Ostrovy života - náročnost vybavení městských tepláren zařízením pro start ze tmy

Transkript

1 Ostrovy života - náročnost vybavení městských tepláren zařízením pro start ze tmy 1 Ing. Ivan Beneš, CityPlan spol. s r.o. COGEN Czech - Dny kogenerace 2009 Průhonice, 20. října 2009

2 Bezpečnostní koncept rozvoje území: Ostrovy života pro krizové situace 2

3 Bezpečnostní výzkum nových principů a metod v rámci opatření ochrany obyvatelstva (MV, ) Ochrana obyvatelstva a její vazby na kritickou infrastrukturu v oblasti energetických systémů (MV, ) Analýza bezpečnostního prostředí Sdílené informace Výzvy pro podniky infrastruktury Zodolnění kritické infrastruktury Sdílené informace Snížení rizika krizových stavů Zvýšení odolnosti distribuční soustavy proti důsledkům dlouhodobého výpadku přenosové soustavy ČR s cílem zvýšení bezpečnosti obyvatel (MPO, , 2A-1TP1/065) Výzkum možnosti posílení startů ze tmy pro zvýšení spolehlivosti a odolnosti provozu ES ČR (MPO, , 2A-2TP1/003) 3 Systémové řešení nouzového zásobování elektřinou v případě krizových stavů (MV, ) Veřejný sektor Soukromý sektor Dialog Vize zodolnění společnosti je podložena úkoly VaV Nouzové zásobování při selhání KI Sdílené informace Sebeochrana spotřebitelů Snížení ohrožení chráněných zájmů státu

4 Koincidence poruch Změna klimatu Migrace Zločinnost, deprivace Konflikty o zdroje Extrémní jevy Teroristické akce Guerillové akce Vojenské akce 4 příčiny dopady Pohled z hlediska lidské bezpečnosti - ochrany obyvatelstva BLACKOUT Fyziologické potřeby: potřeba kyslíku, přiměřené teploty, tekutin, potravin, pohybu, spánku a odpočinku, vyhnutí se bolesti,... Potřeba bezpečí: jistoty, stálosti, spolehlivosti, struktury, pořádku, pravidel a mezí, osvobození od strachu, úzkosti a chaosu Potřeba sounáležitosti Potřeba uznání Potřeba seberealizace Základní potřeby podle Maslowa Vzhledem k naší závislosti na elektřině nejsme bez ní schopni zajistit základní potřeby člověka nutné k přežití

5 Systém HOPKS je určen k zabezpečení potřeb cílových skupin 1. Fyzické osoby na území ČR: uspokojení základních životních potřeb 2. Ozbrojené síly, ozbrojené bezpečnostní sbory, hasičský záchranný sbor a havarijní služby: podpora jejich činnosti 3. Státní správa: podpora výkonu státní správy Ochrana kritické infrastruktury Ochrana obyvatelstva 5 HOPKS: zabezpečení nezbytné dodávky výrobků, prací a služeb, bez níž nelze zajistit překonání krizových stavů (Zákon o hosp. opatřeních pro krizové stavy č. 241/2000 Sb.)

6 Hrozba dopad doba obnovy Riziko dlouhodobého výpadku je nepřijatelné 6 Elektrárna N=1: 0 obyvatel N=4: 10 mil. obyvatel Obnova: 2 roky Vedení 110 kv N=1: 0 obyvatel N=4: 100 tis. obyvatel Obnova: 2 týdny Vedení 22 kv N=1: 2 tis. obyvatel N=4: 8 tis. obyvatel Obnova: 1 týden Vedení 220/380 V N=1: 100 obyvatel N=4: 400 obyvatel Obnova: 2 dny Systémové elektrárny 110 kv Maloodběr Maloodběr Vedení 400 kv N=1: ;0 obyvatel N=4: 10 mil. obyvatel Obnova 3 týdny 22 kv 220/380 V Přenosová soustava 400 kv, 220 kv Trafo 400 kv N=1: 0 obyvatel N=4: 10 mil. obyvatel Obnova: 6 měsíců DG Trafo 22 kv N=1: 100 obyvatel N=4: 400 obyvatel Obnova: 1 týden Největší odběratelé Distribuční soustava n DG Pasivní distribuční soustava Trafo 110 kv N=1: 0 obyvatel N=4: 50 tis. obyvatel Obnova: 2 měsíce Výrobna N=1: 0 obyvatel N=4: 0 obyvatel Obnova: 1 rok

