,
v.lednu pouze 2,5%, nejvíce květnu 20%.
Průběh přinesl určitá
překvapení. Narozdíl od větru jsou velké rozdíly v produkci
lednové 36 Gwh a největší produkci květnové 300 Gwh. Zajímavé
je, že nikdy nebylo dosaženo instalovaného výkonu i při
celoúzemním slunečním svitu.
Uvedená produkce byla prověřena
simulačním modelem, ve kterém se vycházelo z fyzikálních
principů, tudíž při celoúzemním slunečním svitu v ČR model
počítal i s instalovanými výkony. Uvedené a další reálné
výsledky jsou cenným podkladem pro doladění simulace pro reálné
podmínky.
Biomasa zatím
neměla vliv na stabilitu ES.
3.
Porovnání produkce
Vstupní
parametry jsou v následující tabulce
Komentář
(zaokrouhleno na Twh):
–
Sl.1 Instalovaný výkon jednotlivých zdrojů v r. 2010.
Současná regulační soustava byla schopná zdroje FVE,VTE
odregulovat pomoci stávající regulační soustavy.
–
Sl.2 Výroba v r. 2010 86 TWh s exportem resp. saldem
import/export 15 TWh,
=
71 Twh tuzemské spotřeby. Regulace
byla zajištěna prostředky pomoci vlastních regulačních záloh
uhelných bloků s malou výměnou importu exportu.
–
Sl.3 Instalovaný výkon po vyloučení PE a PPE+PPS,
zbývá pouze JE+OZE. Instalovaný výkon OZE je v rozsahu
neuspokojených žádostí o připojení. Instalovaný výkon je
srovnatelný s r 2010 – cca 20 GW, ale produkce je o 30 Twh nižší
z důvodu nižší účinnosti OZE.
- Sl.4 Výroba podle
žádostí o připojení OZE =
55 Twh. Předeslali
jsme, že budeme hodnotit tuzemskou spotřebu 70 Twh, takže uvedená
konfigurace vyprodukuje o 15 Twh méně než je tuzemská spotřeba.
|
Porovnání produkce 2010 s produkcí podle žádostí o připojení |
||||
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Zdroje |
Instalovaný výkon 2010 s uhlím [MW] |
Výroba 2010 s uhlím [Gwh] |
Instalovaný výkon žádostí o připojení [MW] |
Výroba podle žádostí o připojení [GWh] |
|
PE (uhlí) |
10 446 |
48 479 |
0 |
0 |
|
PPE+PPS |
959 |
3080 |
0 |
0 |
|
JETE+JEDU |
3900 |
27 998 |
3 900 |
27 317 |
|
VE |
742 |
1 472 |
742 |
1 472 |
|
MVE |
313 |
1 317 |
313 |
1 317 |
|
PVE |
1 147 |
591 |
1 147 |
336 |
|
VTE |
218 |
336 |
3 655 |
5 784 |
|
FVE |
1 959 |
616 |
8 5447 |
8 522 |
|
Biomasa |
32 |
1 512 |
1 000 |
6 496 |
|
Bioplyn |
66 |
509 |
500 |
3 852 |
|
Celkem |
20 073 |
85 910 |
19 804 |
55 096 |
4.
Regulace
V odst. 3. jsme
uvedli energetickou bilanci zkoumané konfigurace zdrojů. Do hry
vstupuje požadavek na rovnováhu ES v každém okamžiku.
Podmínky
pro chod ES JE+OZE – vychází z fyzikálních vlastností
elektřiny.
-
Systémové služby jsou nezbytné pro udržení spolehlivého chodu
ES. Prostředky pro realizaci systémových služeb jsou obstarávány
na trhu s podpůrnými službami PpS (subjekty s potřebnou
certifikací).
A tady nastává první problém. Certifikované
PpS zmizely i s uhlím a je třeba je nahradit jinými regulačními
výkony.
Jaké
jsou v těchto podmínkách možné zdroje pro regulaci:
- V
omezené míře bude zapnuta primární, sekundární a terciární
regulace u JE.
Pro eliminaci nárazů FVE a VTE bude zapnuta
terciální regulace TR -100MW /blok v JETE a 4x80 MW v JEDU a
minimální hodnota exportu 10 Twh..
- Vodíkové zásobníky
dodávající regulační energii na základě přebytků z JE a OZE.
Tento hypotetický zdroj je zatím jen v úvahách, reálná
instalace zatím není k dispozici, tedy zatím nejsou známy
vlastnosti tohoto zdroje.
- Biomasa se předpokládá zatím jen u
menších zdrojů s celoroční závislostí na vzdáleném dovozu.
Do jaké míry může získat certifikaci pro dodávku PpS a v jakém
množství zatím není jasné. Musí to být zcela zaručené
zdroje, jinak by ohrozily ES.
- Bioplyn je vcelku dobře
definovatelný pro regulaci, pokud se docílí trvalá dodávka, aby
mohl získat certifikaci.
- Přečerpávací vodní elektrárny
PVE jsou v provozu už v současné době, jsou použitelné v
omezeném rozsahu pro špičkové vykrývání, nikoliv pro
dlouhodobou zálohu.
- Existují další prostředky akumulace a
regulace jako např. systém CAES (skladování pomoci stlačeného
vzduchu), zatím jsou ve stádiu vývoje v pilotních projektech a
zatím se pro celoplošnou regulaci nepoužívají.
- Další OZE
(FVE,VTE) nemají regulační kapacitu
Pro uvedené a možná další regulační zdroje zatím není znám způsob jejích začlenění do nákupu PpS – každopádně musí být respektovány fyzikální zákony.
Abychom
mohli přikročit k modelování ES s OZE+JE, budeme předpokládat,
že uváděné prostředky budou schopny splnit požadavky na PpS. V
simulaci budeme prošetřovat, jak velkou regulační energii budou
muset poskytnout, aby ES byla v rovnováze za předpokladu, že budou
splněny žádosti o připojení.
5.
Statický pohled
Pokrytí
spotřeby (zaokr. GW)
-
Je dosažen inst. výkon 20 GW, reálný výkon 6,2 GW, který
zajistí spotřebu 55 TWh btto 15 Twh musí být dokoupeno z importu.
Daná konfigurace tedy spotřebu 70 Twh nezajistí.
Zálohy:
Budeme
předpokládat, že bude možno nakoupit vlastní regulační výkon
od regulačních bloků JE. Další regulační výkon bude možné
nakoupit od externích zdrojů.
K zajištění trvalého
rovnovážného stavu ES pro tuto konfiguraci je třeba :
vlastní
regulace kladná......... 5380 Gwh s max. výkonem ...1 086
MW
vlastní regulace záporná.... -1 451 Gwh...s max výkonem
-1 450 MW
import regulace kladná …. . +6 680 Gwh s max.
výkonem 4 394 MW
export regulace záporná . . -3 030 Gwh s
max. výkonem -8 092 MW
celkem požadovaná regulace pro danou konfiguraci:
regulace
kladná 12 060 Gwh max. výkon 4 394 MW
regulace záporná - 4
481 Gwh max. výkon -8 092 MW
Komentář:
Regulace
počítá s určitým stavem vlastní regulační energie + energie z
export/import. Pokud bude menší vlastní zásoba, musí být větší
externí regulace a naopak.
V
podstatě na externí regulaci jede Dánsko, které je téměř plně
závislé na regulaci z norských a švédských vodních
zdrojů.
Přitom dochází k enormnímu přetěžování PS, která
při nárazech produkce zejména v letním provalu dosahuje při
exportu až 2,5 násobku přípustného zatížení sítě a
přetížení transformačních schopností.
Znovu
je třeba si uvědomit, že nejsou připojeny regulační uhelné
bloky.
Na kritická místa si ukážeme v dalším odstavci,
dynamickém pohledu.
6.
Dynamický pohled.
Při
tomto pohledu je třeba vzít na vědomí, že energie neleží na
jedné hromadě, ze které si můžeme uloupnout podle potřeby, to
je možné pouze u jádra a uhlí, kde se energetika kalkuluje
staticky. Energie s velkým podílem OZE je produkována v čase s
neustále se měnícími produkčními podmínkami během dne a roku.
Při zvyšujícím se podílu OZE v závislosti na změnách počasí
během roku dochází k ovlivňování produkce a zejména stability
ES. Model pro samotné OZE byl uveden např. v článku Jak
fungují OZE v čase a
ukázal, že samotné OZE s ohledem na průběh počasí dodávku
elektřiny nezabezpečí.
Průběh je během roku je velmi proměnlivý:
- v
měsících lednu až březnu vlastní kladná regulace nestačí
krýt požadavky a musí být dodána regulačním importem v
rozmezí od 0 do 4 300 MW.
- v dubnu a květnu se začíná
projevovat sluneční svit a dochází k nárazové záporné
regulaci v rozmezí od 0 do -5 000 MW střídavě s ubývajícím
importem
- během června až srpna dochází k letnímu provalu
s nárazovými zátěžemi exportu až o 8 000 MW, import poklesne
na 0.
- v září a říjnu ubývá slunce, ubývá exportu a
přibývá importu.
- listopad a prosinec je ve znamení
importu
Během roku by došlo k nepřijatelnému přetěžování
PS.
4.
Závěr.
- Provedená
simulace prokazuje závažný vliv počasí v průběhu roku s
nárazovým požadavkem na regulaci při převládajícím podílu
OZE.
K zajištění spotřeby by nestačilo ani splnění všech
žádosti o připojení OZE k síti, pokryly by pouze 55 Twh oproti
požadované spotřebě 70 Twh je to o 15 Twh méně.
- Uvedená konfigurace zdrojů není schopná zajistit regulaci ES
bez externí regulace.
- I při zajištění externích
regulačních zdrojů by při jejich čerpání docházelo k
nepřípustnému přetěžování PS.
- Náhrada výkonu uhlí se
dá zajistit pouze enormním zvyšováním reálného výkonu OZE,
ovšem bez příslušné regulace. Jak budou v tomto směru fungovat
smart grids nebo evropská síť, jestli bude regulovaná, zatím
není jasné.
- Model připojování OZE do současné PS provádí
spol. ČSRES a.s. ovšem se stávajícími PpS, až nebude uhlí,
bude muset i ona zahrnout vliv počasí.
- Budeme zjišťovat
další možnosti zvýšení podílu OZE pro zajištění btto
spotřeby 70 Twh s co nejmenším vlivem na stabilitu.
- Příště
připojíme do systému další 2 bloky Temelína a budeme zkoumat,
jak to ovlivní ES.