1 Energetická odolnost a její zabezpečení Ing. Ivan Beneš, CityPlan spol. s r.o. XII. Podzimní konference AEM (Aktualizace Státní energetické koncepce) Praha, 12.11.2009
Obsah prezentace Východiska: Celostní pohled na energetiku Geopolitické souvislosti Příležitosti: Závěry z úkolů VaV v oblasti energetické bezpečnosti Cíle: Přínos NEK a návrhu aktualizované SEK k zabezpečení energetické odolnosti 2
Oprea Diana Celostní pohled na energetiku a bezpečnost Energetická bezpečnost uživatelů energie Krizová situace nastává na konci drátu či potrubí bydlení doprava terciér zemědělství průmysl Bezpečnost energetic. transformací a dopravy energie obnovitelné zdroje elektrárny teplárny rafinerie Energetická bezpečnost zdrojů primární energie jaderná fúze s bezdrátovým přenosem atomy, chemické 7 000 000 000 roků a jaderné vazby 85 roků jaderná energie 155 roků uhlí 67 roků zemní plyn 42 roků ropa neobnovitelné zdroje fosilní zdroje (sluneční energie z pravěku) potřeby 3lidí Ekonomický, sociální, environmentální a bezpečnostní rozměr udržitelný rozvoj Hot spots of energy security: networks objects
V tomto století pocítíme nedostatek fosilních paliv i uranu politici politici geologové geologové Investiční cyklus plynové elektrárny politici 5 + 15 let geologové 4 10 + 30 let Investiční cyklus uhelné elektrárny 15 + 60 let Investiční cyklus jaderné elektrárny
Z hlediska doby života na zemi činí éra fosilních paliv 1 milisekundu z 12 hodin 5
V postmoderní společnosti nás bude elektřina odlišovat od pre-industriální společnosti Přechodné období levné fosilní energie Industriální transformace Přechod k fosilní energii Postmoderní transformace Odklon od fosilní energie -4000-3500 -3000-2500 -2000-1500 -1000-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 OZE, hospodárné zacházení se zdroji Jaký má být horizont cílů politiky? 30 let? 100 let? Určitě ne 4 roky! elektřina Zachovat si schopnost vyrábět elektřinu 6
Časová osa fosilní energie a jaderné technologie G3 (3+) jsou jen epizoda 7 Industriální transformace Postmoderní transformace Přechod k fosilní energii Odklon od fosilní energie -4000-3500 -3000-2500 -2000-1500 -1000-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 OZE uhlí ropa zemní plyn JE elektřina R/P= 7 000 000 000 roků R/P= 155 roků R/P= 42 roků R/P= 67 roků G3+ R/P= 85 roků breeders, fúze???
Adaptace na post-karbonovou ekonomiku je pro (nejen) Evropu nutností Řízená transformace či chaos? Bezuhlíková ekonomika Nové generace JE & OZE Business as usual 8 Source: Chalmers University You Are Here
Geopolitické souvislosti Východiska: Celostní pohled na energetiku Geopolitické souvislosti Příležitosti: Závěry z úkolů VaV v oblasti energetické bezpečnosti Cíle: Přínos NEK a návrhu aktualizované SEK k zabezpečení energetické odolnosti 9
Nejistota v oblasti světové bezpečnosti hledá odpověď na 3 otázky 1. Je pro světovou populaci a očekávaný růst HDP dostatek energie a vody? 2. Mohou obyvatelé Země žít jako euroatlantická civilizace s její spotřebou energie? 3. Převáží snaha řešit situaci silou? Růst světové populace znamená růst potřeb růst poptávky po zdrojích růst globálního napětí 10
Síla současných armád je závislá na ropě. Země s největšími zásobami ropy místa potenciálních konfliktů 11 Země vymykající se kontrole velmocí
Řešení čtyřčlenky mezi klíčovými hráči Vojna a či mír?? Vojna Válečný konflikt o zbývající zdroje bude mít charakter asymetrické gerilové války s útoky na kritickou infrastrukturu EU Rusko Írán Mír Mírová spolupráce povede k rozšíření OZE, decentralizovaných zdrojů a k dálkovým přenosům elektřiny USA Čína 12
Energetická setrvačnost z vlastních zásob je ukazatelem energetické převahy, je to poměr vlastní zásoby / spotřeba (roky) Zásoby Spotřeba 13 milard barelů/miliard ba arelů za rok 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Davos 2009: Russia and Chinese leaders speak on first day of World Economic Forum Evropa (2,9 roků) USA (3,9 roků) Čína (5,4 roků) Rusko (80,6 roků) Primární cíl národní bezpečnosti: zajištění zdrojů zajištění odbytu
Energetická odolnost a její zabezpe zabezpečení Suverenita klíčových hráčů a energetické centrum světa (USA) 14 Rusko USA Čína Indie Carterova doktrína (23.1.1980): Nechť je naše pozice absolutně jasná: pokus každé vnější síly získat kontrolu nad oblastí Perského zálivu bude chápán jako útok na životní zájmy Spojených států amerických, a takovýto útok bude odražen všemi nutnými prostředky, včetně vojenské síly.
Střet zájmů v Africe při zajišťování energetické bezpečnosti (Čína) 15
Bypass dopravních tras zemního plynu z Ruska do Evropy Soviet-era Pipeline Ukraine Bypass Russia Bypass South Stream Nord Stream Europol Izmail Urengoy- Uzghorod Blue Stream South Stream Nabucco 16 Source: Cambridge Energy Research Associates. 70107-15 Turkey-Greece-Italy
Energetická budoucnost EU: Evropská komise předkládá návrhy na zajištění energetické bezpečnosti, solidarity a účinnosti A Green Paper on energy networks identifikuje šest strategických iniciativ podstatných pro energetickou bezpečnosti EU: a Baltic Interconnection Plan, a Mediterranean Energy Ring, propojení střední a jihovýchodní Evropy a severomořské offshore oblasti, a také rozvoj LNG 17 Source: IP/08/1696, Brussels, 13 November 2008
Geopolitická Great Game o zdroje Strategie By-passů http://maps.grida.no/go/graphic/major-oil To může osvětlit oil-pipeline-projectsprojects snahu Polska o umístění americké vojenské základny ČR naproti tomu může usilovat o evropský tranzit elektřiny a plynu 18
Závěry podložené úkoly VaV Východiska: Celostní pohled na energetiku Geopolitické souvislosti Příležitosti: Závěry z úkolů VaV v oblasti energetické bezpečnosti Cíle: Přínos NEK a návrhu aktualizované SEK k zabezpečení energetické odolnosti 19
Bezpečnostní výzkum nových principů a metod v rámci opatření ochrany obyvatelstva (MV, 2006-2011) 2011) Ochrana obyvatelstva a její vazby na kritickou infrastrukturu v oblasti energetických systémů (MV, 2004-2005) 2005) Analýza bezpečnostního prostředí Sdílené informace Výzvy pro podniky infrastruktury 20 Zodolnění kritické infrastruktury Sdílené informace Snížení rizika krizových stavů Systémové řešení nouzového zásobování elektřinou v případě krizových stavů (MV, 2007-2008) 2008) Veřejný sektor Soukromý sektor Dialog Vize zodolnění společnosti je podložena úkoly VaV Zvýšení odolnosti distribuční soustavy proti důsledkům dlouhodobého výpadku přenosové soustavy ČR s cílem zvýšení bezpečnosti obyvatel (MPO, 2006-2011) 2011) Výzkum možnosti posílení startů ze tmy pro zvýšení spolehlivosti a odolnosti provozu ES ČR (MPO, 2007-2009) 2009) Nouzové zásobování při selhání KI Sdílené informace Sebeochrana spotřebitelů Snížení ohrožení chráněných zájmů státu
Koincidence poruch Změna klimatu Migrace Zločinnost, deprivace Konflikty o zdroje Extrémní jevy Teroristické akce Guerillové akce Vojenské akce 21 příčiny dopady Proč i lokální zdroje OZE? 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 Vzhledem k naší závislosti na elektřině nejsme bez ní schopni zajistit základní potřeby člověka nutné k přežití Základní potřeby podle Maslowa
Hrozba dopad doba obnovy Riziko dlouhodobého výpadku je nepřijatelné 22 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 Maloodběr Maloodběr Vedení 400 kv N=1: ;0 obyvatel N=4: 10 mil. obyvatel Obnova 3 týdny 110 kv 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
Krizovými ostrovními systémy lze snížit riziko rozvratu společnosti 100x DG Decentralizované zdroje i virtuální elektrárny 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 23 Systémové elektrárny Maloodběr 110 kv 22 kv Trafo 22 kv N=1: 100 obyvatel N=4: 400 obyvatel Obnova: 1 týden 220/380 V DG Přenosová soustava 400 kv, 220 kv DG DG Největší odběratelé Distribuční soustava Aktivní distribuční sít (Smart Grid) Trafo 110 kv N=1: 0 obyvatel N=4: 50 tis. obyvatel Obnova: 2 měsíce DG Výrobna N=1: 0 obyvatel N=4: 0 obyvatel Obnova: 1 rok Smart grids počítají s distribuovanými OZE všech druhů a velikostí Firewall
~ dispečink PS stanovení prioritních dodávek přenosová soustava krizový plán 24 ~ disponibilní výkon zdroje distribuční soustava místní teplárna soustava CZT dispečink DS 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 ~ řízení spotřeby pomocí HDO objektový zdroj ostrovní provoz, přídělový systém Zbytná spotřeba = regulační výkon 241/2000 Sb. Hospodářská opatření pro krizové stavy. Zajištění nezbytných dodávek Nouzový příděl schopnost přežití
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 25 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.)
Tržní a právní rámec pro zvýšení odolnosti elektrizační soustavy Přínosy Náklady Dodávka tepla Potraviny Ne-evakuace Nevýpadek daní Dodávka el. en. Distribuce el. Ekonom. aktivita Náklady IZS Investice a údržba Cena el. en. mil.kč/rok Kč/MWh Teplárna Distribuce Spotřebitelé Státní správa 26 Právní rámec
Ostrovy života jsou zásadním prvkem ochrany obyvatelstva při rozvoji využívání obnovitelných zdrojů energie 1 spočívající v rozšíření distribuovaných zdrojů energie a dálkových přenosech z evropsky významných oblastí obnovitelných zdrojů elektřiny (Větrné elektrárny v Atlantiku a Severním moři, koncentrační sluneční elektrárny na Sahaře a Arabském poloostrově) při extrémních klimatických jevech, které mohou překonat pravidlo N-1 (Kyrill Kyrill, Emma) 2 při zvládání krizových situací a zmírňování dopadů v případě teroristických útoků a gerilové války 3 27 1 2 3
Cíle zodolnění v NEK a SEK Východiska: Celostní pohled na energetiku Geopolitické souvislosti Příležitosti: Závěry z úkolů VaV v oblasti energetické bezpečnosti Cíle: Přínos NEK a návrhu aktualizované SEK k zabezpečení energetické odolnosti 28
4 energetická hřiště a jejich sudí Rada bezpečnosti G 20? (národní) IZS Směrnice EU Vojenské doktríny Zahraniční politika Krizové řízení Liberalizovaný trh Účast v misích Zajištění přístupu ke zdrojům primárních nosičů energie Zajištění dopravních cest Zábrana nukleární proliferace Diplomacie 406/2000 406/2006 Objekty kritické infrastruktury 240/2000 Civilní nouzové plánování 241/2000 239/2000 Integrovaný záchranný systém 458/2000 91/2005 Podnikání v energetice Energetické společnosti 29 Ústřední důležitost pro sílu moderních armád má ropa Kontinuita činnosti Minimalizace ztrát v území Rozsah zprávy Pačesovy komise (6. kapitola) Regulované oblasti Maximalizace zisku Trh
NEK doporučila směr k rozpracování části 1.12 SEK z roku 2004 (Řízení energetiky při krizových stavech) Vytvořit předpoklady pro zajištění dodávek elektřiny (energií) subjektům a objektům tzv. kritické infrastruktury Vytvořit předpoklady (legislativní a věcné) pro vznik ostrovních provozů zajišťujících přiměřené dodávky elektřiny v krizových stavech Požadovat doplnění Územních energetických koncepcí ( 4 zákona č. 406/2000 Sb., o hospodaření energií) o zajištění elektřiny (energií) v případě krizových stavů Zvyšovat energetickou účinnost a diverzifikaci zdrojů 30
31 Návrh aktualizace SEK z 13.10.2009 Energetická bezpečnost, odolnost a soběstačnost Zdůrazňuje diverzifikace zdrojů a zásobovacích cest Na úrovni územních energetických koncepcí (krajů) ve spolupráci s provozovateli přenosových, přepravních a distribučních soustav vypracovat program opatření vedoucích k zajištění schopnosti dlouhodobého ostrovního provozu elektrizační soustavy a zajištění nouzového zásobování všech větších sídelních celků. K realizaci opatření využít legislativních, administrativních i finančních nástrojů (včetně dotací, nástrojů regulace cen apod.). Stanovit požadavky na rozložení podpůrných služeb (start ze tmy a ostrovní provoz) tak, aby umožňovaly provoz lokálních ostrovů i při vícenásobném poškození PS.
Konkrétní cíle a úkoly SEK 32 Cílové hodnoty: Vybudovat řídící systémy a propojení zajišťující ostrovní napájení elektřinou všech aglomerací nad 50 tisíc obyvatel. Implementovat účinné nástroje pro zamezení šíření poruch a řízený přechod do ostrovních subsystémů a zabezpečit nezávislou schopnost startu ze tmy jednotlivých ostrovů. Rozvoj distribučních soustav (CityPlan CityPlan nabízí využití výsledků VaV) Zabezpečit schopnost DS v případě rozpadu přenosové sítě pracovat střednědobě v ostrovních provozech a zajistit minimální úroveň dodávek elektřiny nezbytnou pro obyvatelstvo a kritickou infrastrukturu. V této souvislosti zajistit aktualizaci územních energetických koncepcí krajů tak, aby směřovaly k zabezpečení schopností ostrovních provozu v havarijních situacích. Vytvořit podmínky pro účast tepláren při vytváření krajských územních koncepcí a zabezpečení jejich úlohy v ostrovních provozech jednotlivých oblastí v havarijních situacích.
Závěr 33 SEK zohlednila závěry NEK včetně oponentního posudku Návrh aktualizace SEK je otevřeně konkrétní a umožňuje racionální diskusi SEK požaduje rozvoj síťové infrastruktury ČR v kontextu zemí střední Evropy, posílení mezinárodní spolupráce a integrace trhů s elektřinou a s plynem v regionu, včetně podpory vytváření účinné a akceschopné společné energetické politiky EU Česká republika se v návrhu SEK v oblasti odolnosti společnosti vůči blackoutu dostává dále, než politiky USA a zemí EU
CityPlan spol. s r.o. Kontakt: Adresa: Ivan Beneš Jindřišská, 110 00 Praha 1 tel.: 420-221 184 205 mobil: 420-603 261 470 fax: 420-224 922 072 e-mail: www: ivan.benes@cityplan.cz http://www.cityplan.cz 34