Lokálny zdroj je iba politický termín. Čím väčšie je prostredie na reguláciu, tým lepšie sa dá „vyrovnávať“ výroba zo zdrojov, ktoré nemajú regulovateľný výkon, píše Andrej Hanzel.
Je komplikované komentovať text, ktorý pri riešení problémov v energetike ignoruje zásady energetickej abecedy. Ak sa hľadá riešenie pre budúcnosť – či už krátkodobú alebo dlhodobú – tak základom musí byť výpočet založený na dostatočnom výkone v každom okamihu.
Pre riešenie budúcnosti nestačí počítať iba elektrickú prácu. Elektrina sa nedá skladovať a preto spotreba elektriny musí prebiehať presne v tom istom okamihu, ako jej výroba.
Veta z článku: „Dobré na elektrine je, že ju možno vyrábať lokálne“, by mohla byť pravdivá, ak by bola zabezpečené aj jej spotreba v tej istej lokalite a v takom časovom profile, ako je vyrábaná elektrická energia.
Existuje však základná energetická rovnica „výroba = spotreba“, ktorá musí byť v platnosti v každom okamihu. V opačnom prípade frekvencie siete nebude mať hodnotu 50 Hz.
Čo vlastne znamená lokálna výroba? Ak výrobné kapacity sú súčasťou prepojeného systému, nie sú to už lokálne systémy, pretože sú súčasťou bilančnej rovnice výroba = spotreba. Na druhej strane je to výhoda, lebo môžu využívať veľké výhody prepojeného systému.
Sústava vznikla kvôli bezpečnosti
Výhody prepojeného systému pochopili už dávno malí výrobcovia elektriny – rôzne malé lokálne elektrárničky - ktorí sa ešte v 19 storočí začali spájať.
Neskôr začiatkom 20 storočia v Európe začali vznikať lokálne prepojené siete medzi krajinami Nemecko, Švajčiarsko, Francúzsko.
Táto snaha o spoluprácu vyvrcholila prepojením elektrizačných sústav mnohých krajín a vznikol najväčší synchrónne prepojený systém na svete s názvom „Continental Europe,“ ktorý dnes obsluhuje okolo 450 miliónov obyvateľov. Sú to krajiny nakreslené modrou farbou plus Pobaltské republiky – teda celé EU, Švajčiarsko, Turecko, Ukrajina a štáty severnej Afriky.
Zdroj: ENTSO-E
Za lokálnu výrobu - v pravom slova zmysle - je možné považovať iba také výrobné kapacity, ktoré vyrábajú – odpojené od veľkej sústavy v tzv. ostrovnom systéme - v malých lokálnych sústavách.
Dodávka elektriny v takýchto malých sústavách však neposkytujú takú bezpečnú a spoľahlivú dodávku elektriny so stabilnou frekvenciou, ako to dokáže veľká prepojená sústava. Bezpečná a spoľahlivá dodávka elektrickej energie je napokon hlavným dôvodom prečo veľká sústava vznikla.
Spotreba a výroba musia byť vyrovnané
Základnou úlohou elektroenergetiky je zabezpečiť fungovanie základnej rovnice výroba = spotreba a tým udržiavať frekvenciu na hodnote 50 Hz. Samozrejme, že absolútnu rovnováhu (v každom okamihu) medzi výrobou a spotrebou nevieme zabezpečiť. Z tohto dôvodu sa frekvencia pohybuje v určitom pásme okolo hodnoty 50 Hz.
Pokúsim sa vysvetliť, ako sa prakticky táto úloha zabezpečuje. Na obrázku je vidieť vaňu na kúpanie. Do vane priteká voda riadeným spôsobom, prostredníctvom armatúr, u ktorých sa dá ovládať tečúce množstvo vody a tiež do vane priteká voda cez rôzne potrubia, u ktorých množstvo vody závisí od prírodných možností. Na dne vane sú odtoky, ktoré tiež nemajú reguláciu a voda z nich odteká von z vane.
Zdroj: Ilustrácia M. Hanzelovej
Prenesene povedané: úloha elektroenergetiky znamená riadiť prítoky vody do vane tak, aby bolo vody dostatok a aby hladina vody vo vani bola trvale na stanovenej výške a hladina kolísala iba v určitom malom rozsahu.
