V minulém díle jsme zkoumali, jestli by uhlí mohlo být nahrazeno
OZE v rozsahu neuspokojených žádostí o připojení. Výsledkem
bylo, že tato konfigurace OZE nestačí pokrýt spotřebu 70
Twh
Provedli jsme navýšení podílu OZE tak aby to pokrylo
uvedenou spotřebu.
Poznámka:
Pokud někdo nechce vstupovat do podrobností, může přeskočit na
Závěr, kde je souhrn výsledků.
1.
Porovnání
V porovnání s
konfigurací žádostí o připojení OZE prověřovanou v článku
realita budeme postupně zvyšovat instalovaný výkon OZE až
dosáhneme požadované produkce 70 Twh. Vzhledem k neregulovatelným
VTE a FVE, které by dále zhoršovaly stabilitu zbývá možnost
zvyšování u relativně stabilní biomasy. Výchozí instalovaný
výkon je 1 000 MW a budeme ho zvyšovat až na 3 000 MW. Odpovídá
to teoreticky nejvyššímu technickému potenciálu pro biomasu 270
PJ dle MŽP. Zvyšováním bioplynu by byl překročen dosažitelný
potenciál, proto je ponechán. VE mají jen malou možnost zvyšování
instalovaného výkonu.
Výchozí konfigurace energetického mixu
je v MW instalovaného výkonu:
JE=3900, VE=742, MVE=313,
VTE=3655, FVE=8547, Biom=1000, Biop=500
Nyní porovnáme, jak
se to projevilo na regulační energii, importu a exportu. Nutno
podotknout, že regulační energie byla nakoupena z JE, bioplynu,
PVE a zvýšeného výkonu biomasy + zahraničí. Při pochybnostech
předpokládáme, že to možné je.
Posoudíme
2 základní charakteristiky ES:
- Regulační energie
-
Zatížení přenosové soustavy PS
2.
Regulační energie (RE)
Pro
posouzení jaký má vliv změna instalovaného výkonu biomasy na
spotřebu regulační energie uvádíme tabulku, která ukazuje jak
se s postupným nárůstem instalovaného výkonu biomasy mění
potřebná regulační energie při stálém instalovaném výkonu
zdrojů uvedených v odst. 1.
Graf1

Pro
zjednodušení uvádíme celkovou RE, kladnou a zápornou, která se
skládá z RE vlastní, t.zn. z tuzemských regulačních zdrojů a
RE externí z importu a exportu. Je možno hodnotit vlastní i
externí samostatně, ale to by překročilo rozsah článku.
- RE
kladná je taková, při níž je vygenerovaný výkon menší než
momentální spotřeba.
- RE záporná je taková, při níž je
vygenerovaný výkon větší než momentální spotřeba.
Komentář
ke Graf1:
-
Osa X - instalovaný výkon biomasy v rozsahu 1000 až 3000 MW, který
odpovídá max. potenciálu v ČR. Více už nemá smysl prověřovat,
překročilo by to potenciál ČR.
- Osa Y – RE v rozsahu 0 až
14 000 Gwh odpovídá RE, která je vyprodukována pro krytí
spotřeby při odpovídajícím výkonu biomasy.
- Tmavá křivka
ukazuje regulaci kladnou, že se zvyšujícím se výkonem biomasy se
potřebná kladná RE snižuje. Ukazuje se, že pokud je biomasa
zapojena do produkce RE, tak působí na zlepšování stability ES.
Zpočátku byla potřeba RE vysoká 12 000 Gwh a postupně klesala na
hodnotu 4000 Gwh při maximálním výkonu biomasy.
-
Světlá křivka ukazuje regulaci zápornou, která stoupá od 4 000
Gwh na 8 000 Gwh. Znamená to, že se zvyšujícím se podílem
biomasy se v souběhu s dalšími zdroji vytvářejí přebytky,
které musí být regulovány buď omezováním vlastních zdrojů
nebo exportem.
Z
grafu je patrné, že křivky jdou proti sobě. Pokud bychom vyhověli
minimální kladné regulaci, byla by záporná regulace maximální.
Abychom se dostali na optimální složení RE, bude hodnota biomasy
tam, kde s obě křivky protínají tj. optimální instalovaný
výkon biomasy je 2 300 MW. Tento výsledek nám zajišťuje, že
zatěžování PS soustavy bude optimální pro kladnou i zápornou
regulaci. O tom v následujícím odstavci.
3.
Zatížení přeshraniční přenosové soustavy PS.
