Spolu s cíli Evropské unie na snižování emisí uhlíku roste také výroba elektřiny z obnovitelných zdrojů. To spolu s elektrizací jiných činností přináší obrovský tlak na přenosové soustavy elektrické energie, které tak čeká výzva v podobě transformace. Budoucnosti ve formě chytrých sítí se věnoval speciální panel na Středoevropské energetické konferenci v Bratislavě 21. listopadu 2022.

Chytré sítě – v čem jsou chytré?

Chytrá síť na rozdíl od té běžné disponuje daty o spotřebě v reálném čase. Díky chytrým elektroměrům tak operátoři sítě vidí, jakou spotřebu mají daní spotřebitelé právě teď a můžou tomu přizpůsobit výrobu a přenos. Lidé nebo umělá inteligence pak mohou vysledovat určité vzorce ve spotřebě a přesněji předvídat spotřebu v blízké budoucnosti.

Zároveň se díky tomu sítě stávají efektivnější a flexibilnější. Chytré sítě umožňují zapojení agregátorů flexibility, kteří mohou skokově výrazně snížit spotřebu elektřiny ve chvíli, kdy je jí v síti málo, nebo naopak snížit spotřebu v době zvýšené poptávky. 

Ve Velké Británii díky chytrým elektroměrům mohou zavést opatření pro snížení spotřeby na vrcholu denní spotřeby a díky tomu zvýšit stabilitu celé sítě. Operátor přenosové soustavy tam totiž nabízí slevu na elektřinu těm domácnostem, které na vrcholu denní spotřeby místo zvýšení naopak sníží svou spotřebu.

Elektrické sítě – Energetické trilema

Při sledování elektrické sítě, její budování a modernizování, je potřeba sledovat tři proměnné – udržitelnost sítě, dostupnost elektrické energie a stabilita sítě. 

Udržitelností můžeme chápat připravenost sítě na energetickou tranzici která nás čeká v následujících letech, v rámci balíčku EU Fit For 55 pro rok 2030 a uhlíkovou neutralitu pro rok 2050. 

Dostupností elektrické energie je myšlena především její cena, kterou se operátoři sítě musí snažit udržet přijatelnou jak pro domácnosti, tak pro průmysl. Stabilní síť nám potom zajišťuje dostatek elektřiny dostupné kdykoliv na všech přípojkách.

Z pohledu zákazníka jsou samozřejmě důležité stabilita a dostupnost energie, na druhou stranu současná klimatická krize si žádá investice do celého energetického sektoru, což může buďto snižovat stabilitu nebo zvyšovat cenu. Právě zde bude naše společnost v následujících letech čelit obrovským výzvám a budeme hledat ten správný balanc.

Elektrizace nových činností

Společně s odbouráváním uhlíkových zdrojů energie, bude růst spotřeba elektrické energie. Momentálně již intenzivně probíhají elektrifikace vlakových tratí. Staré dieselové lokomotivy jsou tak nahrazovány vlaky poháněné elektřinou. 

Obrovským skokem bude rozmach elektromobility, kdy elektromobily budou postupně nahrazovat auta se spalovacími motory. Elektřina tak bude dobývat ty oblasti života, kde běžně dominovaly, a zatím ještě dominují, fosilní paliva jako ropa nebo plyn. 

Nejde však jen o tyto oblasti běžného života, jde také o průmysl. Na Středoevropské energetické konferenci byl také panel věnovaný dekarbonizaci průmyslu. Zde promluvili mimo jiné Michal Pintér z U.S. Steel Košice a Daniel Urban z ocelářské unie. Ti zmiňovali nelehký úkol ocelářů dekarbonizovat svou produkci pomocí elektrifikace procesu tavení oceli.

To vše povede ke znatelnému nárůstu spotřeby energie, na který se musí operátoři přenosové soustavy připravit. Toho lze dosáhnout navýšením kapacit na důležitých trasách a vyšší efektivitou přenosu. Vyšší efektivitu dokážou přinést právě chytré sítě, stejně jako lepší využití spotřebované elektřiny v průmyslových závodech.

Nerovnováha spotřeby a výroby energie

Další výzvě, které naše přenosové soustavy čelí, je nerovnováha výroby a spotřeby. Zatímco výroba elektrické energie se posune více k člověkem neovládaným situacím, jako je počasí,  lidské návyky zůstanou stejné. 

Elektřina tak bude vyráběna z obnovitelných zdrojů v tu chvíli, kdy budou vhodné podmínky, nikoliv když bude člověk elektřinu potřebovat a spotřebovávat. To představuje obrovské potíže pro stabilitu přenosové soustavy.

Slovensko většinu elektřiny vyrábí ze stabilních zdrojů (přes 70 %) jako jsou jaderné a vodní elektrárny, a proto ho čeká menší nápor ze svých vlastních obnovitelných zdrojů. 

I přesto se může ocitnout v budoucnosti pod náporem náhlého přívalu obnovitelné energie ze zahraničí, stejně jako je od roku 2011 pod tlakem německých obnovitelných zdrojů přenosová soustava Česka, který vedl k instalaci PST transformátorů na ochranu české sítě.

Zároveň můžeme očekávat navýšení spotřeby v budoucnosti a navýšení generace elektřiny z obnovitelných zdrojů. Chytré sítě nám pomohou lépe motivovat spotřebitele ke spotřebě v době, kdy je elektrické energie nadbytek, a naopak k úsporám v dobách nedostatku energie. Zatímco nyní se výroba přizpůsobuje spotřebě, v budoucnosti tomu bude alespoň částečně naopak. K tomu nám právě pomůže nastavování ceny pomocí chytrých sítí.

S chytrými sítěmi přichází nové hrozby

Sledování spotřeby v reálném čase, efektivní rozvržení spotřeby a jiné přínosy chytrých sítí budou rozvinuty díky internetu a přenosu dat. Z toho samozřejmě vyplývají také hrozby. Různé kybernetické útoky pak můžou způsobit potíže od ztráty dat po ochromení přenosové soustavy a blackout. 

Zde leží další výzva, které bude implementace chytrých sítí čelit. Investice do kybernetické bezpečnosti tak nesmí být podceněny, jelikož jejich nepředstavitelnou cenu poznáme, až když je příliš pozdě – blackoutem.

K této bezpečnosti by mělo přispět také využití domácích technologií a služeb domácích firem. Pokud ne přímo slovenských nebo českých, pak alespoň evropských. To umožní rozvoj domácích technologií, které mohou naše společnosti využít v aplikaci chytrých řešení mimo domovské země. 

Například Ruslan Slobodian na Středoevropské energetické konferenci 2022 zmiňoval, potřebu obnovení ukrajinské energetické infrastruktury a její modernizaci na chytrou. To je obrovská příležitost pro naše společnosti, které již mají know-how a my je můžeme ještě více podpořit investicemi.

Zároveň je nutné zajistit, aby nebyly použity technologie z nebezpečných zemí. Český Národní úřad pro kybernetickou bezpečnost již vydal „Varování před použitím chytrých elektroměrů ze zemí s nedůvěryhodným právním prostředím“ jež může vést k nákupu technologií ze států EU, EHP, NATO a OECD.

Co nás tedy čeká?

V blízké budoucnosti nás čekají nelehké výzvy v oblasti energetiky. Ať už jde o přenášení větších kapacit elektrické energie, nebo zapojování stále většího objemu energie vyrobené z obnovitelných zdrojů. S těmito problémy nám dokáže výrazně pomoci modernizace naší sítě na chytrou síť. To zajistí efektivnější distribuci energie, ale také pomůže se změnou spotřeby, která je pro dosažení uhlíkové neutrality potřebná.

Zapojení chytrých sítí však přináší různá úskalí. Především se nesmíme jako společnost bát investic do těchto zařízení, jelikož jejich výhody pomohou vyřešit naše palčivé problémy. 

Zároveň musíme dbát na silné zabezpečení těchto zařízení, aby naše sítě byly odolné vůči kybernetickým útokům. Pokud zvládneme v naší společnosti dostatečně vydiskutovat právě tyto potřeby, jistě se nám povede úspěšně zavést chytré technologie do našich sítí. 

Tento článok je súčasťou diskusií o hlavných témach Stredoeurópskej energetickej konferencie. Ak ste nestihli konferenciu sledovať naživo, záznam si môžete pozrieť v anglickom a slovenskom jazyku na našom YouTube. Záverečná správa bude onedlho na našej stránke.