Ostrovní provoz velkých aglomerací – případová studie Prahy Ing. Ivan Beneš CEO, AF-CITYPLAN s.r.o. XV. Podzimní konference AEM: Blackout v ČR 18 - 19. září 2012, Praha Tento příspěvek vznikl v rámci řešení výzkumného projektu 2A-1TP1/065 realizovaného za finanční podpory z prostředků státního rozpočtu prostřednictvím Ministerstva průmyslu a obchodu v rámci programu „Trvalá prosperita“
Rozpad bipolárního světa byl výzvou pro jednotlivce …
Energoprojekt
→ 1990 2 500
1992-2001 70 Globální svět je pro velké firmy
2
2002 → 5 000
… a je výzvou pro státy a jejich energetiku reagovat na hrozby
ČSSR ↔ Mир, CDO
3
Evropa ↔ Svět
ČR ↔ Evropa
anebo taky decentralizovaná soběstačnost
Energetická, vodní a potravinová bezpečnost visí jako Damoklův meč nad našimi městy Koincidence poruch
Extrémní klimatické jevy
Úmyslné činy a útoky
BLACKOUT
Fyziologické potřeby: dýchání, teplo, voda, potraviny, přístřeší, spánek, ... Hierarchie potřeb podle Maslowa
Potřeba bezpečí, jistoty, stálosti, pořádku, pravidel a mezí, …
Základní potřeby pro přežití základní role státu a cíle HOPKS
Potřeba sounáležitosti
V dnešním světě můžeme skoro všechno, ale bez elektřiny nemůžeme skoro nic
Potřeba uznání
Seberealizace
Kvůli závislosti na elektřině nejsme bez ní schopni zajistit základní lidské potřeby
Blackout může nastat Zasaženo 50 milliónů
USA a Kanada 14.8.2003
Itálie 27.-28.9.2003
5
Zasaženo 56 miliónů
Největší blackout všech dob postihl 670 milionů lidí v Indii 30-31.7.2012
6 6
Možný scénář na základě zkušenosti
2007: Kyrill
2008: Emma
Emma
2008: Emma – V415
Naštěstí jen jedno vedení 7
Blackout: různé příčiny nás uvedou do problémů na různou dobu hodiny - dny
(2008: Emma)
dny - týdny
týdny - měsíce 8
Katastrofický scénář v případě, že ostrovní systém nebude připraven První minuty – Vyřazení dopravní signalizace – Vyřazení železniční dopravy – Ochromení provozu letišť
– Výpadek mobilní telefonní sítě, kabelové televize, internetu
Řada lidí se dostane do svízelné situace – Tisíce lidí uvízne ve výtazích – Tisíce lidí uvízne v metru
– Tisíce lidí uvízne ve vlacích mimo stanice – Tisíce lidí uvízne v autech na ucpaných komunikacích, zvýší se četnost dopravních nehod – Zmnohonásobí se tísňová volání a zahltí se jeho linky
9
Hodiny a dny – Bude ochromeno zásobování vodou – Značné problémy nastanou v zásobování potravinami a v provozu restaurací – Bude ochromena ambulantní péče ve zdravotních zařízeních a lékárnické služby – Většina výrobních podniků a služeb zavře své provozovny – Bude ochromeno bankovnictví, finanční trhy a elektronický platební styk – Po několika hodinách se vybijí baterie v přístrojích, systémech UPS i baterie nouzového osvětlení – V provozu zůstanou pouze ty elektrocentrály, které budou mít zajištěn dostatečný přísun paliva
Týdny (Auckland 1998) – Malým podnikům vznikly ztráty, které by nebyly schopny již nikdy pokrýt
– Velká část obchodních (zejména zahraničních) společností ztratila důvěru v infrastrukturu města a přesunula svá sídla jinam – To způsobilo ztráty pracovních míst, ale i ztráty příjmů z daní 10
Legitimní otázka a odpověď
Otázka: Proč bychom měli snižovat zranitelnost Prahy a dalších měst? Odpověď: A proč ne, jestliže žijeme de-facto 5 dnů od vyhlášení výjimečného stavu?
Být či nebýt (připraven)?
11
Praha nemá dostatečné vlastní zdroje pro ostrovní provoz
2/3
krizový výkon 15%
1/3 4%
12
Praha nemá dostatečné vlastní zdroje pro ostrovní provoz
2/3
krizový výkon 15%
1/3 4%
13
Situace by se výrazně zlepšila v případě realizace krizových zdrojů (3 x 50 MW)
50
50
14
50
Praha by mohla po dohodě s StčK částečně využít elektrárny Kladno a Mělník
352
372
15
Cíl ostrovního provozu: zajištění kontinuity základních služeb obnova Úroveň provozu
kontinuita služeb pohotovostní odezva připravenost/ prevence
100 %
INCIDENT
Zmírnění dopadu incidentu minimal service level
Zkrácení doby poruchy systému Havarijní plány
RESPO Ostrovní provoz 16
čas
Odolná elektrická síť dispečink PS
~
stanovení prioritních dodávek
Stanovení priorit podklad pro přípravu dispečerského řízení
krizový plán
přenosová soustava
řízení spotřeby pomocí „Smart Grids
disponibilní výkon zdroje dispečink DS
~
distribuční soustava – (smart grid)
~
objektový zdroj
ostrovní provoz, přídělový systém
místní teplárna
soustava CZT smart meter
Výzkumný projekt 2A-1TP1/065: Veřejné ostrovní systémy RESPO Výzkumný projekt 2A-2TP1/003: Starty ze tmy Nouzový příděl schopnost přežití 17
Zbytná spotřeba = regulační výkon
zbytná spotřeba nouzový příděl
241/2000 Sb. Hospodářská opatření pro krizové stavy. Zajištění nezbytných dodávek
Pilotní projekt krizového ostrovního provozu v ČOV ČB (realizace 2011)
Rozpadová automatika
CPU s bilanční automatikou
18
Pramen: RESPO / EGÚ ČB
Obrazovka řídícího systému – normální provoz
Bilanční rozdíl v případě přechodu na KOP
Tato spotřeba bude v případě KOP snížena
Obrazovka řídícího systému – přechod do ostrovního provozu
Snížení spotřeby nastalo podle předem stanovených priorit
Pramen: RESPO / EGÚ ČB
Srovnání přípravy KOP ve veřejné distribuční síti a v mikrosíti objektu KI Druh sítě Zdroj Automatika na zdroji Automatika v síti
Stanovení priorit Omezení spotřeby bez inteligentních elektroměrů Omezení spotřeby inteligentními elektroměry 21
Veřejná distribuční soustava Teplárna / kogenerační zdroj Řídící systém generátoru Regulátor KOP Rozpadová automatika Centrální řídící jednotka KOP Bilanční automatika Krizový plán území (priority určí veřejná správa) Vypínání nejméně důležitých odběrů Snížení proudové hodnoty jističe nejméně důležitých odběrů a signál pro „home automation”
Mikrosíť objektu kritické infrastruktury Objektový (kogenerační) zdroj elektřiny Řídící systém generátoru Regulátor KOP Rozpadová automatika Centrální řídící jednotka KOP Bilanční automatika Havarijní plán (priority určí technolog) Vypínání nejméně důležitých odběrů Snížení proudové hodnoty jističe nejméně důležitých odběrů a signál pro „home automation”
Kolik to bude stát spotřebitele? Výsledek ekonomické analýzy Porovnání ceny na start ze tmy a ostrovní provoz s některými jinými službami (2011) 700 600
Kč/MWh
500
30 x méně než podpora OZE
400 300
Smart Meters
200
po zdanění FV
100
původní výše
0 Cena za Příspěvek na OZE, Cena za činnost Příspěvek na start Příspěvek na systémové služby kogeneraci a zúčtování ze tmy ostrovní provoz druhotné zdroje operátora trhu s elektřinou 370-578 Kč/MWh
22
10 Kč/MWh
10-45 Kč/MWh
Aktuálnost ostrovních provozů z pohledu připravovaných priorit výzkumu 2030
Významnost
Prioritní dílčí cíle v prioritní oblasti Rostoucí komplexita hrozeb, rizik a adaptace bezpečnostního systému ČR: Ochrana obyvatelstva 1 Podpora opatření a úkolů ochrany obyvatelstva 2 Zdokonalování služeb a prostředků ochrany obyvatelstva Ochrana, odolnost a obnova kritických infrastruktur 16 Nezbytné funkčnosti (Minimum Service Level) 17 Rozvoj alternativních a nouzových krizových procesů 18 Zvyšování odolnosti KI Krizové řízení a bezpečnostní politika 32 Zdokonalení systémů pro podporu obnovy 33 Legislativní postupy a opatření
23
Dosažitelnost
Ochrana obyvatelstva
Ochrana, odolnost a obnova kritických infrastruktur
Krizové řízení a bezpečnostní politika
„Smart“ řešení musí být zisková, udržitelná a odolná, usnadňující přežití krizových situací
Human safety
Design for survival
24
Design for environment
Design for profit
Time
AF-CITYPLAN s.r.o. člen skupiny ÅF GROUP
Kontakt:
Ivan Beneš
Adresa:
Jindřišska 17, 110 00 Praha 1
tel.:
277 005 520
mobil:
603 261 470
e-mail:
[email protected]
www:
http://www.cityplan.cz
