Elektřina bez Dukovan a bez dostavby

Brusel nepovolí dostavbu Temelína a zruší Dukovany, které neprojdou testem.
Je to jedna z možných variant, na kterou je třeba se připravit. Pokusíme se tuto variantu modelovat a zjistit, jaké jsou vyhlídky řešení v blízké budoucnosti 20 až 30 roků.

1. Jaké jsou výchozí podmínky v energetice v listopadu 2011.

• V Evropě vzrůstá tlak na ukončení jaderných zdrojů.

• Nadále trvá tlak na omezení skleníkových plynů tudíž i jejich zdrojů.

• K omezení skleníkových plynů by mělo dojít ukončením těžby uhlí, nebo zahrabáváním CO2 do země.

• EU vyzývá k masivnímu zavádění OZE zejména fotovoltaiky a větru.

• EU předpokládá, že do r. 2050 by měla být produkce elektřiny z 50% z větru a slunce.

• EU však neříká odkud bude získána regulační energie, na které je přímo závislé zavádění obnovitelných zdrojů. Bude Evropská Supersíť schopná regulovat všechny připojené soustavy? Jestli ano, tak jsme zachráněni.

• Všechno je na elektřině závislé, proto je třeba přejít od diskuzí k reálné koncepci, která by nám stabilní elektřinu zajistila.
  
  Pokusíme se nastínit několik možných variant řešení s využitím simulačního modelu, umožňujícího modelovat funkčnost možných řešení. Vycházíme z dosažitelných možností OZE a dalších zdrojů, nikoliv z fantastických nepodložených představ.
  V modelu se vychází z energetických zdrojů současných nebo v blízké budoucnosti vybudovaných s životností do roku 2050.
  Pokud bude vyvinut zálohový zdroj s účinností pro celou elektrizační soustavu, tak to rádi přivítáme a svoje výpočty budeme korigovat a jistě to ocení i výbor pro udělování Nobelových cen.
  Zatím musíme vycházet ze současných podmínek regulace ES.

1. Dva scénáře: scénář 2020 a scénář 2040
Oba scénáře vycházejí z minimalizace skleníkových plynů – zatím to nikdo nezrušil - tedy bez uhlí pro elektřinu.

• 1. Scénář 2020 vychází z NAP (Národního akčního plánu MPO) pro OZE do roku 2020.
  Předpokládané instalované výkony:
  - VE=800, MVE=386, VTE=800 FVE=2900, Biom=550, Biop=500, Geo=10
  Celkový instalovaný výkon 6000 MW.
  
  - 2. Scénář 2040 vychází ze současných žádostí o připojení OZE k síti. V současné době nerealizovatelný s předpokladem realizace pod tlakem EU do r. 2040.
  - VE=800, MVE=386, VTE=3655 FVE=8547, Biom=1000, Biop=500, Geo=20

  Celkový instalovaný výkon 14 908 MW
  
  Pro upřesnění výpočtu uvádíme účinnosti FV a VTE v jednotlivých měsících na základě vykázané produkce v r. 2011 dle ERÚ.

Měsíce 2011	% účinnosti FV	% účinnosti VTE
Leden	2,49	18,80
Únor	7,05	20,80
Březen	14,28	21,10
Duben	16,25	23,94
Květen	20,44	14,74
Červen	17,9	18,87
Červenec	15,59	23,09
Srpen	17,70	13,13
Celkem	10,09	15,96

Po doplnění produkce za celý rok 2011 budou údaje důležitým podkladem pro eventuální korekce v dalších výpočtech. Jedná se o celoplošné nasazení pokrývající celé území ČR a mohlo by být dostatečně reprezentativní.

- Jaderná elektrárna Temelín bez dostavby instal. 2 000 MW
- Mix zdrojů OZE:
Scénář 2020:
- VE=800, MVE=386, VTE=800 FVE=2900, Biom=550, Biop=500, Geo=10
Scénář 2040
- VE=800, MVE=386, VTE=3655 FVE=8547, Biom=1000, Biop=500, Geo=20

Dnes se budeme zabývat scénářem 2020. Jedná se o současnost a blízkou budoucnost. K aktu zrušení může dojít kdykoliv do roku 2020, budeme počítat se zdroji, které jsou v této době k dispozici.

Varianta 1 – zrušeny Dukovany bez dostavby – čistá energie bez skleníkových plynů.
V Grafu 1 Sloupec Spotřeba zobrazuje poptávku v hodnotě 70000 Gwh. Nad osou X je
mix zdrojů JETE+OZE ukazující produkci.

Produkce
Na první pohled je patrné, že tato varianta bez dostavby JE je pouhou iluzí. Vlastní produkce zajišťuje spotřebu pouze z 50%, druhá část energie je z Importu.
Regulace
Pro regulaci byla nakoupena kladná záloha 2000 MW a energie 6000 Gwh. 50% produkce by muselo být z importu, veškerá nakoupená regulační energie byla spotřebována, velká část regulace proběhla z importu. Záporná záloha a export nebyly čerpány vůbec.
Permanentně byl překračován přeshraniční limit 3500 MW v 5000 případech. Dalo by se to řešit přechodem na dánský režim. Dánsko není schopno odregulovat vítr, tak k tomu využívá přenosu pomoci vedení HVDC norskou a švédskou hydroenergetiku v rozsahu až 5500 MW. My takové štěstí zatím nemáme.

V praxi to znamená že uvedené zdroje by sice splňovaly kritéria pro omezení produkce skleníkových plynů, ale nesplnily by požadovanou produkci a stabilitu sítě.

Závěr:
V uvedené konfiguraci musíme ustoupit od čisté energie, protože za těchto podmínek bez další JE není možné zajistit v podmínkách ČR roční spotřebu 70 Twh. Jinak bychom museli 35 Twh nakoupit v zahraničí.

Varianta 2 – zrušeny Dukovany bez dostavby – energie trochu špinavější, čistá energie bez skleníkových plynů není dodržena, přidáváme další zdroj PPE.

V Grafu 2 je zobrazena bilance energie pomoci zdrojů OZE+JETE+PPE. V levém sloupci je spotřeba v pravém produkce.
Produkce:
Zdroje vyprodukují celkem 70000 Gwh energie. Hlavním producentem se staly PPE.

Postupným zvyšováním výkonu PPE při stálém výkonu mixu OZE jsme se dostali na výkon 7800 MW, při kterém se soustava dostala do rovnováhy. Byla vyprodukována požadovaná energie 70000GWh.
Regulace:
Regulační energie byla nakoupena v u PPE v objemu 2000 MW a ± 6000 Gwh. To postačilo k zajištění rovnováhy soustavy, nebyl překročen limit 3500 MW přeshraničního výkonu. Soustava vystačila s vlastními zálohami s malým exportem a importem v rámci nasmlouvaných hodnot.

Závěr:
V dané konfiguraci je soustava provozuschopná s potřebnou produkcí energie, regulace probíhá v rámci vnitřních regulačních zdrojů – nakoupena v PPE.

. Na závěr několik poznatků

• Soustava v konfiguraci OZE (2020)+Temelín (2000) není schopna samostatně fungovat. Muselo by se dovážet 35 Twh. Jak bude fungovat Evropská super síť? Zajistí naší potřebu?

• Konfigurace OZE+JETE+PPE je sice funkční a stabilní, ale znamenalo by to vybudovat 6800 MW (1000 MW už existuje) elektráren PPE. Znamenalo by to vybudovat za 10 roků kolem 10 elektráren PPE a není jednoduché. Nakonec, proč by to nešlo, když v Arabii za rok postavili 2000 MW PPE se šesti turbínami?

• Musela by se zajistit trvalá dodávka plynu. A kolik nás to bude stát? Muselo by se to pořádně spočítat, jestli po odečtení normální spotřeby to vystačilo i pro PPE.

• Bylo by možné se podělit o výkon PPE s ubývajícím uhlím. I když je to varianta špinavější, ale dočasně možná.

• Pokud by varianta PPE nebo s uhlím byla ve výhledu, znamenalo by to současně vybudovat přenosové sítě elektřiny a plynu.

• Závěrem je možné vyslovit obavu, že pokud by některý z kroků nebyl uskutečněn, dostala by se elektrizační soustava do funkčních potíží.

Příště budeme simulovat scénář S 2040, t.zn. i v důsledku tlaku EU, zavedeme uvedený zvýšený výkon OZE podle žádostí o připojení k 1.1.2010, který by mohl do roku 2040 být reálný. Vyšetříme, co to udělá s elektrizační soustavou.

Uvedené modelování nejsou daleké futuristické výhledy, nýbrž reálné posouzení funkčnosti soustavy současných nebo v blízké budoucnosti budovaných zdrojů s životností do roku 2040. Pokud dojde ke zlepšení některých parametrů soustavy, tak tím lépe, rádi svoje výhledy zkorigujeme.
Zpracoval Mojmír Štěrba