7 Krizovými ostrovními systémy lze snížit riziko rozvratu společnosti 100x DG Decentralizované zdroje i virtuální elektrárny Systémové elektrárny Přenosová soustava 400 kv, 220 kv Největší odběratelé Distribuční soustava Firewall Vedení 110 kv N=1: 0 obyvatel N=4: 100 tis. obyvatel Obnova: 2 týdny 110 kv 22 kv DG Trafo 110 kv N=1: 0 obyvatel N=4: 50 tis. obyvatel Obnova: 2 měsíce Vedení 22 kv N=1: 2 tis. obyvatel N=4: 8 tis. obyvatel Obnova: 1 týden Vedení 220/380 V N=1: 100 obyvatel N=4: 400 obyvatel 7 Obnova: 2 dny Maloodběr Trafo 22 kv N=1: 100 obyvatel N=4: 400 obyvatel Obnova: 1 týden 220/380 V DG DG DG Aktivní distribuční sít (Smart Grid) Výrobna N=1: 0 obyvatel N=4: 0 obyvatel Obnova: 1 rok

8 ~ dispečink PS stanovení prioritních dodávek přenosová soustava krizový plán disponibilní výkon zdroje dispečink DS řízení spotřeby pomocí HDO ~ distribuční soustava místní teplárna ~ objektový zdroj ostrovní provoz, přídělový systém soustava CZT 8 Řešením jsou: (1) Veřejné ostrovní systémy (2) Starty ze tmy Tyto investice by měly mít garantovanou návratnost jako OZE Prioritu by měla mít i ochrana obyvatelstva zbytná spotřeba nouzový příděl Zbytná spotřeba = regulační výkon Smart Meter Nouzový příděl schopnost přežití

9 Starty ze tmy - řešitelský tým Ing. Ivan Beneš - CITYPLAN spol. s r.o. Ing. Jaroslav Rosa, CSc. - ViP s.r.o Ing. Martin Škach - ORGREZ, a. s. Ing. Lubomír Kočiš - EGU HV Laboratory a.s. Ing. Miroslav Konečný - OSC, a.s. 9

10 Etapy řešení 1. Etapa Analýza a rešerše 2. Etapa Stanovení koncepce technického řešení 3. Etapa Vytipování zdrojů vhodných pro dovybavením pro start ze tmy 4. Etapa Modelování 5. Etapa Technicko-ekonomická analýza zajištění startů ze tmy pro vytipované zdroje 6. Etapa Analýza přínosů startu ze tmy 10

11 Zdroje posuzované pro dovybavení startem ze tmy 11 Elektrárna Opatovice (International Power opatovice, a.s.) Celkový výkon elektrárny: 363 MW Palivo: hnědé uhlí Teplárny Brno provoz Červený mlýn (Teplárny Brno, a.s.) Celkový výkon teplárny: 99 MW Palivo: zemní plyn Teplárna Trmice a PPC Trmice (Dalkia Česká republika, a.s.) Celkový výkon teplárny: 158 MW (PPC 70 MW) Palivo: hnědé uhlí a zemní plyn (PPC zemní plyn)

12 Výsledky modelování elektromagnetických přechodných dějů při startech ze tmy Při vytváření ostrovů nedojde k samobuzení generátoru v žádném z případů. Připínání jednotlivých částí ostrovů je provázeno přechodným jevem s přepětím a velkým zkreslením sinusovky s dominantní frekvencí 200 Hz. Velikost přepětí a doba jeho trvání závisí na konfiguraci sítě. 12

13 Pořizovací a provozní náklady realizace startů ze tmy Investiční činnost Odhadovaný náklad v mil. Kč Trmice Červený Mlýn Opatovice Stavební příprava 1,95 mil. Kč 1,0 mil. Kč 2,5 mil. Kč Dodávka DG včetně příslušenství 18,9 mil. Kč 30,0 mil. Kč 41,5 mil. Kč Úpravy technologie teplárny 20,85 mil. Kč 1,0 mil. Kč 0,5 mil. Kč Doplnění a úprava ŘS teplárny 0,5 mil. Kč 5,5 mil. Kč 0,5 mil. Kč Oživení, modelování a testy - oživení 1,0 mil. Kč 0,5 mil. Kč 1,0 mil. Kč - modelování 1,5 mil Kč 1,0 mil Kč 1,5 mil Kč - testy 0,8 mil. Kč 2,5 mil. Kč 0,8 mil. Kč Dokumentace 0,5 mil Kč 0,5 mil Kč 0,5 mil Kč Investiční náklady celkem 46,0 mil. Kč 42,0 mil. Kč 48,8 mil. Kč Název nákladu Popis nákladů Odhadovaný náklad Údržba systému Revize, výměny dílů 0,5 mil. Kč / rok 13 Pohotovost Kontroly funkce 0,8 mil. Kč / rok Provozní náklady celkem 1,3 mil. Kč / rok

14 Vyčíslení užitků (benefits) a nákladů (costs) Benefit Ú n. L Brno HK+PU Hodnota prevence v tis. Kč na jednu událost Nepřerušení ekonomické činnosti Záchrana potravin Úspora nákladů na evakuaci Benefity celkem tis.kč/rok Roční náklady na start ze tmy (LRMC) Poměr ročních nákladů a benefitu prevence 0,36% 0,42% 0,22%

15 Při zahrnutí dopadů na zdraví a životy bude přínos více než dvojnásobný Celkové ztráty 2 týdenního blackoutu byly propočteny v rámci tvorby územních energetických koncepcí (nad rámec povinného obsahu ÚEK) 15 Jihočeský kraj Středočeský kraj Pardubický kraj Ztráty tis. Kč tis. Kč tis. Kč Na zdraví a životech z toho: - na životech na zdraví Na majetku a nákladech na obnovu z toho: - na živočišné výrobě v průmyslu u obyvatelstva Ztráty celkem

16 Zobecnění výsledků pro celou ČR (zatížení odběratelů elektřiny startem ze tmy ~ 3 Kč/MWh) Náklady na ochranu klimatu Náklady na ochranu obyvatelstva 16

17 tis.kč Bezpečnost dodávek a politika Prověrka rentability realizace startu ze tmy (při ceně podpůrné služby 10 mil.kč/r) tis.kč tis.kč Kumulovaný tok hotovosti Kumulovaný tok hotovosti Kumulovaný tok hotovosti nediskontovaný diskontovaný nediskontovaný diskontovaný nediskontovaný diskontovaný Diskontní míra 10% 30% equity, 70% úvěr 10 let, 7% Výpočet ve stálých cenách Opatovice Č. Mlýn Trmice IRR 24,9% 19,8% 12,7% 17 NPV (tis.kč) PBT (roky)

18 Tržní a právní rámec pro zvýšení odolnosti elektrizační soustavy Přínosy Potraviny Dodávka tepla Dodávka el. en. Distribuce el. Ne-evakuace Ekonom. aktivita Nevýpadek daní Náklady IZS Investice a údržba Cena el. en. Náklady mil.kč/rok Kč/MWh Teplárna Distribuce Spotřebitelé Státní správa 18 Právní rámec

19 Potenciální příjemci výsledků řešení úkolů Provozovatel přenosové soustavy ČEPS, a.s., která je ve 100% vlastnictví českého státu a má v současnosti monopol na nákup podpůrných služeb Provozovatel distribuční soustavy, pokud mu bude po úpravě legislativy v budoucnosti uloženo zajišťovat krizové ostrovní provozy Provozovatel teplárenského zdroje, který se rozhodne instalovat start ze tmy jako podpůrnou službu 19

20 Vazba na krizové zákony zajišťující základní funkce státu Projekt byl konzultován s vedením Generálního ředitelství Hasičského záchranného sboru Je v souladu s doporučeními vyplývajícími ze zpracování projektů výzkumu Ministerstva vnitra: Ochrana obyvatelstva a její vazby na kritickou infrastrukturu v oblasti energetických systémů Systémové řešení nouzového zásobování elektřinou v případě krizových stavů. 20

21 Závěry ze závěrečného oponentního řízení schválené oponentní radou MPO 21 Oponentní rada konstatuje: projekt byl úspěšně vyřešen výsledky řešení jsou plně v souladu se stanovenými cíli předložená Závěrečná zpráva dokumentuje dosažené výsledky výše vynaložených finančních prostředků odpovídá dosaženým cílům Oponentní rada doporučuje: Vzhledem k dosaženým výsledkům pokračovat v realizaci jejich návazností na řešení ostrovních provozů v rámci komplementárního projektu 2A-1TP1/065 Zvýšení odolnosti distribuční soustavy proti důsledkům dlouhodobého výpadku přenosové soustavy ČR s cílem zvýšení bezpečnosti obyvatel a s důrazem snižovat materiální škody v případě mimořádných událostí

22 CityPlan spol. s r.o. Kontakt: Ivan Beneš Adresa: Jindřišská, Praha 1 tel.: mobil: fax: ivan.benes@cityplan.cz www: