PPEU

Kousek od totálního výpadku proudu? Krize v Texasu ukazuje, že energetický systém potřebuje jasnou vizi a investice

Kousek od totálního výpadku proudu? Krize v Texasu ukazuje, že energetický systém potřebuje jasnou vizi a investice

2021-03-09

Rozsáhlý výpadek energie v americkém státě Texas je dalším signálem, že současný energetický systém je v dnešní době neustále vystavován výzvám.

Abychom jim mohli efektivně čelit, potřebujeme konkrétní strategie pro odvětví energetiky schopné reagovat na aktuální hrozby pro výrobu a energetickou infrastrukturu.

Téměř na týden se bez elektrické energie nebo pitné vody v polovině února ocitlo v Texasu více jak 4 miliony lidí. To vše v důsledku tuhých mrazů, které nejsou pro stát na jihu Spojených států obvyklým zimním počasím. V nízkých teplotách zamrzla výrobní kapacita elektřiny a energetická infrastruktura, což způsobilo následný nedostatek elektrické energie v síti. Situace byla dokonce natolik závažná, že americký prezident Joe Biden pro Texas schválil vyhlášení stavu velké katastrofy. Nedostatečná výroba elektrické energie a zimní podmínky navíc vytvořily propastný rozdíl mezi poptávkou a nabídkou po energiích. Ten způsobil enormní růst cen elektřiny, z čehož výrazně profitovali výrobci schopní stále dodávat elektřinu, nicméně spotřebitelé v daných časových intervalech zaplatili v přepočtu zhruba 198 000 korun českých za jednu megawatt hodinu. Pro představu takové množství elektrické energie pokryje spotřebu průměrné americké domácnosti po dobu šesti týdnů.

A kdo že je hlavní viník? Větrné turbíny to nejsou

V reakci na vzniklou situaci se ve veřejném prostoru rozběhla intenzivní debata o příčinách tak rozsáhlého výpadku. Jednou z nejvýraznějších osob byl texaský guvernér Greg Abbot, podle kterého za výpadek může příliš velká závislost na obnovitelných zdrojích energie, zejména pak větrných elektrárnách.

Je tomu ale skutečně tak?

Odpověď je stručná: není. Během tuhých mrazů musela být odstavena zhruba polovina větrných turbín produkujících elektřinu. Jednalo se nicméně pouze o 39 % celkových kapacit, které byly odstaveny. Zbylých 61 % připadlo na uhelné, jaderné a zejména plynové elektrárny. Právě ty měly být dle odhadů během zimních měsíců dominantním zdrojem elektrické energie, mezitím co podle předpokladů správce texaské elektrické sítě (ERCOT) měla větrná energie představovat pouhých 7 % celkových dodávek. Zamrznutí těžebních vrtů a infrastruktury způsobilo, že některé plynové elektrárny se ocitly zcela bez paliva, a bouře tak ochromila celý dodavatelský řetězec.

I navzdory mrazivým podmínkám navíc zbylé větrné turbíny pokračovaly i nadále v produkci. S extrémními mrazy mají problém všechny zdroje energie, tomu jde nicméně zamezit technologickými opatřeními proti zamrznutí. Ta ale kvůli mírné regulaci texaského trhu v mnoha případech nejsou nainstalovaná, a výrobní zdroje tak nejsou dostatečně připravené na extrémní podmínky, jako byla únorová sněhová bouře a tuhé mrazy. Pomocí technologií mohou nicméně větrné turbíny vyrábět i v takových podmínkách. Snadno to jde ilustrovat na větrných turbínách v severních oblastech Finska, Norska, Dánska nebo Sibiře, které jsou schopny vyrábět i v podstatně větších mrazech, než jaké byli v Texasu.

Nejde tedy jednoznačně říct, že jeden zdroj energie je v extrémnějších podmínkách efektivnější než ten druhý. Vše závisí na použitých technologiích v elektroenergetice zvyšujících odolnost výrobních a přepravních systémů proti vnějším podmínkám, jako jsou mrazy nebo silné poryvy větru. Ty nicméně u většiny kapacit nebyly nainstalované, jelikož texaský regulační úřad nevyžaduje tuto povinnost provozovatelům neukládá. Jak nám přitom ukazují data, extrémní výkyvy počasí jsou čím dál častější a systém na ně musí být připraven.

Zamrzlá výroba – a co dál?

Případ Texasu nám ukazuje také další věc. Současná doba se neobejde bez rozsáhlých investic do energetické infrastruktury a integrace energetického systému, který bude schopný rychle reagovat na krizové situace a neustále se měnící poptávku a nabídku po energiích. Jedním z klíčových bodů, který totiž v debatě zaznívá, je, že texaská přenosová soustava není propojena s přenosovými soustavami ostatních amerických států. V případě výpadku tak nebylo možné nahradit chybějící elektřinu v sítí dodávkami z vedlejších států, což by napomohlo efektivnímu balancování sítě a aspoň částečně by bylo možné nahradit odstavené zdroje.

V evropském prostoru se tímto zabývá nově navržená strategie EU pro integraci energetického systému, rozšiřující v mnoha ohledech již fungující strategie pro propojení jednotlivých národních trhů s elektřinou. Ta navrhuje, aby systém byl provozován jako celek, ve kterém jsou vzájemně propojené výrobní zdroje, infrastruktura a spotřebitelé. Součástí tohoto řešení je taktéž decentralizace celého elektroenergetického systému. Tím pádem je celý systém schopný pružněji reagovat na vzniklé krize a zároveň minimalizovat náklady pro spotřebitele. Jednoduše si to můžeme představit tak, že elektřina v evropských autech bude pocházet ze solárních panelů na střechách našich domů, mezitím co budovy budou vyhřívané z nedaleké továrny, kterou pohání vodík vyráběný z větrných elektráren. Takový systém nicméně zatíží přenosové sítě, proto strategie počítá také s digitalizací řízení sítě a budování přeshraničních spojení, jejichž cílem bude zmiňované balancování a vyrovnávání kapacit. Investice do takzvaných chytrých sítí je ale zahrnuta i v dalších investičních plánech, jako je například Horizont 2020, o kterém jsem vás již informoval dříve zde.

elektrika

Předvídat počasí (ne)stačí

V pozadí celé krize zůstává skryta ještě jedna otázka: Jak je možné, že odborníci nebyli schopni předpovědět takto extrémní podmínky a z toho vyvodit přiměřená opatření, která mohla aspoň zmírnit dopady celé krize? Problém je v tom, že meteorologické předpovědi jsou schopny určit počasí a vnější podmínky v rámci dnů a týdnu. K dlouhodobějším prognostikám jsou nicméně potřeba také vědci v oblasti klimatu schopní modelovat situace v dlouhodobějším horizontu, jelikož v současné dekádě jsme svědky čím dál větších výkyvů extrémního počasí. Je tedy na zvážení, zda by se klimatická rizika neměla stát relevantními faktory pro předpovědi. Ty jsou už dnes zcela nepostradatelnou součástí výroby obnovitelných zdrojů energie, závislých na vnějších podmínkách. Snížená schopnost předvídat vývoj počasí navíc představuje ohrožení pro kritickou infrastrukturu, na níž jsou závislé nejen domácnosti, ale také například podniky nebo nemocnice.