Přeshraniční
přenosy jsou pro nás klíčové, protože na nich záleží, jestli
budeme schopni RE exportovat při přebytku nebo importovat při
nedostatku. Biomasa nám ukazuje, jak ovlivňuje energetický mix ve
kterém působí spolu s dalšími zdroji. Povolený výkon PS je
3
500 MW

Graf2
Komentář
ke Graf2 .
- Tmavá křivka ukazuje, že se zvyšováním
instalovaného výkonu biomasy přenosový výkon importu (kladné
regulace) klesá.
- Světlá křivka ukazuje, že s instalovaným
výkonem biomasy přenosový výkon exportu stoupá.
Obě křivky
mají protiběžný charakter, regulační výkony jsou produktem
mixu zdrojů konkrétně v naší konfiguraci v odst. 1.
4.Závěr
(hodnoty zaokrouhleny)
Souhrnné
zhodnocení získaných výsledků pro JE+OZE.
-
Výchozím stavem byl mix zdrojů JE+OZE s žádostí o připojení
viz odst.1
- Výsledkem bylo, že se vyprodukuje 55 Twh, což je o
15 Twh méně než požadovaných 70 Twh. Požadovaná
produkce splněna nebyla.
-
Tato konfigurace vyžadovala regulační energii +4000 a –12000
Mwh s překročením povoleného zatížení
přeshraničního přenosu 3 500 MW.
- Abychom dosáhli požadované
produkce 70 TWh,
zvyšovali jsme instalační výkon biomasy až na hodnotu 3 000 MW,
přičemž ostatní prvky mixu zůstaly konstantní, protože je
nebylo možné zvyšovat. Bylo
dosaženo produkce 68 Twh, blíží se to požadované hodnotě, ale
dosaženo to nebylo
-
Zvyšováním výkonu biomasy až na 3000 MW kladná regulace klesla
na 4 000 Gwh, ale záporná stoupla na 10 000 Gwh. Tím bylo dosaženo
minima RE+ , ale maxima RE-. Obě
překročily přípustné zatížení
-
Abychom se vyhnuli extrémům, optimální RE bude v průsečíku
křivek v Graf1. Tímto jsme zjistili optimální
výkon biomasy 2 300 MW.
Při tomto výkonu bude produkce energie 63 Twh. Tento postup bylo
nutné zvolit s ohledem na minimalizaci zatížení přenosové sítě
PS. Požadavek
na 70 Twh nebyl splněn o 7 TWh.
-
Klíčovým problémem je zatížení PS. Pokud bude překročeno,
nebude možné získat potřebný regulační výkon RV ze zahraničí
a elektrizační soustava ES přestane fungovat.
Se
zvyšováním výkonu biomasy bude RV+ klesat RV- stoupat
viz Graf1.
- Ukazuje se, že zvyšování výkonu biomasy působí
na RV+ příznivě, zmenšuje se tím nedostatek výkonu, na
RV- působí ale velmi nepříznivě,
protože při souběhu s výkonem FVE a VTE vznikají při špičkách
velké přebytky, které musí být exportovány do zahraničí,
pokud tak velké výkony bude možno nasmlouvat.
Tento problém v
současné době řeší německá energetika, která svými přebytky
z VTE ohrožuje stabilitu ES sousedních zemí.
- Při optimálním
výkonu biomasy 2300 MW bude RV+ 3500 MW což je v normě a RV- 9500
MW, což je extrémně překročeno. Souhrnně lze konstatovat, že
při přeshraničním
přenosu regulačního výkonu bude PS nepřípustně překročena.
-
Model ukazuje, že právě regulace způsobuje zásadní problémy.
Samotná produkce se dá mnohem snadněji regulovat, je limitována
hlavně technologickou schopností instalovat příslušné zdroje.
-
Podle potřeby je možné provést modelování do větších
podrobností, ale to by překračovalo rámec článku.
- Uvedený
pohled je statický, dynamický pohled budeme zkoumat u konfigurace,
která bude splňovat statické parametry.
V
závěru lze konstatovat, že požadované podmínky pro provoz
elektrizační soustavy pro scénář JE (3900 MW)+OZE (15757 MW)
nebyly splněny ani za předpokladu, že požadovanou regulační
energii bude možné nakoupit v zahraničí.
Příště
budeme prošetřovat případ, kdy do procesu vstoupí další 2 1000
MW bloky v JETE a hledat optimum.
Vzhledem k převažujícímu
podílu OZE budeme pro nalezené optimum sledovat jeho rovnováhu
během roku. To bude rozhodující pro nákup regulační energie v
průběhu roku.
Poznámka: Pokud je pro
některé čtenáře obtížné sledovat podrobný postup
vyhodnocování simulace, stačí přečíst závěr. Pokud chce
konzumovat ideologické nebo filosofické úvahy, tak k tomu je k
dispozici na webu mnoho článků.