Elektroenergetika musí neustále riešiť, aby platnosť rovnice „výroba = spotreba“ bola zabezpečená v každom okamihu. Ak totiž nastane jav, že výroba elektriny je vyššia, ako jej spotreba, tak frekvencia v sústave narastá a ak výroba elektriny je menšia ako spotreba, tak frekvencia v sústave klesá. Žiadaný stav je rovnováha medzi výrobou a spotrebou v každom okamihu.
Z obrázku je zrejmé, že pre udržanie hladiny vody vo vani sú potrebné najmä také armatúry, ktoré umožňujú operatívne riadiť množstvo vody. Iba tieto umožňujú, aby hladina vody bola udržovaná na žiadanej hodnote. Takýchto regulačných armatúr musí byť toľko, aby dokázali uregulovať výšku hladiny. Alebo inými slovami neregulované prítoky vody do vane môžu mať iba taký prítok, aby armatúry s regulovaným množstvom dokázali udržiavať hladinu na potrebnej úrovni.
Energetický mix nie je zbierka motýľov
V článku, na ktorý reagujem, sa spomína lokálna výroba. V skutočnosti, čím väčšie je prostredie na reguláciu, tým lepšie sa dá „vyrovnávať“ výroba zo zdrojov, ktoré nemajú regulovateľný výkon. A veľká sústava sama o sebe má samoregulačné schopnosti.
„Lokálna výroba“ sa v podobe tzv. lokálneho zdroja dostala aj do zákona 309/2018 Z.z.. V skutočnosti je to iba politický termín, aby sa dali rozpoznať obnoviteľné zdroje energie, ktoré takto môžu dostávať štátnu alebo európsku dotáciu alebo mať iné výhody v elektroenergetike.
Hranie sa na malom lokálnom piesočku neprináša v energetike žiadny pozitívny výsledok. Medzníkom, ktorý by mohol zmeniť toto tvrdenie, je čas, kým nebudú komerčne k dispozícii zariadenia na dlhodobé/sezónne ukladanie energií. Vyrobená elektrina prostredníctvom OZE bude uložená v čase výroby a bude odoberaná v čase potreby.
Prečo sezónne? Slnko svieti cez deň a najmä v lete - využitie ročného maxima fotovoltických elektrární v našej zemepisnej šírke je cca 11,8% a využitie ročného maxima onshore veterných elektrární je cca 28%. Počas tejto doby by sa elektrina „uložila“ a bola by neskôr k dispozícií v časoch, keď nesvieti a keď nefúka – preto potreba sezónnosti.
Typy výroby elektriny zo slnko/vetra sú závislé na okamžitej meteorologickej situácii. Priebeh výroby závislej na meteorologickej situácii v reálnom živote situácií zriedka korešponduje s potrebou elektrizačnej sústavy. Slnko svieti cez deň a najmä v lete, avšak spotreba elektriny je oveľa vyššia v zime, kedy slnko nemá takú silu, ako v lete.
Elektrizačná sústava potrebuje zdroje, ktoré dokážu regulovať svoj výkon podľa požiadaviek centrálneho dispečingu. Meteorologicky závislé zdroje vyžadujú reguláciu ich volatilného výkonu a ich budovanie by malo prebiehať špeciálnym výberovým spôsobom.
To, že rôzne fondy EU podporujú výrobu z OZE nemôže byť jediným argumentom ich budovania. Na druhej strane sú spotrebitelia elektrickej energie, ktorí dokážu spotrebovať celú výrobu z OZE, pretože majú vo svojej fabrike zariadenia so premenlivou spotrebou, ktorá sa dokáže prispôsobiť meteorologickej premenlivosti.
Inými slovami povedané energetický mix by nemal byť, ako zbierka motýľov - takéhoto motýľa ešte nemáme, tak si ho niekde zadovážme. Energetický mix by mal byť budovaný spôsobom, aby zdroje mali komplementárne vlastnosti. Tak môže byť elektrizačná sústava vyvážená.
Andrej Hanzel
Autor je energetický expert
Pozn.: Článok je názorovým príspevkom. Postoje prezentované v ňom môžu, ale nemusia vyjadrovať názor redakcie Energie-portal.sk
© PROPERTY & ENVIRONMENT s. r. o. Autorské práva sú vyhradené a vykonáva ich vydavateľ.