„Praemonitus praemunitus“ na 50 let dopředu

• Foto

Přenosová a distribuční infrastruktura musí být o krok napřed před zbytkem odvětví, tedy výrobou a spotřebou, aby mohla správně plnit svůj úkol. Je tedy na čase si položit otázku, jak se PS a i DS (PS- přenosová soustava, DS-distribuční soustavy) připravují na nové faktory, jako jsou decentralizace, akumulace energie a elektromobilita. Z poznatků vyplývá, že výroba a spotřeba se s využitím nových technologií vyvíjí rychleji, dynamičtěji a moderněji, než přenos a distribuce. Tématem se tak stává připravenost infrastruktury na nové, moderní podmínky, které svou podstatnou zásadním způsobem ovlivňují provozní podmínky a způsob řízení resp. udržování provozní a spolehlivostní parametrů sítí. Tradiční technologie, na kterých jsou postavené elektrické sítě, jsou dostatečné pro stávající situaci, ale stejně jako každá jiná dlouho využívaná technologie časem narazí na své limity. Nová evropská energetická legislativa, která je v tomto období v poslední fázi schvalování v Bruselu, představuje zásadní generační změnu, zavádí nové subjekty na trhu, podporuje a zrychluje implementaci nových technologií a upravuje je postupy v řízení provozu sítí s důrazem na silnější mezinárodní integraci.

Stávající koridory elektrických vedení jsou téměř plně využité a plánované zvyšování přenosové kapacity zdvojováním vedení nebo výstavbou nových koridorů bude vyžadovat vyřešení majetkoprávních vztahů a povolení, což kromě finanční zátěže obnáší zdlouhavé povolovací procedury. Např. Proces EIA trvá minimálně 18- 24 měsíců, smlouvy s vlastníky 6-24 měsíců, celý proces se může protáhnout i na více jak 10 let, než se vůbec kopne do země. Pro srovnání pro klasické zdroje je to 2-6 let. Kromě stáří se na ocelových konstrukcích začínají projevovat i technické nedokonalosti. Používání ocelových slitin ATMOFIX, které byly vyvinuty na základě slitin Corten z USA, se mělo předejít nutnosti natírat ocelové konstrukce lakem a zabránit korozi. Tyto bezúdržbové slitiny se používaly od 70. let a měly odolávat atmosférické korozi a usnadňovat tak údržbu, ale ať už to bylo chybou ve vývoji nebo při výrobě, následky jsou patrné pouhým okem – koroze pokračuje. Ač bylo jejich používání v 90. letech ukončeno, stále je jich mnoho v provozu. Tyto ocelové konstrukce masivně korodují, zvyšují tak pravděpodobnost havárie s dopadem na celkovou spolehlivost elektrizační soustavy. Současně se stářím konstrukcí a zvýšenou korozí způsobenou nevhodným technickým řešením narůstá i nebezpečí poškození konstrukcí vlivy způsobenými změnami v klimatu, které se bohužel nevyhýbají ani regionu střední Evropy. Obnova a rozvoj sítí je tak komplikovanější a spolu s kumulativním faktorem stáří přidává na nutnosti obměny včetně časového faktoru ovlivněného jednak kumulací prací na zařízení, ale taky provozními podmínkami ovlivněnými dodržováním spolehlivostních kritérií. Je nutné si uvědomit, že je to ve velkém rozsahu, nutnost rekonstrukce se v ČR týká přibližně 30% z 5700 km vedení a to jenom v přenosové soustavě. Distribuční soustavy se musí vypořádat s podobnou situací. Je jen jediná cesta, zintenzivnit obnovu stávajících zastaralých a narušených vedení s maximálním využitím stávajících koridorů a významně tak zkrátit dobu projednávání povolovacího procesu, a to by právě měly umožnit nové moderní technologie i v oblasti elektrických sítí tak, aby modernizace probíhala optimálně v předstihu a dynamice, jaká odpovídá odvětví energetiky.

V roce 2015 byl vypracován společností ČEPS, a.s. Plán rozvoje přenosové soustavy České republiky 2016 - 2025, který byl odsouhlasen Ministerstvem průmyslu a obchodu a následně schválen Energetickým regulačním úřadem. Ten na základě predikcí určuje strategii obnovy a výstavby přenosové soustavy na dalších 10 let, tak aby splnila veškeré své povinnosti provozovatele přenosové soustavy. Při stavbě vedení počítáme s životností přibližně 50 let a víše zmíněné podmínky musí splňovat po celou dobu. Čím dále do budoucnosti se díváme, tím jsou naše predikce více nepřesné a dnešní složitost určování vývoje trhu s energiemi vyžaduje vytváření scénářů, spíše než jednoho odhadu. Tato situace vyžaduje být dostatečně připraven na veškeré možné situace, kdy je nutné nové respektive modernizované vedení dostatečně dimenzovat, tak aby zvládalo i méně pravděpodobné scénáře při dodržení všech kvalitativních parametrů a principu „N-1“ a nestávala se tak infrastruktura brzdou v celkové modernizaci energetického odvětví. Přístup k modernizaci by neměl začínat ani končit u limitu známých technologií, ale měl by právě už v analytickém přístupu a vyhodnocování alternativ řešit celý hodnotový řetězec související s podmínkami pro zajištění kvality a spolehlivosti přenosu. Proto je potřeba brát do úvahy všechny proměnné související s nepřetržitou dodávkou energie od výroby až ke konečné spotřebě měnící se s postupnou implementací nových technologií. Při uvažování obnovy nebo modernizace vedení je hlavním ukazatelem pravděpodobnost rizika nedodávky energie do předacího místa, což je v případě přenosu rozhraní s distribuční soustavou. Vlastní riziko technologické poruchy je u vedení poměrně malé, ale roste se stářím a v případě ČR i stávajícím stavem vyvolaným použitím výše uvedené technologie ATMOFIX a náklady na opravu a udržování provozuschopnosti tak výrazně rostou. Dalším kritickým parametrem je náklad na nedodanou energii, který je úzce spjat se spolehlivostí sítě. Vzhledem k tomu, že přenos a distribuce jsou služby, musí plnit spolehlivostní a kvalitativní ukazatele a zajistit tak nepřetržitou dodávku elektrické energie což v podmínkách, kdy výrazně roste podíl využití obnovitelných zdrojů s obtížně predikovatelnou výrobou, která zvyšuje nároky na řízení toků výkonů v el. sítích. Proto s každým odkládáním obnovy a modernizace linkových vedení klesá spolehlivost sítě a roste pravděpodobnost kritických stavů, které se dají ekonomicky ohodnotit, tedy čas nahrává modernějším a spolehlivějším technologiím i v oblasti el. síti.

Vodiče venkovních vedení jsou v drtivé většině kombinovaná lana AlFe, kde se využívá dobré vodivosti hliníku a mechanické pevnosti ocelové duše. Tento typ lan je stále preferován z důvodu dlouhodobé zkušenosti s jejich provozem a poměrně nízkým nákladům vzhledem k jejich elektrickým amechanickým vlastnostem. Jak už bylo řečeno, dlouhá tradice používání technologie ukazuje její limity. Trh již nabízí alternativy, které používají podobná konstrukční schémata s použitím modernějších slitin a výrobních procesů. Řeč je o vysokoteplotních vodičích, které mají podobnu strukturu jako AlFe lana, ale díky své struktuře navyšují některé důležité parametry. Jak už napovídá název, odolávají vyšším teplotám. Tedy při přetížení, kdy se teplota vodiče díky joulovým ztrátám nadměrně zvyšuje, mohou pracovat při teplotě až 250° (oproti 100° u AlFe lan). Existuje široká škála vysokoteplotních vodičů, od podobných AlFe lanu, celohliníkových vodičů až po speciální vodiče s kompozitním jádrem a segmentovým pláštěm z plně žíhaného hliníku, které vynikají vysokou vodivostí a velkou přetížitelností. Odolnost a nižší hmotnost moderních vodičů umožňují instalace v extrémnějších podmínkách a používat větší rozteč mezi stožáry s větší úsporou oceli. Další výhodou je jejich vysoká přenosová kapacita a nízká hmotnost, která usnadňuje instalaci a nároky na ocelové konstrukce, tím využívat stávající koridory bez požadavků na jejich rozšiřování, a proto může výstavbu zkrátit o zdlouhavé povolovací procesy, které oddalují stavbu a komplikují tak obnovu sítě. Používat ozkoušené technologie je snazší a vyžaduje nižší investice, ale odkládání modernizace je jako nechávat si ujet pomyslný vlak.

Výběr správného vodiče by měl vycházet z komplexní analýzy při využití ekonomických nástrojů zohledňujících co největší počet proměnných a změny v čase. Elektrické vedení je investice na 50 let, tedy je velmi složité predikovat vlivy po celou dobu životnosti. Zintenzivněním investic do výstavby vedení moderní cestou s novými technologiemi se dá odvětví přeměnit do moderního připraveného a spolehlivého celku, který bude nejen plnit svůj účel, ale může být i odrazovým můstkem pro budoucí plány a příkladem pro ostatní. Provozovatelé el. sítí by měli co nejdříve předložit přepracovaný plán rozvoje a modernizace přenosové a distribučních soustav, kterým by reagovali na dnešní požadavky vyplývající z generační změny v energetice a vyžadující tak připravenost kritické infrastruktury na nové podmínky na trhu tak, aby byli schopni plnit svá poslání – spolehlivý a kvalitní přenos a distribuci el. energie. A právě moderní prvky by měly k tomu přispět a přispět i k urychlení celého procesu modernizace a obnovy.

Autor

• (red)