Hody, hody, proud a škody

Nejprve trocha teorie. Frekvence elektrické sítě se musí vždy blížit 50 Hz. Kolísá-li v řádu setin, je to naprosto v pořádku. V řádu desetin už ne. Když se na začátku roku 2021 ocitla celá Evropa na hraně blackoutu, spadla u nás frekvence až na 49,74 Hz.

Že je problém nedostatečná výroba, to tak nějak intuitivně cítíme. Neteče-li voda, ruce si taky neumyjeme. Nebo jazykem energetiků: Převyšuje-li spotřeba výrobu, klesá frekvence v síti. K nestabilitě však vede i opačná situace. Když totiž výroba převyšuje spotřebu, frekvence v síti stoupá a hrozí přetížení. Proto je tak důležité dodržovat rovnici výroba = spotřeba.

Víte, jak říkají někteří energetici fotovoltaice v grafech výroby? Lízátka. Přesně takové tvary totiž vytvářejí sluneční elektrárny v pravidelných denních cyklech s kulminací kolem poledne. Dobře to ilustruje příklad Německa, které má vysoký podíl fotovoltaiky v energetickém mixu. Některá lízátka jsou menší, jiná větší, v závislosti na slunečním svitu v daný den.

Agora-energiewende.de (Agorameter)

V pondělí 10. dubna 2023 však fotovoltaika v grafu české výroby připomínala spíše dvouhrbého velblouda (v tomto případě má i signální hnědou barvu).

ČEPS - data (výroba)

Ještě lépe je to vidět na grafu, který reprezentuje odhad výroby obnovitelných zdrojů energie ve stejný den.

ČEPS - data (výroba)

Co se stalo? Provozovatel přenosové soustavy poprvé v historii nuceně zastavil dodávky fotovoltaiky. Dle svého vyjádření odpojil od sítě 400 MW velkých solárních parků (pro představu: takový instalovaný výkon odpovídá dvěma blokům velké uhelné elektrárny). Grafy napovídají tomu, že se tak stalo někdy před polednem. Dotčenou fotovoltaiku pak ČEPS opětovně připojil někdy kolem 14:00.

A proč to všechno dělal? Byl svátek a bylo hezky. Až moc. Spotřeba byla velmi nízká, ale soláry vyráběly jako vzteklé, takže celková výroba stoupala příliš vysoko a hrozilo přetížení sítě. Že si na ČEPSu nevymýšleli, o tom svědčí další výmluvné grafy.

Cena jedné megawatthodiny na spotovém trhu se o Velikonočním pondělí zhroutila pod nulu. Kdyby v tu chvíli někdo chtěl mermomocí vyrábět elektřinu navíc, musel by prodejci zaplatit za to, že si elektřinu odebere (otázka tedy zní, proč by to vůbec dělal). Tak mizernou hodnotu měla elektřina – ta samá, která v době nedostatku stojí i stovky eur! Klasický zákon nabídky a poptávky.

Energostat - Ceny elektřiny, ČR, spot

Celkem pozoruhodné byly v kritických hodinách také odhadované ceny odchylky, které stanovují jakousi sankci pro výrobce za to, že nedostojí nasmlouvaným závazkům v daném čase. Za normálních okolností stojí nedodání megawatthodiny řádově tisíce korun. V pondělí 10. dubna 2023 se však ceny propadly v pravé poledne až na neuvěřitelných 288 706 korun do mínusu. Striktní výklad tohoto čísla by zněl asi takto: Pokud nedodáte domluvenou megawatthodinu, dostanete bonus ve výši pořizovací ceny malého automobilu. Že by ani tento bonus nebyl dostatečně motivační pro velké zdroje, to si vysvětlíme později.

Teď si ukážeme, že provozovatel skutečně vyčerpal všechny možnosti běžné regulace a už neměl, kde brát (či spíše kde rozdávat?). Z grafu výroby lze kromě dvouhrbého solárního velblouda vyčíst ještě to, že přečerpávací vodní elektrárny vyráběly ráno a večer. Ranní výroba by se dala interpretovat jako snaha vyprázdnit horní nádrže, a zajistit tak větší kapacitu pro následné čerpání vody do kopce. Toto čerpání probíhalo skoro celý den, jak dokládá graf zatížení, a snahou bylo přirozeně zbavit se co největšího množství přebytečné elektřiny pomocí největší akumulace, kterou máme k dispozici.

ČEPS - data (zatížení)

Co dělaly o Velikonocích řiditelné zdroje poskytující služby výkonové rovnováhy, tedy především uhelné a plynové elektrárny? Automaticky i manuálně mířily s veškerými vyčleněnými výrobními jednotkami dolů, co to šlo. Jenomže ani to nestačilo.

Aktivace SVR v ČR

Zbývala už jen přeshraniční výpomoc. Okolní státy se však bohužel potýkaly s tím samým problémem jako my – nízkou sváteční spotřebou a vysokou produkcí ve fotovoltaice, takže o přebytečnou elektřinu ze zahraniční pochopitelně nikdo nejevil zájem. Graf dokládá, že přeshraniční vedení nezaznamenala žádný významnější provoz.

ČEPS - data (přeshraniční toky)

Napadá vás otázka, proč za těchto okolností ČEPS nevypnul některý z řiditelných zdrojů? Technicky by to samozřejmě šlo, ale finanční i energetické náklady by byly paradoxně mnohem vyšší než u neřiditelné fotovoltaiky. Zastavení a obnovení takové uhelné elektrárny stojí spoustu peněz a také času. Provozovatel by tak na jednu stranu vynaložil vysoké náklady a na druhou se na několik hodin dobrovolně zbavil řiditelného zdroje, s nímž by následně nemohl počítat pro regulaci při případných změnách počasí a dalších nenadálých událostech. Takhle stála velikonoční legrace „pouhé“ jednotky milionů korun.

A teď si představte, že by v českém energetickém mixu nebylo 2400 MW, ale 12 000 MW ve fotovoltaice. Cílem tohoto článku samozřejmě není kritizovat rozvoj obnovitelných zdrojů energie, ale právě naopak jej podpořit prostřednictvím vyvolání racionální diskuze o nedořešených otázkách tohoto rozvoje. Je zcela evidentní, že na razantní nástup na počasí závislých elektráren nejsme připraveni. Neočekávaným přebytkům bude naše soustava v budoucnu čelit rozhodně častěji než jen na Velikonoce.

Do budoucna by to měla vyřešit vodíková infrastruktura. To se ale bavíme tak o roku 2040 a spíše o Německu než o ČR. V našich podmínkách lze očekávat čím dál tím veselejší pokračování tzv. dvoubarevné energetiky a čím dál častější situaci, v níž jedněm provozovatelům platíme za to, že jedou a druhým za to, že nejedou. Cožpak o to, nejspíš to bude fungovat docela spolehlivě, ale náklady mohou být astronomické.