Jak chytré sítě a decentralizované řízení udrží českou elektroenergetiku v rovnováze i v krizi?

Studie Řízení decentralizovaných zařízení v nouzovém stavu, kterou zveřejnilo Ministerstvo průmyslu a obchodu v rámci projektů Národního plánu pro chytré sítě, přináší komplexní pohled na to, jakým způsobem lze udržet stabilitu elektrizační soustavy v době, kdy roste podíl decentralizovaných zdrojů energie a klimatické i tržní výkyvy přinášejí častější rizika nestability. Tento odborný materiál, vypracovaný odborníky z VUT v Brně a VŠB-TU Ostrava, se zaměřuje na technické, ekonomické i legislativní aspekty řízení elektroenergetiky v nouzovém stavu.

Zásadním výchozím bodem studie je definice nouzového stavu elektrizační soustavy, který nastává, pokud je ohrožena provozní bezpečnost sítě – typicky při poklesu frekvence pod 49,8 Hz nebo jejím nárůstu nad 50,2 Hz. V takovém případě přechází řízení do rukou provozovatele přenosové soustavy (PPS), který má povinnost využít všechny dostupné tržní nástroje a v krajním případě aktivovat tzv. netržní redispečink. Tento mechanismus umožňuje zásahy do výroby či spotřeby elektřiny mimo běžný trh, přičemž producentům a spotřebitelům musí být zajištěna finanční kompenzace odpovídající jejich reálným nákladům či ztrátám.

Studie dále podrobně analyzuje metodiku výpočtu těchto kompenzací. Evropské nařízení 2019/943 stanoví, že finanční náhrada musí zohledňovat buď dodatečné provozní náklady, nebo čisté výnosy z prodeje elektřiny, které by zařízení dosáhlo nebýt zásahu PPS. Tento rámec je doplněn o českou legislativu, zejména o vyhlášku č. 193/2023 Sb., která definuje stav nouze v elektroenergetice. Klíčovým přínosem studie je, že přetváří tyto legislativní principy do konkrétních metod výpočtu pro různé typy zdrojů – od tepelných a plynových elektráren přes zařízení pro energetické využití odpadů až po obnovitelné zdroje.

Každý typ zařízení má odlišné technické možnosti regulace a rozdílnou ekonomickou strukturu. U uhelných a plynových elektráren jsou rozhodující palivové a emisní náklady, u bioplynových stanic je klíčovým faktorem setrvačnost produkce plynu, která znemožňuje rychlé změny výkonu. U zařízení pro energetické využívání odpadů (ZEVO) je zase hlavním omezením jejich technologická povaha – spalovací proces vyžaduje plynulý provoz a stabilní přísun odpadu, takže jejich flexibilita je velmi malá a omezování výroby by mělo být pouze krajním řešením.

U obnovitelných zdrojů, zejména fotovoltaických a větrných elektráren, se studie zaměřuje na přesnější stanovení množství neodebrané energie – tedy elektřiny, kterou zařízení mohlo vyrobit, ale kvůli redispečinku ji nedodalo do sítě. Autoři upozorňují, že současné výpočtové metody vycházející pouze z instalovaného výkonu a průměrných korekčních koeficientů mohou poskytovat zkreslené výsledky. Navrhují proto modely, které zohledňují skutečné meteorologické podmínky, intenzitu slunečního záření a rychlost větru, čímž lze výši kompenzace zpřesnit a zamezit jejímu nadhodnocení.

Dalším zásadním bodem je vymezení prioritních opatření při situacích nadvýroby a podvýroby. V případě přebytku elektřiny je logické nejprve zvýšit spotřebu – ať už prostřednictvím tarifních stimulů, řízeného nabíjení baterií a elektromobilů, nebo aktivací průmyslových elektrolyzérů vyrábějících vodík. Teprve poté se má přistoupit ke snižování výroby, nejdříve z fosilních zdrojů a až v krajním případě z obnovitelných. Studie přitom upozorňuje, že omezení teplárenských a kogeneračních jednotek je obtížné, neboť by narušilo dodávky tepla. Naopak zařízení s rychlou dynamikou – například bateriová úložiště nebo elektrolyzéry – mohou na pokyny dispečinku reagovat v řádu sekund a jsou proto ideální pro krizové řízení výkonové rovnováhy.

Při nedostatku elektřiny se naopak aktivují zdroje podle jejich ekonomické efektivity a rychlosti náběhu. Přednost mají levné a flexibilní zdroje, následně přichází na řadu využití bateriových systémů a regulace spotřeby. Krajními nástroji, vymezenými vyhláškou č. 193/2023 Sb., jsou regulační a vypínací plány, které umožňují postupné omezování odběrů u velkých zákazníků, s výjimkou kritické infrastruktury. Tyto mechanismy však studie doporučuje chápat jako poslední záchranný prostředek.

Zvláštní pozornost je věnována i technickým parametrům, které ovlivňují reálnou účinnost jednotlivých opatření – například rychlosti regulace výkonu, době najíždění nebo potřebě dálkového řízení. Tato data by měla být centralizována v Elektroenergetickém datovém centru (EDC), jež by mohlo fungovat jako základní informační platforma pro dispečerské řízení a pro spravedlivé určení kompenzací.

Významnou roli v celé koncepci sehrávají také nové technologie akumulace a přeměny energie. Studie ukazuje, že bateriová úložiště, stejně jako technologie Power-to-Gas, mohou být účinným stabilizačním prvkem při krizovém řízení. U obou technologií je přitom klíčové stanovit jasná pravidla pro jejich zapojení do systému a ekonomické hodnocení jejich podpory.

V závěru autoři zdůrazňují, že budoucí stabilita české elektroenergetické soustavy bude záviset na schopnosti efektivně integrovat decentralizované zdroje a digitální řízení. K tomu je nezbytné propojit legislativní rámec s technickou realitou provozu zařízení a posílit schopnost operátorů pracovat s přesnými daty o výkonu, nákladech a reálných možnostech regulace. Studie tak jasně potvrzuje, že přechod k chytrým sítím neznamená pouze technologickou modernizaci, ale i hlubokou proměnu způsobu, jakým stát, průmysl a energetické společnosti spolupracují při zajišťování bezpečnosti dodávek elektřiny.

Dokument ke stažení: