Resilient power
Energetická bezpečnost
Informační příručka
Projekt Ministerstva průmyslu a obchodu 2A-1TP1/065 Odpovědný řešitel: Ing. Ivan Beneš, CITYPLAN spol. s r.o. Spoluřešitelé: Ing. František Mejta, EGÚ ČB, a.s., Ing. Jaroslav Pejčoch, T-SOFT spol. s r.o., Ing. Jaroslav Rosa, CSc., ViP s.r.o., Ing. Ladislav Švarc, MEACONT Praha spol. s r.o. Vydal vlastním nákladem: CITYPLAN, spol. s r.o. Praha 2007
ISBN 978-80-254-1244-2
RESILIENT POWER
Obsah Použité zkratky a termíny ..................................................................................... 2 1
Úvod................................................................................................................ 3
2
Definice energetické bezpečnosti ............................................................... 3
3
Bezpečnost zajištění energetických zdrojů ................................................ 7 3.1 Energetická bezpečnost a diverzifikace zdrojů ....................................... 7 3.2 Kde jsou hlavní zdroje neobnovitelné energie ......................................... 9 3.3 Jak je na tom s bezpečností zdrojů Česká republika ............................10 3.4 Dílčí závěr ..............................................................................................16
4
Bezpečnost energetických transformací a distribuce energie ...............18
5
Energetická bezpečnost konečných uživatelů energie ...........................22 5.1 Zranitelnost měst ...................................................................................22 5.2 Zkušenosti z blackoutů posledních let ve světě ....................................23 5.3 Doporučení vyšetřovacích komisí..........................................................26
6
Důsledky liberalizace energetiky ...............................................................27 6.1 Změna legislativního prostředí ..............................................................27 6.2 Je elektřina zboží jako každé jiné? ........................................................29 6.3 Ekonomické chování na liberalizovaném trhu .......................................29
7
Adaptace na možné krize ...........................................................................32 7.1 Vize zodolnění velkých měst .................................................................32 7.2 Krizový ostrovní provoz vyčleněné části distribuční soustavy ...............33
8
Závěr .............................................................................................................36
1
RESILIENT POWER
POUŽITÉ ZKRATKY A TERMÍNY Blackout
Výpadek elektřiny velkého rozsahu
C
Celkový objem kapitálu
DSM (Demand Side Management)
Řízení spotřeby
EVA (Economic Value Added)
Ekonomická přidaná hodnota
Grayout
Nouzová dodávka elektřiny (bezpečnostní minimum)
LNG (Liquid Natural Gas)
Zkapalněný zemní plyn
kV
Kilovolt = tisíc voltů
MVA (Market Added Value)
Tržní přidaná hodnota
NOPAT (Net Operating Profit After Čistý provozní zisk po zdanění Tax) N-1
Pravidlo pro dimenzování elektrizačních soustav, znamenající odolnost proti výpadku jednoho prvku soustavy
NN
Nízké napětí
VN
Vysoké napětí
VVN
Velmi vysoké napětí
WACC (Weighted Average Cost of Capital)
Vážený průměr nákladů na kapitál (požadovaná míra výnosu kapitálu)
2
RESILIENT POWER
1
ÚVOD
Česká republika patří do skupiny průmyslově vyspělých států. Její hospodářství, ale i každodenní život občanů je závislý na bezpečném a nepřerušovaném zásobování energiemi, a to i v krizových situacích. Mnoho občanů i organizací má vlastní zkušenost z povodní v roce 1997 nebo 2002, i z následků orkánu Kyrill v lednu roku 2007. Naštěstí zatím nemáme zkušenost z teroristických útoků, které byly uskutečněny v New Yorku (11. září 2001), Madridu (11. března 2004, či v Londýně 7. července v roce 2005. Cílem těchto útoků byly symboly západní civilizace a občané v těsné blízkosti útočníka, ale lze očekávat, že teroristické útoky budou vedeny také proti kritické infrastruktuře, kdy takový útok, respektive jeho dopad zasáhne mnohem větší území a napáchá obrovské škody jak na majetku, tak na občanech. Je čas vnímat hrozby, kterým budeme v příštích letech pravděpodobně čelit a které budeme muset řešit s rozvahou a s ohledem na chráněné zájmy státu. Společnost je ochotná vynakládat prostředky na prevenci obvykle až pod tlakem zkušenosti prožité krizové situace. Dosažení kvalitativně bezpečnějšího stavu je pak ale dražší o ztráty v důsledku prožité pohromy. Tato brožura přináší podnětné informace získané při řešení analytické etapy projektu „Zvýšení odolnosti distribuční soustavy proti důsledkům
dlouhodobého výpadku přenosové soustavy ČR s cílem zvýšení bezpečnosti obyvatel“ (identifikační číslo 2A-1TP1/065) řešeného v rámci programu Trvalá prosperita Ministerstva průmyslu a obchodu. Projekt se zabývá prevencí společnosti proti dopadům takového výpadku. Projekt je realizován za finanční podpory z prostředků státního rozpočtu prostřednictvím Ministerstva průmyslu a obchodu
2
DEFINICE ENERGETICKÉ BEZPEČNOSTI
Energetickou bezpečnost chápeme a definujeme jako zajištění kontinuity nezbytných dodávek energie a energetických služeb pro zajištění chráněných zájmů státu (životů a zdraví lidí, a majetku a životního prostředí). Nelze ji
3
RESILIENT POWER
omezovat pouze na problematiku opatření ropy a zemního plynu, ale jako celý řetěz od získávání prvotní energie až po její konečné užití. Ať již je zásobování energií narušeno kdekoliv, krizová situace vzniká právě na konci zásobovacího řetězce (u spotřebitele) - zde se projeví dopady energetické nedostatečnosti. Tato definice energetické bezpečnosti vychází z integrální bezpečnosti lidského systému. Potřeba celostního (holistického) přístupu k bezpečnosti je výsledkem řady prací v oblasti kritické infrastruktury1. Současné jednosměrné (dílčí) posuzování energetické bezpečnosti je v zásadě nedostačující a chybné a nemůže v konečném výsledku vést k vyváženému rozvoji společnosti. Požadavek na energetickou bezpečnost se odvíjí od poptávky konečných spotřebitelů energie, neboť přerušením dodávek spotřebitelům může nastat krizová situace a ohrožení chráněných zájmů státu. Riziko v této oblasti nesou odběratelé energie a vzniklé krizové situace řeší stát s pomocí integrovaného záchranného systému na principu ex post. Na opačném konci zásobovacího řetězce (na jeho začátku) je získávání zdrojů primární energie, které lze v zásadě dělit na 2 druhy: neobnovitelné a obnovitelné. Neobnovitelné zdroje jsou fosilní paliva (ropa, zemní plyn a uhlí) a jaderné palivo. Zajištění energetické bezpečnosti na této straně zásobovacího řetězce znamená zabezpečit přístup především k neobnovitelným energetickým surovinám (ropa, zemní plyn, uhlí, přírodní uran) a jejich přepravním trasám. Rizika v této oblasti zmírňuje stát v rámci své zahraniční politiky. Uprostřed mezi oběma konci zásobovacího řetězce se nacházejí energetické společnosti provádějící energetické transformace (rafinérie, elektrárny, teplárny, apod.) a dopravu energie (ropovody, plynovody, elektrovody, teplovody, apod.). Tyto společnosti byly prakticky ze 100% zprivatizovány a jejich podnikání se řídí obchodním zákoníkem. Podnikání síťových podniků (síťová doprava energie) je navíc regulováno Energetickým regulačním úřadem. Rizika v této oblasti nesou vlastníci energetických společností. Tato část energetického systému se nazývá energetickou infrastrukturou, která má většinou charakter tzv. kritické infrastruktury. Kritickou infrastrukturou se rozumí ty prvky infrastruktury, ___________________ 1
Např. závěry projektu EU CI2RCO zabývajícího se koordinací výzkumu v oblasti kritické infrastruktury http://www.ci2rco.org/ 4
RESILIENT POWER
jejichž vyřazení z funkce může ohrozit chráněné zájmy státu. Z toho důvodu podléhají tyto podniky nejenom energetické, ale i krizové legislativě. Debata o energetické bezpečnosti se dělí na tři témata odpovídající třem subsystémům energetiky (viz obrázek 1): 1. Bezpečnost zajištění energetických zdrojů. 2. Bezpečnost energetických transformací a dopravy energie. 3. Energetická bezpečnost konečných uživatelů energie. Při debatě o energetické bezpečnosti je třeba vnímat kohezi energetických zdrojů, neboť všechny energie jsou spolu určitým způsobem svázány a jsou více či méně vzájemně nahraditelné. Obrázek 1 Energetický systém a lidská bezpečnost Energetická bezpečnost uživatelů energie
Bezpečnost energetických transformací a dopravy energie
Energetická bezpečnost zdrojů primární energie
sluneční záření obnovitelné zdroje
bydlení
elektrárny
jaderná energie
doprava
teplárny
uhlí zemní plyn
terciér
fosilní zdroje uhlovodíkové
zemědělství průmysl
neobnovitelné zdroje
rafinerie
ropa
potřeby lidí Ekonomický, sociální, environmentální a bezpečnostní rozměr ⇒ udržitelný rozvoj společnosti
5
RESILIENT POWER
Na straně neobnovitelných energetických zdrojů se jedná o problém vztahu mezi velkým počtem států importujících energii a poměrně malým počtem států bohatých na zdroje fosilní energie a uranu, které je exportují. Vzhledem k malému počtu energetických „hráčů“ jsou tyto vztahy utvářeny politickými jednáními mezi vládami navzájem a mezi vládami a nadnárodními energetickými společnostmi spíše, než liberalizovaným trhem. Vznikají zde uskupení jednající ve shodě, jakými je například OPEC a v budoucnu možná i „GAS-PEC“. Zvláštní postavení trhu s ropou má tři důvody: 1. Současná síla motorizovaných armád je závislá na ropě. 2. Ropa tvoří cenový standard, od její ceny se odvíjí s větším či menším zpožděním i ceny ostatních druhů energie. 3. Doba vyčerpání zásob ropy je ze všech tří druhů fosilní energie a uranu nejkratší. V subsystému energetických transformací a dopravy energie (výroba a rozvod elektřiny a tepla, rozvod plynu, rafinérie a distribuce ropných produktů) jsou největším bezpečnostním problémem důsledky privatizace a liberalizace. Přístup veřejného sektoru (vlád) a přístup soukromého sektoru (vlastníků) k energetice se začaly rozcházet. Odpovědnost vlád za chráněné zájmy státu vede k požadavku zajištění spolehlivého a bezpečného toku energie ke spotřebiteli. Odpovědnost managementu společností vůči vlastníkům vede především ke zvyšování tržní hodnoty energetických podniků, zejména k zajištění stálého finančního toku od spotřebitelů energie. Mohou tak nastávat situace kdy bezpečnost a spolehlivost toku energie a bezpečnost a spolehlivost toku finančních toků za energii neznamená vždy totéž. Tam, kde jsou tržby malé, není zajištění určité míry spolehlivosti a bezpečnosti zásobování ekonomicky motivující. Subsystém konečných spotřebitelů je z hlediska energetické bezpečnosti nejkritičtější oblastí protože přerušením dodávky energie velkého rozsahu právě na straně konečných spotřebitelů dochází ke vzniku a rozvoji krizové situace a k ohrožení chráněných zájmů státu (zdraví, životů, majetku a životního prostředí).
6
RESILIENT POWER
3 BEZPEČNOST ZAJIŠTĚNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ 3.1
Energetická bezpečnost a diverzifikace zdrojů
Subsystém energetických zdrojů má v zásadě dvě části: − Vlastní naleziště, tj. místa získávání (těžby) primární energie. − Dopravní cesty z producentských zemí do zemí importérů. Diverzifikace zdrojů znamená volbu portfolia primárních zdrojů energie, tj. volbu mezi ropou, zemním plynem, uhlím, uranem (jaderná energie) a obnovitelnými zdroji energie. Diverzifikace dovozních cest znamená volbu různých přístupových ropovodů, plynovodů, ale také diverzifikaci dopravy nepotrubními systémy, ropnými tankery a tankery na zkapalněný zemní plyn. Diverzifikace dovozních cest umožňuje i diverzifikaci obchodních vztahů a snižování závislosti na dominantních dodavatelích energie. Diverzifikace zdrojů umožňuje hledat rovnováhu ve vzájemných vztazích producentských a importujících zemí, jakož i energetických společností, a to v celém zásobovacím (hodnototvorném) řetězci až ke konečnému spotřebiteli. V době docházejících energetických zdrojů a rizikových investic do energetiky jsou jedním z největších současných problémů investice do vyhledávání nových zdrojů a investice do zvyšování produkce energie. Bez investic do energetiky nelze zajistit nejen udržitelný a bezpečný tok energie ke spotřebitelům, ale ani udržitelné finanční toky od spotřebitelů k vlastníkům. Dohromady oba tyto procesy tvoří ekonomický kruh energetických projektů (obrázek 2).
7
RESILIENT POWER
Obrázek 2 Ekonomický kruh energetických projektů Investice
Energie
Tržby
Pokud porovnáme investice do energetických zdrojů s investicemi do zpracovatelského průmyslu, tak můžeme konstatovat, že: • energetické projekty jsou vysoce kapitálově náročné; • energetické projekty mají dlouhou životnost (životní cyklus); • energetické projekty mají dlouhou dobu návratnosti; • energetické projekty jsou vystaveny geologickému riziku (i mnoha dalším). Energetické projekty proto vyžadují (oproti průmyslovým) mnohem bezpečnější a stabilnější podnikatelské prostředí s dlouhodobou právní a daňovou jistotou. Kromě technické a ekonomické proveditelnosti má při přípravě energetických projektů vysokou důležitost rizikový management, tj. řízení rizik. Je třeba vnímat, že Evropa je na tom z hlediska zásob fosilních energetických surovin ze všech světových regionů nejhůře (obrázek 3).
8
RESILIENT POWER
Obrázek 3 Rozložení ověřených zásob fosilní energie Rozložení ověřených zásob fosilní energie Evropa Asie a Oceánie Severní Amerika uhlí Stř. a Již. Amerika
zemní plyn ropa
Afrika Bývalý SSSR Střední Východ 0%
10% 20%
30% 40%
50% 60%
70%
Pramen: BP Statistical Review of World Energy June 2007
3.2
Kde jsou hlavní zdroje neobnovitelné energie
59,3% zásob ropy se nachází na území 5 států Středního Východu: Saudská Arábie (22%), Írán (11,4%), Irák (9,5%), Kuvajt (8,4%) a Spojené arabské emiráty (8%). Lze z toho odvodit, že kdo bude kontrolovat těchto pět států, bude kontrolovat světovou ekonomiku. Tři čtvrtiny světových zásob ropy se pak nachází na území pouze osmi států, kromě zmíněných 5ti tvoří tuto skupinu zemí ještě Rusko (6,6%), Venezuela (6,6%) a Libye (3,4%). 55,7% zásob zemního plynu se nachází na území pouze 3 států: Rusko (26,3%), Írán (15,5%) a Katar (14%). Tři čtvrtiny světových zásob zemního plynu se pak nachází na území pouze devíti států, kromě zmíněných tří tvoří tuto skupinu zemí ještě Saudská Arábie (3,9%), Spojené arabské emiráty (3,3%), USA (3,3%), Nigérie (2,9%), Alžírsko (2,5%) a Venezuela (2,4%).
9
RESILIENT POWER
Tři čtvrtiny světových zásob uhlí se nachází na území pouze šesti států: USA (27,1%), Rusko (17,3%), Čína (12,6%), Indie (10,2%) a Austrálie (8,6%). Významnější zásoby mají v Evropě ještě Ukrajina (3,8%), Polsko (1,5%), Německo (0,7%) a Česká republika (0,6%). 50,7% zásob uranu se nachází na území pouze 3 států: Austrálie (24,1%), Kazachstán (17,2%), a Kanada (9,4). Tři čtvrtiny světových zásob uranu se pak nachází na území pouze sedmi států, kromě zmíněných tří tvoří tuto skupinu zemí ještě USA (7,2%), Jižní Afrika (7,2%), Namibie (5,9) a Brazílie (5,9%). Problémem jaderného paliva je skutečnost, že zpracování uranu do palivových článků provádí jen několik států. Největší kapacity na obohacování uranu mají Rusko, Francie, USA a URENCO (společně Německo, Holandsko a Velká Británie). V současné době můžeme sledovat na jedné straně snahu nadnárodních společností zdroje ropy a zemního plynu „kolonizovat“ a na straně druhé jsme v některých zemích svědky úsilí vlád ponechat tyto zdroje pod kontrolou státu. Ve většině případů však existuje spolupráce států, ve kterých se energetické zdroje nachází, s nadnárodními energetickými společnostmi. Kde tato spolupráce selhává, dochází v některých případech i k silovému řešení při zajišťování přístupu k energetickým zdrojům, jež jsou považovány za strategické.
3.3
Jak je na tom s bezpečností zdrojů Česká republika
Významnější geologické zásoby primárních energetických surovin na území ČR tvoří pouze hnědé uhlí, černé uhlí a uranová ruda. Geologické zásoby těchto surovin však znamenají pouze procentní podíl na celosvětových zásobách a nemohou proto ovlivnit jejich globální cenovou úroveň. Uhlí Ve spotřebě uhlí je Česká republika soběstačná. Těžba uhlí se začala rozvíjet s nástupem průmyslové revoluce ve druhé polovině 19. století. Prudce se začala zvyšovat po roce 1950 a svého maxima dosáhla v roce 1984, kdy se vytěžilo 123 milionů tun uhlí2. Od té doby jeho těžba klesá (obrázek 4). ___________________ 2
Hnědé uhlí 97 mil. t, černé uhlí 26 mil. t 10
RESILIENT POWER
Odhadovaná životnost bilančně prozkoumaných volných a vytěžitelných zásob uhlí odvozená z průměrného úbytku zásob posledních let je podle České geologické služby GEOFOND u hnědého uhlí 26-27 let a u černého uhlí 15 až 16 let. Podle předpokladů Státní energetické koncepce ČR (z března 2004) dojde k vyčerpání zásob černého uhlí po roce 2030 a hnědého uhlí v sokolovské pánvi asi v roce 2043. Obrázek 4 Historie těžby uhlí v ČR od roku 1876 Těžba uhlí v ČR 100 90 80
mil.t/rok
70 60 50 40 30 20 10 0 1870
1890
1910
1930
1950 černé uhlí
1970
1990
2010
2030
2050
hnědé uhlí
Jediným uhelným ložiskem ČR, které umožní těžbu i dlouho po tomto datu, tak zůstává severočeská hnědouhelná pánev, rozkládající se při jižním úpatí Krušných hor mezi Ústím nad Labem a Kadaní (obrázek 5).
11
RESILIENT POWER
Obrázek 5 Těžební lokality v severočeské uhelné pánvi
Pramen: Czech Coal Obrázek 6 ukazuje životnost jednotlivých lomů v rámci stávajících územních limitů a za nimi. Přitom u lomu Československé armády je světlejší barvou vyjádřena III. a IV. etapa, která se váže na vytěžení zásob hnědého uhlí ve II. etapě a na uvolnění ochranného pilíře Chemických závodů v prostoru Litvínov – Záluží za podmínky likvidace nebo přemístění tohoto areálu, včetně přeložky koridoru dopravní a technické infrastruktury. Obrázek 6 Životnost lomů v severočeské uhelné pánvi
Pramen: Czech Coal 12
RESILIENT POWER
Postprognózní lokalitou je lom Československé armády (jeho III. a IV. etapa), která představuje 486 mil. tun vytěžitelného uhlí o průměrné výhřevnosti 18,11 MJ.kg-1 . Těžba v této lokalitě se váže na vytěžení zásob hnědého uhlí ve II. etapě a na uvolnění ochranného pilíře Chemických závodů v prostoru Litvínov – Záluží za podmínky likvidace nebo přemístění areálu litvínovské chemičky včetně přeložky regionálně významného koridoru dopravní a technické infrastruktury. Z uvedeného vyplývá, že vyhlídky uhelné energetiky nejsou pro Českou republiku příliš optimistické. Životnost hnědouhelných lomů neumožňuje obnovu celého současného výkonu hnědouhelných elektráren. Z dlouhodobého hlediska je prolomení územních limitů spíše marginální záležitost na dobu kratší než 1 generace. Má proto spíše podnikatelský význam pro vlastníky uhelných společností, než dlouhodobě národohospodářský. Těžba uhlí v České republice za současných podmínek skončí přibližně v době, kdy ve světě dojde k vyčerpání zásob ropy a zemního plynu, a kdy jedinou energetickou surovinou na světovém trhu bude uhlí, těžené převážně mimo Evropu. Jeho zásoby mají mnohem delší životnost, ale vzhledem k drahé vnitrozemské dopravě by byly české uhelné elektrárny na importované uhlí z hlediska společného evropského trhu s elektřinou méně konkurenceschopné, než evropské uhelné elektrárny v blízkosti mořských přístavů. Zemní plyn Česká republika má dvě malá ložiska zemního plynu v oblasti Jižní Moravy (1) a Severní Moravy (2). Jejich vytěžitelné zásoby však činí méně, než je roční spotřeba zemního plynu ČR. Obrázek 7 Ložiska zemního plynu v ČR
Pramen: Česká geologická služba GEOFOND 13
RESILIENT POWER
Roční těžba z těchto ložisek činí asi 1,5% celkové spotřeby, zbytek se dováží, především z Ruské federace (75%). Diverzifikace dovozu z Norska (24%) je pouze obchodní, fyzicky se jedná opět o ruský plyn. Norský plyn by se dodával pouze při výpadku dodávky ruského plynu. Plynovod Bratrství, kterým je dopravován zemní plyn na Slovensko a dále do České republiky byl uveden do provozu v roce 1967, byl vybudován na základě mezivládní dohody uzavřené mezi vládami bývalého Sovětského svazu a bývalého Československa o přepravě ruského zemního plynu přes území Československa do jižní, střední a západní Evropy (obrázek 8). Diverzifikace zásobování zamýšlená prostřednictvím plynovodu Nabucco se ohlášením záměru Ruské federace a Německa vybudovat plynovod Nord Stream stala méně reálnou. Severní plynovod Nord Stream obchází z pohledu Ruska rizikové zóny (Bělorusko, Ukrajina, Česká republika a Slovenská republika), zvyšuje bezpečnost Německa, ale snižuje důležitost tranzitního plynovodu vedoucího přes Slovensko a Českou republiku (obrázek 9). Česká republika bude muset při diverzifikaci spoléhat na napojení prostřednictvím evropských sítí na terminály zkapalněného zemního plynu LNG. Zkapalněný zemní plyn lze dopravovat speciálními tankery podobně jako ropu. Rozvoj LNG má význam z hlediska zvýšení bezpečnosti dodávek, otevírá prostor pro rozšíření počtu dodavatelů a pro větší počet přepravních cest, umožňuje uzavírat i pružné kontrakty na menší objemy. Obrázek 8 Zásobování České republiky zemním plynem
Pramen:GTE, http://www.gie.eu.com/
14
RESILIENT POWER
Obrázek 9 Trasa plynovodu Nord Stream
Pramen: Gazprom Ruská cenová politika je jednoznačná. V souvislosti s emancipací zemí východního bloku - bývalého sovětského impéria - končí i éra stabilních nízkých cen zemního plynu a cena importu z Ruska sleduje tržní cenu (obrázek 10).
15
RESILIENT POWER
Obrázek 10 Cena ruského plynu
Pramen: Energy Charter
3.4
Dílčí závěr
Při současné míře spotřeby energie nemá Česká republika (stejně jako většina ostatních zemí světa) v dlouhodobém horizontu podmínky pro dosažení soběstačnosti v oblasti neobnovitelné energie a bude odkázána na dovoz ropy, zemního plynu, jaderného paliva a v budoucnu i uhlí. Vzhledem k tomu, že hlavní zásoby neobnovitelné energie se nacházejí pouze na území několika států světa, bude přístup k energii čím dál více předmětem vztahů mezi vládami producentských a importujících zemí. Lze očekávat, že zajištění energie pro země Evropské unie bude stále více koordinováno. Zvláštní postavení má ropa. Riziko snižování její produkce spočívá v tom, že v období poklesu těžby, kdy nebude možné vyhovět poptávce, začne prudce stoupat cena ropy a bude ovlivňovat ceny ostatních paliv a energií. Optimistické scénáře předpokládají účinná úsporná opatření (zavedení účinnějších technologií, převod automobilové dopravy na elektrifikovanou železnici aj.) a využití nových technologií (např. ekonomickou výrobu vodíku, širší využití obnovitelných zdrojů, jako sluneční energie a biomasy, výroby 16
RESILIENT POWER
kapalných paliv z uhlí). Při náhradě kapalných paliv uhlím by se však zkrátila doba vyčerpání jeho zásob při dnešní spotřebě tak, že vrchol těžby by nastal nedlouho po vrcholu těžby ropy. Podobné je to se zemním plynem. Při vyšším využívání biomasy na výrobu kapalných paliv se bude zmenšovat půdní fond pro výrobu potravin. Největší překážky optimistických scénářů však spočívají v tom, že všechna uvedená opatření vyžadují extrémně vysoké investiční náklady a jejich realizace bude trvat poměrně dlouhou dobu. A proto mohou mít význam pouze tehdy, budou-li uskutečněna včas. Rozhodnutí o nich budou vyžadovat silnou politickou vůli a efektivní mezinárodní spolupráci. Z tohoto hlediska je zajímavý projekt The DESERTEC Project (Clean Power From Deserts). Projekt EUMENA (European Union, Middle East, North Africa) předpokládá úzkou spolupráci mezi zeměmi Evropy, které mají velkou potřebu energie a severoafrickými africkými a středovýchodními „pouštními“ státy, které mají dobré podmínky pro využití sluneční energie a rovněž potřebují energii pro odsolování mořské vody. Navrhovaný projekt by tak vyřešil současně tři problémy: nedostatek energie v budoucnu, nedostatek pitné vody v zemích Afriky a Středního východu, a razantní snížení produkce skleníkových plynů. V této souvislosti je překvapující, že veřejnost je o možném riziku vyplývajícím z nedostatku ropy málo informována. Přitom negativní důsledky způsobené nedostatkem ropy mohou být daleko rychlejší, než např. důsledky způsobené změnami klimatu, kterým je věnována daleko větší publicita, a které mohou být do jisté míry zmírněny adaptací.
17
RESILIENT POWER
4 BEZPEČNOST ENERGETICKÝCH TRANSFORMACÍ A DISTRIBUCE ENERGIE V rámci výzkumných projektů byly provedeny komplexní analýzy vazeb mezi potřebou zajištění ochrany obyvatelstva systémy kritické infrastruktury v oblasti energetických systémů. Byly provedeny analýzy zranitelnosti, hrozeb a dopadů. Rovněž byla provedena kvantifikace rizika a prvky energetické soustavy státu byly setříděny podle míry rizika (obrázek 11). Bylo vyhodnoceno 28 základních prvků, u kterých se hodnotily: − Hrozba možné teroristické akce, kde se posuzovala schopnost útočníka, jeho úmysl a zranitelnost kritického místa. − Dopad krizových situací, kde se posuzovalo ohrožení zdraví, majetku a životního prostředí. Pro posouzení jednotlivých kritérií byla použita třístupňová stupnice, kde čísla znamenala: 1 – příznivé, 2 – střední, 3 – nepříznivé z hlediska bezpečnosti (tabulka 1). Tabulka 1 Verbální vyjádření stupnice hodnocení 1
2
3
Úmysl
Cíl je pro útočníka nezajímavý
Prvek se může stát cílem útoku
Cíl je pro útočníka velice atraktivní
Schopnost útočníka
Provedení útoku vyžaduje značné znalosti i nákladné prostředky
Provedení útoku vyžaduje určité znalosti i prostředky
Provedení útoku nevyžaduje žádné znalosti, provedení útoku je levné
Zranitelnost prvku
Přímé i nepřímé ohrožení citlivých zařízení je velmi ztíženo
Citlivé zařízení je pod uzavřením s trvalou obsluhou
Citlivé zařízení je veřejné přístupné a/nebo objekt je bez trvalé obsluhy
Zdraví
Nevýznamný dopad
Střední dopad
Velký dopad
Majetek
Nevýznamný dopad
Střední dopad
Velký dopad
Životní prostředí
Nevýznamný dopad
Střední dopad
Velký dopad
18
RESILIENT POWER
Míra rizika (skóre) byla vyjádřena jako součin hrozby a dopadu, maximální skóre je označeno 100%. Výsledkem hodnocení míry rizika je posouzení kritičnosti prvků energetického systému, jež je pro přehlednost navíc vyjádřena barvami: − Červená: riziko je nepřijatelné (je třeba hledat a realizovat dodatečná opatření). − Žlutá: riziko je podmíněně přijatelné (existují kompenzační opatření). − Zelená: riziko je přijatelné. Z výsledků vyplynul zásadní poznatek, že nejzranitelnější energetickou infrastrukturou je zásobování elektrickou energií. Achillovou patou energetiky jsou přenosové soustavy, zejména její vedení a transformátory, které jsou velmi zranitelné. Bez ohledu na příčiny může při současném vícenásobném (N>2) narušení těchto prvků dojít k rozpadu provozu přenosové soustavy a tím i k rozsáhlému blackoutu, neboť veřejné distribuční soustavy nejsou v současnosti v mnoha případech bez propojení s přenosovou soustavou schopny provozu. Při nepříznivé souhře okolností by mohl výpadek elektřiny trvat i několik dnů. Proč je elektrizační soustava nejkritičtější infrastrukturou? Protože je v jakékoliv vyspělé zemi nejvíce centralizovaným a největším technologickým celkem. Elektrizační soustavy jsou navrhovány podle pravidla (N-1), to znamená, že jsou schopny vyrovnat se bez problému s výpadkem jednoho prvku soustavy (elektrárny, vedení, transformátoru, …). Na rozdíl od ropy a zemního plynu však nemá elektrizační soustava žádné „zásobníky“ na překlenutí nedostatku, a tak při nerovnováze výroby a spotřeby může dojít ke krizové situaci v zásobování elektrickou energií během několika sekund.
19
RESILIENT POWER
Obrázek 11 Vyhodnocení míry rizika hlavních prvků energetické infrastruktury státu Kvantifikace rizika energetické infrastruktury
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
venkovní vedení PS, N>2 elektrická stanice PS, N>2 systémová elektrárna, N>2 jaderná elektrárna s únikem nadzemní zásobníky sklady radioaktivních látek nadzemní zásobník kompresorová stanice tranzitní plynovod ropovod vodní el. s přehradní nádrží produktovod podzemní zásobníky podzemní zásobník venkovní vedení PS elektrická stanice DS, N>2 systémová elektrárna venkovní vedení DS, N>2 elektrická stanice PS redukční stanice teplárna, výtopna vtl plynovod nesystémová elektrárna kabelová vedení DS, N>2 tepelná síť CZT elektrická stanice DS stl, ntl plynovod předávací stanice tepla
Protože není možné fyzicky zajistit ochranu vedení přenosové soustavy, logicky se nabízí hledat opatření pro zmírnění dopadů blackoutu s využitím méně kritických zařízení tak, aby bylo možné zabezpečit alespoň nouzové zásobování elektřinou. K blackoutu nemusí dojít jen z důvodu teroristického útoku. Prvotní příčina může být způsobena přetížením, selháním zařízení, selháním lidí, nebo živelní pohromou. Ve velké většině případů jsou tyto „skoronehody“ zvládnuty 20
RESILIENT POWER
ochranami a automatikami bez významnějších problémů. Pokud však dojde k souhře nepříznivých okolností (koincidenci slabých míst a selhání) může se ta samá událost rozvinout v rozsáhlý blackout (obrázek 12). Obrázek 12 Důsledek koincidence mezer a slabých míst kritické infrastruktury Skoronehody Mezery a slabá místa
Koincidence způsobí poruchu
Většina známých blackoutů byla způsobena právě rozvojem takových skoronehod: − Blackout, který vyřadil na 5 týdnů (20. února – 27. března 1998) milionový Auckland na Novém Zélandu, byl způsoben opakovanými poruchami na vysokonapěťových kabelech. − Počáteční příčinou blackoutu 14. srpna 2003 byl zkrat větvemi stromů. Iniciační poruchy nebyly operátory přenosové soustavy správně zvládnuty. Došlo ke kaskádovému rozvoji poruch a bylo postiženo 50 milionů lidí v USA a Kanadě. − Počáteční příčinou blackoutu, který 27.-28. září „zhasnul“ kromě Sardinie celou Itálii a postihl 56 milionů lidí, byla bouřka, která vyřadila mezistátní vedení zásobující Itálii ze Švýcarska. Vlivem kaskádových poruch ztratila během 4 sekund italská společnost ENEL kontrolu nad elektrickou soustavou.
21
RESILIENT POWER
− V historii zatím největší výpadek elektřiny postihl téměř 100 milionů obyvatel v Indonésii. Byl způsoben vícenásobnými poruchami, které vyřadily 2700 MW výkonu a tento deficit vedl k rozpadu zásobování na ostrovech Bali a Java včetně největšího města Indonésie Djakarty. − Původní příčinou blackoutu 4. listopadu 2006, který postihl Německo, Francii, Itálii, Belgii, Španělsko a Portugalsko, bylo vypnutí vedení přes řeku Ems, aby mohla pod vedením bezpečně proplout velká loď. Důsledky vypnutí nebyly správně vyhodnoceny a vypnutí vyústilo v rozpad evropské sítě na tři části. Těchto několik vybraných příkladů ukazuje, že při koincidenci poruch a slabých míst není pravidlo pro navrhování elektrizačních soustav (N-1) dostatečné, a je třeba hledat i zmírňující opatření pro omezování následných ztrát.
5 ENERGETICKÁ BEZPEČNOST KONEČNÝCH UŽIVATELŮ ENERGIE 5.1
Zranitelnost měst
Za poslední staletí se lidská sídla významně změnila (obrázek 13). Lidská sídla středověku se vyznačovala vysokou odolností a uzavřeností. Nepřátelské proniknutí bylo možné v podstatě dvojím způsobem, dobytím anebo obležením, kdy se vyčkalo, až v sídle dojdou zásoby. Bezpečnostní strategie obyvatel sídla spočívala ve snižování zranitelnosti, která měla také dvě oblasti. Dobytí ztěžovaly hradby a uzavíratelné brány s padacími mosty. Odolnost proti obležení zvyšovala soběstačnost v oblasti „kritické infrastruktury“ (zdroje vody, soběstačnost služeb, zásoby potravin a paliva). Obrázek 13 Proměna lidských sídel
22
RESILIENT POWER
Současné metropole se od středověkých sídel výrazně liší. Jsou otevřené, neomezované ve svém územním rozšiřování hradbami, a propojené systémy centralizované infrastruktury i obchodními vazbami. Nepřátelské proniknutí do současné metropole ve svobodném světě nevyžaduje překonání téměř žádných překážek. K narušení či dokonce přerušení běžného života ve městě postačí narušit či přerušit funkci městské kritické infrastruktury. To je možné (i bez proniknutí na území města) přerušením napájecích systémů (elektrická vedení, potrubí, zdroje vody, důležité dopravní stavby). Bez infrastruktury se život ve větším městě zhroutí během několika hodin. Významnou roli zde hrají také vzájemné závislosti systémů kritické infrastruktury. Banální porucha nebo nízkonákladový útok se tak mohou za určitých okolností rozvinout v rozsáhlou krizovou situaci přesahující kapacitu integrovaného záchranného systému. Otevřená společnost je vůči terorismu zranitelnější, než autoritativní režimy, protože je tolerantní vůči odlišně názorově orientovaným skupinám. Tržní konkurenční ekonomika otevřených společností vytváří podmínky pro vyšší zranitelnost vůči teroristickým útokům, přírodním pohromám i proti technologickým haváriím a selháním člověka. Ochraně proti teroristickým útokům, přírodním pohromám i proti technologickým haváriím a selhání člověka by ale nemělo být obětováno příliš hodnot, které otevřená společnost poskytuje.
5.2
Zkušenosti z blackoutů posledních let ve světě
Zkušenosti z dopadů blackoutů, které ve světě nastaly v uplynulých deseti letech, ukazují názorně, jak dochází ke kaskádovému a vějířovitému rozvoji krizových situací (domino efekt), které pak mají za následek škody na životech, zdraví a majetku. Následující výčet zkušeností není úplný, ale ilustruje názorně, s čím by se musela města postižená blackouty vyrovnávat. První minuty Vypadnou všechny systémy, které jsou závislé na elektřině, pokud nejsou vybaveny záložními bateriemi nebo agregáty. Blackouty způsobily: − − − −
Vyřazení dopravní signalizace. Vyřazení železniční dopravy. Ochromení provozu letišť. Výpadek mobilní telefonní sítě, kabelové televize, internetu. 23
RESILIENT POWER
Řada lidí se dostala do svízelné situace: − Tisíce lidí uvízly ve výtazích. − Tisíce lidí uvízly v metru. − Tisíce lidí uvízly ve vlacích mimo stanice. − Tisíce lidí uvízly v autech na ucpaných komunikacích. − Zmnohonásobila se tísňová volání. Hodiny a dny Většina výrobních podniků a služeb zavřela své provozovny jednak proto, že neměla vlastní nezávislé zdroje elektřiny, jednak proto, že se zaměstnanci nedostali do práce. Bylo ochromeno bankovnictví, finanční trhy a elektronický platební styk. Centra sice mají nouzové zdroje, ale místa, odkud se zadávají příkazy často nikoliv. Nebylo možné vybírat peníze z bankomatů. Bylo ochromeno zásobování vodou, neboť nedochází k čerpání vody do vyprázdněných vodojemů. Budovy přestaly být vytápěny a klimatizovány, neboť bez elektřiny vypadnou plynové kotle i centralizované zásobování teplem. Značné problémy nastaly v zásobování potravinami a v provozu restaurací, kde přestala fungovat chladící a mrazící zařízení. Nebylo možné nakupovat, protože většina obchodů zavřela. Když bylo zřejmé, že obnova bude trvat několik hodin, obchodníci zahájili výprodej potravin dříve, než se zkazí, aby předešli pozdějším nákladům na jejich likvidaci. Po několika hodinách se vybily baterie v přístrojích, systémech UPS i baterie nouzového osvětlení. V provozu zůstaly pouze ty elektrocentrály, které měly zajištěn dostatečný přísun paliva. Například v Aucklandu bylo odhadem denně spotřebováno v centru města 1 000 000 litrů nafty, což vyžadovalo složitou a přitom nebezpečnou logistiku. Mnoho elektrocentrál způsobovalo nadměrné emise a hluk. Někde byl problém s umístěním nádrží příliš blízko u motoru, problémy s chlazením a s umístěním výfukového potrubí. Některé záložní generátory nebyly konstruovány pro trvalý
24
RESILIENT POWER
provoz. Došlo k několika úmrtím oxidem uhelnatým z výfuku mobilních elektrocentrál. Vznikly požáry v důsledku používání svíček a používání mobilních elektrocentrál (přetížení, nesprávné zapojení). Jen v New Yorku bylo v době blackoutu 14. 8. 2003 zaznamenáno 3000 požárů. Byla ochromena ambulantní péče ve zdravotních zařízeních a lékárnické služby. Velké nemocnice musely prodloužit ordinační a operační hodiny, protože mnoho malých nemocnic nemohlo přijímat nové pacienty. Řada dveří opatřených elektronickými zámky zůstala odblokována. Osoby moly volně vcházet i vycházet, takže neexistovala reálná ochrana majetku uvnitř budov. Objevily se případy rabování. některých velkých administrativních budovách byly výpadkem proudu aktivovány automatické protipožární rozstřikovače a ty promočily kanceláře, dokud nepoklesl tlak vody. Týdny a měsíce Tuto zkušenost (v mírových podmínkách) má zatím pouze jen Auckland na Novém Zélandě, kde trvala krizová situace pět týdnů. Když obnova provozu pokračovala již několik dní, zesílil politický tlak na distribuční společnost natolik, že pro urychlení obnovy provozu nebyly dodrženy standardy zkoušek opravených částí a došlo k následným opakovaným poruchám. Malým podnikům vznikly ztráty, které nebyly schopny pokrýt. Hospodářská komora doporučila malým podnikům vyhlásit bankrot a začít znovu. Velká část obchodních (zejména zahraničních) společností ztratila důvěru v infrastrukturu města a přesunula svá sídla jinam, zejména do Wellingtonu, ale i do Austrálie. Auckland nese ekonomické důsledky 5ti týdenního blackoutu v roce 1998 dodnes. Jsou to jednak ztráty pracovních míst, ale i příjmů (daní).
25
RESILIENT POWER
5.3
Doporučení vyšetřovacích komisí
Všechny rozsáhlé blackouty vedly k ustavení vládních vyšetřovacích komisí, které kromě celé řady technických doporučení, dávají i velmi významná doporučení z hlediska zmírnění dopadů výpadků na konečného spotřebitele: − Přestože většinou nedošlo k porušení předpisů a překročení obvyklé praxe, byly distribuční společnosti kritizovány za nedostatečné řízení rizika a plánování připravenosti na nahodilé situace. − Smlouvy o dodávce elektřiny by měly ošetřovat bezpečnost dodávky. Odpovědnost za dodávku by se měla stát zásadou „dobré obchodní praxe“. − Obchodníci s elektřinou by měli požadovat jasné kontrakty a zaměřit se tak na liberalizovaném trhu na větší zabezpečení dodávky elektřiny obchodními nástroji, než bylo možné mezi energetickou společností a spotřebitelem. Spotřebitelé by se tak mohli při volbě svého dodavatele (obchodníka) řídit rozdílem v garanci dodávky, kde mohou být mnohem větší rozdíly, než ve vlastní ceně elektřiny. − Smlouva o dodávce elektřiny by měla jasně vymezovat, kdo nese jaké riziko dopadů z přerušení dodávky elektřiny, zda může zákazník očekávat náhradu škod a v jaké výši. Spotřebitel pak může snáze rozhodovat o alokaci, akceptaci či pojištění zbytkového rizika, které na něj ze smlouvy připadá. − Ministerstvo (Nový Zéland) si je vědomo, že toto očekávané zlepšení obchodních smluv z hlediska bezpečnosti dodávek nemusí být energetickými společnostmi vítáno a nebude jejich prioritou. − Liberalizace a unbundling není zlepšenému smluvnímu ošetření na překážku, naopak je může usnadnit. − Řízení rizika musí být systematický proces provozovatele elektrické sítě. Jeho důležitou součástí musí být: • zajištění komunikace se zákazníky, • plány řízení spotřeby (Demnad Side Management Plans), • jasné zajištění priorit v zásobování, které budou konzistentní s krizovou situací, která může následkem výpadku v zásobované oblasti vzniknout. − V případech, kde by bylo neekonomické zajistit dodržení rychlé obnovy (standard kvality síťového zásobování) v případě velmi málo pravděpodobné 26
RESILIENT POWER
poruchy, mělo by být rozvinuto strategické plánování pro řízení výpadku se zahrnutím strany spotřeby. − V případě vážného a/nebo déletrvajícího výpadku sítě musí být zajištěno rychlé informování spotřebitelů (řízení obnovy závisí na reakcí spotřebitelů). Jakékoliv nedorozumění v této informovanosti může vytvářet neadekvátní a zmatené reakce spotřebitelů a způsobovat dominové šíření a kaskádové rozvíjení dopadů poruchy.
6
DŮSLEDKY LIBERALIZACE ENERGETIKY
6.1
Změna legislativního prostředí
V kapitole 3.1 bylo konstatováno, že energetické projekty vyžadují, oproti projektům průmyslovým, mnohem bezpečnější podnikatelské prostředí s dlouhodobou právní a daňovou stabilitou, neboť investice do energetických projektů jsou nákladnější a dlouhodobější. Proces liberalizace však vnesl do energetického podnikání dva prvky: − Na jedné straně snahu o vytvoření konkurenčního prostředí a tedy prostředí větší nejistoty. − Na druhé straně zbavil liberalizované podniky povinnosti veřejné služby. Zákony z počátku elektrifikace zajišťovaly, že za účasti států byly elektrifikovány i oblasti, kde by to z hlediska čistě tržních podmínek nebylo rentabilní. Téměř před 90 lety se Národní shromáždění Československa usneslo na prvním energetickém zákoně. Zákon č. 438/1919, o státní podpoře při zahájení soustavné elektrizace, byl vyhlášen 22. července 1919. O jeho kvalitě svědčí to, že s drobnými změnami platil až do roku 1957, kdy byl nahrazen zákonem č. 79/1957Sb., o výrobě, rozvodu a spotřebě elektřiny. Zákon definoval všeužitečný podnik jako podnik pro výrobu nebo dodávku elektřiny pro všeobecnou potřebu, náležející státu nebo zemi nebo korporacím místní samosprávy nebo smíšeným společnostem, ve kterých jsou veřejné korporace zúčastněny alespoň 60 % kapitálu, jestliže slouží soustavné elektrizaci. Takový podnik mohlo ministerstvo prohlásit za podnik všeužitečný. Finanční podporu ze státního rozpočtu i jinou podporu zákon konstruoval jako spoluúčast státu na 27
RESILIENT POWER
podnikání obchodních společností a družstev s účinnou trvalou kontrolou státu a samospráv. Po necelých 100 letech je situace na energetických trzích zásadně odlišná. Pod heslem „soukromý vlastník umí podnikat lépe než stát“ přešla světem vlna odstátnění a liberalizace, a to včetně odvětví „kritické infrastruktury“. I tato zcela zásadní infrastruktura, důležitá pro suverenitu země a zabezpečení chráněných zájmů státu, se ocitla v rukou vlastníků, kteří nejsou spjati s územím kde podnikají jinak, než že toto území produkuje nebo spotřebovává jimi vyráběné produkty. Energie byla prohlášena za zboží jako každé jiné, a tak se začíná obchodovat podle stejných zásad. Vytvořením společného trhu bylo opuštěno pravidlo, podle kterého je produkce umísťována na trhy ve stejné zemi, což má značné sociální konsekvence i dopady na konkurenceschopnost výrobců zboží, kteří energii odebírají. Z konkurenčních výhod místních zdrojů a místní levnější pracovní síly tak mohou profitovat zcela jiné země. Energetické podniky nejsou odpovědné za energetickou dostatečnost, naopak omezená dostupnost energie žene ceny vzhůru strměji, než rostou faktické výrobní náklady. Přání tvůrců deregulačních směrnic se nenaplnilo a spotřebitel se musí připravit nejen na výrazné zvýšení cen, ale i na nižší spolehlivost zásobování. Liberalizace měla odstranit neefektivnost státních podniků a monopolní cenu srazit na úroveň oscilující mezi krátkodobými a dlouhodobými marginálními náklady. Soukromý vlastník sice zpočátku odstranil neefektivnost státních podniků, ale pak využil nedokonalosti trhu a energetické podniky patří opět mezi nejziskovější. Evropské elektroenergetické sítě navrhované technickými inženýry a postavené v souladu s fyzikálními zákony jsou v současnosti vystaveny nestandardním tokům elektřiny, o nichž rozhodují obchodníci - finanční inženýři. Pokud obchody nerespektují Kirchhoffovy zákony, nastává problém. V lepším případě je důsledkem vznik úzkých profilů (přičemž každé omezení podle ekonomických zákonů žene vzhůru cenu), v horším případě může nezvládnuté přetížení vést k rozpadu sítě – blackoutu. Proto i technicky velmi dobře navržená přenosová soustava České republiky se v prostředí jednotného evropského trhu s elektřinou stává zranitelnou zvnějšku. Finanční inženýrství převzalo v energetice nadvládu nad technickým inženýrstvím. Trh má ruku, jistě neviditelnou. Otázkou je, zda-li je trh dost moudrý na to, aby touto rukou zasahoval zodpovědně.
28
RESILIENT POWER
6.2
Je elektřina zboží jako každé jiné?
Na rozdíl od jiného zboží nemůže spotřebitel nakoupit elektřinu do zásoby. Dodávka elektřiny je dodávkou typu „just in time“. Dodávky toho druhu nejsou v současné době nic výjimečného. Výjimečný je ale fakt, když u některého zákonem privilegovaného dodavatele nemá odběratel právo uplatnit náhradu ani penále za nedodávku (obrázek 14). Tuto výjimku umožňuje energetické společnosti oproti jiným obchodním společnostem institut vyhlášení stavu nouze. Obrázek 14 Výjimka z poskytnutí náhrady za nedodávku pro energetické společnosti
Dodávka elektřiny …nebo náhrada Výrobní Dodávka surovin
podnik
Dodávka zboží … nebo náhrada
…nebo náhrada Tato výjimka poslala při blackoutu v Aucklandu na Novém Zélandu mnoho menších podniků do bankrotu.
6.3
Ekonomické chování na liberalizovaném trhu
Ekonomické prostředí se od doby, kdy vznikaly první energetické sítě, zásadně změnilo. Vybudování veřejných energetických zdrojů a rozvodných sítí vyžadovalo vložení značného investičního kapitálu. Vybudování elektrizační soustavy kterékoliv země tvoří největší investiční funkčně propojený celek nemající obdoby. Ochota investovat tak vysoký kapitál pro zajištění plošné elektrifikace byla možná pouze za účinné účasti státu. Vznikaly tak podniky s vysokou substanční hodnotou. Stát při správě a/nebo regulaci zdrojů a rozvodů elektrické energie plnil funkci řádného hospodáře a měřítkem úspěšnosti energetického podniku byla především spolehlivost a plynulost dodávek.
29
RESILIENT POWER
S uvedením energetických podniků na burzovní trh se zcela mění hodnocení výkonnosti firmy. Spolehlivost dodávek není hlavním ukazatelem, který by zvyšoval hodnotu akcie na burze. Rozhodování budoucích investorů o tom zda akcie koupí či ne, čímž ovlivňují aktuální tržní cenu akcie, se řídí podle dosažených ekonomických výkonnostních ukazatelů standardních pro obchodní společnosti obchodované na burze. Tento fakt, že dodávky z veřejných energetických sítí se staly předmětem obchodování na burze, nese s sebou podstatnou změnu v chování top managementu energetických společnosti. Manažeři jsou hodnoceni podle toho, jak zvýšili hodnotu EVA (Economic Value Added) a MVA (Market Value Added). Podle toho je vlastníci a akcionáři považují za úspěšné, a podle toho je i odměňují nebo vyměňují. Zkratka EVA se používá pro vyjádření pojmu ekonomická přidaná hodnota (Economic Value Added). Hlavní podněty vycházejí ze Spojených států počátkem devadesátých let, kdy poradenská firma Stern, Stewart & Co. zpracovala a v roce 1991 publikovala svůj koncept Economic Value Added jako nástroj k řízení a oceňování podniků. Ukazatel EVA je chápán jako čistý výnos z provozní činnosti podniku (NOPAT) snížený o náklady investovaného kapitálu (obrázek 15). Ukazatel EVA je chápán jako čistý provozní zisk podniku snížený o náklady investovaného kapitálu. Ukazatel MVA (Tržní přidaná hodnota) je rozdíl mezi tržní hodnotou podniku a investovaným kapitálem, tj. rozdíl mezi částkou, kterou by vlastníci a ostatní investoři získali prodejem svých podílů (akcií) a pohledávek (dluhopisů), a hodnotou, kterou do firmy vložili. Je to hodnota přidaná trhem. Ukazatel MVA je použitelný pouze u firem, s jejichž cennými papíry nebo podíly se obchoduje na veřejných trzích. Při změně ukazatele MVA nelze rozlišit, zda k ní došlo vlivem cíleného chování managementu podniku, nebo byly způsobeny celkovým vývojem ekonomiky, trhů s cennými papíry nebo spekulativními a jinými záměry subjektů ovlivňujících cenu na trhu.
30
RESILIENT POWER
Obrázek 15 Význam ukazatele ekonomické přidané hodnoty EVA Zvyšování ceny
EVA
Provozní hospodářský výsledek po zdanění (NOPAT)
Náklady kapitálu (C x WACC)
Snižování nákladů
Potom je pochopitelné, že investoři vyžadují po manažerech, aby řídili podnik tak, aby dosahoval vyšší zisk s nižším investovaným kapitálem. Jejich snahou bude: − Zvyšovat příjmy, a to zcela jednoduchým způsobem – zvyšováním ceny, v čemž jim vlády v současné době v deregulované části trhu nemohou bránit. Energetika je v tomto směru atraktivním odvětvím, neboť jsou z minulosti vytvořeny bariéry vstupu v podobě vložených vysokých investic a být novým hráčem na energetickém trhu je tedy obtížné. − Snižovat náklady, a to i náklady na zajištění bezpečnosti a spolehlivosti provozu nad rámec stanovený legislativou. − Snižovat investovaný kapitál - dalším krokem, o který se budou manažeři snažit, je snížení velikosti investovaného kapitálu. Rozhodování o investičních výdajích bude podrobováno zkoumání, jestli nová investice přinese dodatečný příjem. Budou nepochybně tlumeny výdaje do rekonstrukcí, modernizací a investice budou směřovat především do nových akvizic, které přinesou nové zákazníky – nové příjmy. − Vyčlenit aktivity s nízkou přidanou hodnotou – jsou to činnosti, které nevykazují kladnou hodnotu EVA, nebo ji vykazují nepřiměřeně nízkou. Jsou vyčleňovány pro převzetí externími firmami formou outsourcingu. Tato „vzdálenost“ od nositele hlavní činnosti však může snížit jeho akceschopnost v krizových situacích.
31
RESILIENT POWER
7
ADAPTACE NA MOŽNÉ KRIZE
7.1
Vize zodolnění velkých měst
Protože při blackoutu jsou nejvíce ohrožena větší města z důvodu jejich vyšší závislosti na infrastruktuře, vychází vize jejich zodolnění z myšlenky využití místních energetických zdrojů (zejména veřejných tepláren) pro zajištění alespoň nouzového zásobování elektřinou. Tímto způsobem by bylo možné změnit současnou praxi rotujícího blackoutu (rolling blackout) podle frekvenčních a vypínacích plánů na rotující „grayout“, tj. nikoliv vypnutí ale rotující snížení odběru elektřiny na bezpečnostní minimum zajištěné pro všechny spotřebitele. Domácnosti by tak měly například možnost alespoň svítit, mít zapnuté ledničky a mrazáky a televizní přijímače (důležité pro informování o průběhu krizové situace), a zůstaly by v provozu i plynové kotle a podobné spotřebiče s nízkou spotřebou elektřiny. Tím způsobem by bylo možné přečkat bez paniky a větších ztrát i případné déletrvající krizové situace v nadřazené přenosové soustavě. Tato vize má oporu jak v zákoně 241/2000 Sb. o hospodářských opatřeních pro krizové stavy ve znění pozdějších zákonů, tak i ve státní energetické koncepci České republiky schválenou usnesením vlády č. 211 ze dne 10. března 2004. V jejím článku 1.12 Řízení energetiky při krizových stavech se doslova uvádí: „K zajištění nezbytné funkčnosti energetického hospodářství za mimořádných událostí velkého rozsahu (jako jsou velké havárie, teroristické činy apod.) a za krizových situací, doprovázených vyhlášením stavů nouze dle zákona 458/2000 Sb., cílevědomě zvyšovat připravenost a odolnost energetických systémů tak, aby byly i při narušení dodávek energie schopny zajišťovat v nezbytném rozsahu (v souladu se zákonem 240/2000 Sb. a 241/2000 Sb.) potřebnou podporu při uspokojování základních potřeb obyvatelstva, havarijních služeb, záchranných sborů, ozbrojených sil a ozbrojených bezpečnostních sborů, podporu výkonu státní správy a zajišťovat nepřerušenou výrobní činnost k tomu nezbytných ekonomických subjektů. K tomu: − Propojovat obsah opatření ke zvýšení připravenosti a odolnosti energetického hospodářství s obsahem hospodářských opatření pro krizové stavy (při nejbližší novelizaci krizových zákonů).
32
RESILIENT POWER
− Věnovat pozornost přípravě náhradních variant funkčnosti energetických systémů tak, aby zajišťovaly alespoň nezbytné dodávky energie prioritním odběratelům. − Podporovat výstavbu náhradních zdrojů elektrické energie. − Spolupracovat s orgány regionální samosprávy.“ Princip zmírnění dopadů z totálního výpadku elektřiny (blackout) na zajištění nezbytného bezpečnostního minima (grayout) ukazuje obrázek 16. Obrázek 16 Princip zmírnění blackout na grayout Decentralizované zdroje postačí pokrýt modrou a zelenou potřebu (< 7000 MW) Červenou a žlutou potřebu lze snížit pomocí krizového DSM Blackout
Grayout
7.2
Krizový ostrovní provoz vyčleněné části distribuční soustavy
Současná úroveň techniky a technologie umožňuje v případě krizových situacích v přenosové soustavě ČR nouzově zásobovat domácnosti, kritickou infrastrukturu a ostatní spotřebitele z elektrických zdrojů rozptýlených v distribučních soustavách. Principielní schéma přenosové a distribuční soustavy je znázorněno na obrázku 17. Elektrický výkon velkých systémových elektráren (centralizovaných zdrojů elektřiny) je vyveden do rozvoden nebo vedení 400 kV, případně 220 kV 33
RESILIENT POWER
přenosové soustavy (výjimečně i do 110 kV) a přiveden do napájecích uzlů distribučních soustav 400/110 kV (nebo 220/110 kV). Z nich je elektřina vedeními 110 kV distribuována do elektrických stanic 110/22 kV nebo přímo k největším průmyslovým zákazníkům. Z elektrických stanic 110/22 kV je elektřina rozváděna prostřednictvím vedení 22 kV k menším velkoodběratelům a distribučním transformátorovým stanicím 22/0,4 kV a odtud vedením nízkého napětí je rozváděna institucím, podnikatelům a domácnostem. Do všech napěťových úrovní distribučního systému paralelně pracují, někde více, někde méně, decentralizované zdroje elektřiny. Některé z nich by byly schopné při zajištění konkrétních podmínek samostatně nebo ve spolupráci s dalšími zdroji autonomně zásobovat vyčleněnou oblast distribuční soustavy v tzv. krizovém ostrovním režimu. Obrázek 17 Možnosti ostrovního provozu v distribuční soustavě Přenosová soustava
Vedení 400 kV R 400 kV 400/110 kV
Ostrovní provoz uzlových oblastí na VVN Vedení 110 kV(VVN) R 110 kV
Vedení 110 kV El.st. 110/22 kV Vedení 22 kV(VN) Vedení 22 kV(VN) Rozvodna 22 kV
DTS
Ostrovní provoz uzlových oblasti 110/ 22kV na VN
Autonomní ostrovní provoz 22 kV
22/0,4 kV
Vedení 400/230 V
Vedení NN
Rozvaděč NN Mikrosíť NN
34
RESILIENT POWER
Podle rozsahu můžeme rozlišit následující ostrovní provozy:
1. Mikrosíť na úrovni nízkého napětí (NN) umožní nouzové zásobování elektřinou pro malou obec nebo část větší obce. 2. Autonomní ostrovní provoz na úrovní vysokého napětí 22 kV (VN) zajistí krizové napájení elektřinou pro jednu nebo několik obcí či malého města např. při povětrnostních kalamitách v podhorských a horských oblastech. 3. Ostrovní provoz uzlové oblasti 110/22 kV na straně 22 kV je schopen poskytnout nejnutnější elektrický výkon v mimořádných situacích pro spotřebitele elektřiny ve městě velikosti bývalého okresního města a jeho okolí. 4. Ostrovní provoz několika uzlových oblastí 110/22 kV na straně 110 kV je významným zdrojem zásobování kritické infrastruktury a domácností v krizových situacích pro krajská města a další přilehlé obce. Nutnou podmínkou je mít k dispozici nejen výkon ve vhodných zdrojích, ale i přístup do předem připravených vyčleněných distribučních sítí provozovatelů distribučních soustav v krizových situacích, což je zatím jeden ze zásadních problémů. Současná legislativa totiž nouzové zásobování elektřinou (na rozdíl od zásobování vodou) nepožaduje.
35
RESILIENT POWER
8
ZÁVĚR
V průmyslově vyspělém státě (jakým nepochybně je i Česká republika) je jedním z nezbytných předpokladů pro: − ochranu životů, zdraví a majetku občanů, − zajištění funkcí státní správy a územní samosprávy, − chod národního hospodářství, zabezpečení dodávek energií, zejména pak elektřiny. Proto musí stát hledat možnosti jak tyto dodávky v krizových stavech zajistit. Snažili jsme se v této brožuře ukázat, že se jedná o velice vážné problémy. Je na rozhodnutí: − příslušných orgánů státní správy, − zákonodárného sboru (Parlamentu ČR) jak k jejich řešení budou přistupovat.
36
2008 // design by dani
