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

Bezpečnost dodávek a politika

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

1

Průhonice, 20. října 2009


Bezpečnostní koncept rozvoje území: Ostrovy života pro krizové situace

2

Bezpečnostní výzkum nových principů a metod v rámci opatření ochrany obyvatelstva (MV, 2006-2011)


Ochrana obyvatelstva a její vazby na kritickou infrastrukturu v oblasti energetických systémů (MV, 2004-2005)

Zodolnění kritické infrastruktury

Sdílené informace Snížení rizika krizových stavů

Analýza bezpečnostního prostředí Sdílené informace Výzvy pro podniky infrastruktury

Zvýšení odolnosti distribuční soustavy proti důsledkům dlouhodobého výpadku přenosové soustavy ČR s cílem zvýšení bezpečnosti obyvatel (MPO, 2006-2011, 2A-1TP1/065) Výzkum možnosti posílení startů ze tmy pro zvýšení spolehlivosti a odolnosti provozu ES ČR (MPO, 2007-2009, 2A-2TP1/003)

Systémové řešení nouzového zásobování elektřinou v případě krizových stavů (MV, 2007-2008) Veřejný sektor Soukromý sektor

Nouzové zásobování při selhání KI Sdílené informace Sebeochrana spotřebitelů

Dialog

3

Vize zodolnění společnosti je podložena úkoly VaV

Snížení ohrožení chráněných zájmů státu

Koincidence poruch

Změna klimatu

Zločinnost, deprivace

Konflikty o zdroje

Migrace Vojenské akce

Fyziologické potřeby: potřeba kyslíku, přiměřené teploty, tekutin, potravin, pohybu, spánku a odpočinku, vyhnutí se bolesti, ...

Pohled z hlediska lidské bezpečnosti ochrany obyvatelstva

Potřeba uznání Potřeba seberealizace

la dn í

po

tře

by

po dl e

Potřeba bezpečí: jistoty, stálosti, spolehlivosti, struktury, pořádku, pravidel a mezí, osvobození od strachu, úzkosti a chaosu

lo wa

BLACKOUT

Potřeba sounáležitosti

4

Guerillové akce

M as

↑ příčiny dopady ↓

Teroristické akce

Zá k


Extrémní jevy

Vzhledem k naší závislosti na elektřině nejsme bez ní schopni zajistit základní potřeby člověka nutné k 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

5

Ochrana obyvatelstva

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.)

Hrozba → dopad → doba obnovy Riziko dlouhodobého výpadku je nepřijatelné


Elektrárna N=1: 0 obyvatel N=4: 10 mil. obyvatel Obnova: 2 roky

6

Vedení 400 kV N=1: ;0 obyvatel N=4: 10 mil. obyvatel Obnova 3 týdny

Trafo 400 kV N=1: 0 obyvatel N=4: 10 mil. obyvatel Obnova: 6 měsíců

Přenosová soustava 400 kV, 220 kV

Systémové elektrárny

Největší odběratelé Distribuční soustava „n“

Vedení 110 kV N=1: 0 obyvatel N=4: 100 tis. obyvatel Obnova: 2 týdny

110 kV DG 22 kV

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

Trafo 22 kV N=1: 100 obyvatel N=4: 400 obyvatel Obnova: 1 týden 220/380 V Maloodběr

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

Maloodběr Pasivní distribuční soustava

Krizovými ostrovními systémy lze snížit riziko rozvratu společnosti 100x DG

Přenosová soustava 400 kV, 220 kV


Systémové elektrárny

110 kV DG 22 kV

Vedení 22 kV N=1: 2 tis. obyvatel N=4: 8 tis. obyvatel Obnova: 1 týden

Trafo 22 kV N=1: 100 obyvatel N=4: 400 obyvatel Obnova: 1 týden 220/380 V

7

Největší odběratelé Distribuční soustava

Vedení 110 kV N=1: 0 obyvatel N=4: 100 tis. obyvatel Obnova: 2 týdny

Vedení 220/380 V N=1: 100 obyvatel N=4: 400 obyvatel Obnova: 2 dny

Decentralizované zdroje i virtuální elektrárny

Maloodběr

Trafo 110 kV N=1: 0 obyvatel N=4: 50 tis. obyvatel Obnova: 2 měsíce DG

DG Výrobna N=1: 0 obyvatel N=4: 0 obyvatel Obnova: 1 rok

DG Aktivní distribuční sít (Smart Grid)

Firewall

dispečink PS

~

stanovení prioritních dodávek

krizový plán

přenosová soustava disponibilní výkon zdroje

řízení spotřeby pomocí HDO


dispečink DS

~

objektový zdroj

distribuční soustava

~

ostrovní provoz, přídělový systém

místní teplárna

soustava CZT

Řešením jsou: (1) Veřejné ostrovní systémy (2) Starty ze tmy

zbytná spotřeba

Zbytná spotřeba = regulační výkon „Smart“ Meter

8

Tyto investice by měly mít garantovanou návratnost jako OZE Prioritu by měla mít i ochrana obyvatelstva

nouzový příděl

Nouzový příděl  schopnost přežití

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.

9

• Ing. Lubomír Kočiš - EGU – HV Laboratory a.s.

• Ing. Miroslav Konečný - OSC, a.s.

Etapy řešení • 1. Etapa – Analýza a rešerše


• 2. Etapa – Stanovení koncepce technického řešení

10

• 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

Zdroje posuzované pro dovybavení startem ze tmy • Elektrárna Opatovice (International Power opatovice, a.s.) Bezpečnost dodávek a politika

― 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)

11

― Palivo:

hnědé uhlí a zemní plyn (PPC zemní plyn)

Výsledky modelování elektromagnetických přechodných dějů při startech ze tmy


• Při vytváření ostrovů nedojde k samobuzení generátoru v žádném z případů.

12

• 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.

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

0,5 mil. Kč

5,5 mil. Kč

0,5 mil. Kč

- 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

46,0 mil. Kč

42,0 mil. Kč

48,8 mil. Kč

Doplnění a úprava ŘS teplárny Oživení, modelování a testy

Investiční náklady celkem

Název nákladu

13

Popis nákladů

Odhadovaný náklad

Údržba systému

Revize, výměny dílů

0,5 mil. Kč / rok

Pohotovost

Kontroly funkce

0,8 mil. Kč / rok

Provozní náklady celkem

1,3 mil. Kč / rok

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

2 489 506

1 880 933

3 210 902

76 500

50 000

93 500

130 050

85 000

158 950

2 696 056

2 015 933

3 463 352

tis.Kč/rok

14

Roční náklady na start ze tmy (LRMC)

9 833

8 465

7 716

Poměr ročních nákladů a benefitu prevence

0,36%

0,42%

0,22%

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) Jihočeský kraj Středočeský kraj Pardubický kraj Ztráty

tis. Kč

tis. Kč

tis. Kč

7 793 126

15 416 674

10 130 601

49 914

99 828

58 495

- na zdraví

7 743 212

15 316 846

10 072 106

Na majetku a nákladech na obnovu

5 544 707

6 059 899

8 243 012

3 476 912

2 619 810

1 441 815

1 815 892

2 991 645

6 636 547

251 903

448 444

164 650

13 337 833

21 476 573

18 373 613

Na zdraví a životech - na životech

z toho:

z toho:

- na živočišné výrobě

- v průmyslu

15

- u obyvatelstva Ztráty celkem

Zobecnění výsledků pro celou ČR


(zatížení odběratelů elektřiny startem ze tmy ~ 3 Kč/MWh)

16

Náklady na ochranu klimatu Náklady na ochranu obyvatelstva

Prověrka rentability realizace startu ze tmy (při ceně podpůrné služby 10 mil.Kč/r) Kumulovaný tok hotovosti

Kumulovaný tok hotovosti

50000

60000

50000

40000

50000

40000

30000

30000

20000

tis.Kč

30000 20000

10000

tis.Kč

60000

40000

tis.Kč

Kumulovaný tok hotovosti

70000

20000 10000

10000 0

0

-10000

-10000

-10000

-20000

-20000

-20000

Bezpečnost dodávek a politika 0

0 1

2

3

4

5

nediskontovaný

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15

-30000 0 1

diskontovaný

2

3

4

5

nediskontovaný

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15

0 1

diskontovaný

2

3

• Diskontní míra 10% • 30% equity, 70% úvěr 10 let, 7% Opatovice

Č. Mlýn

Trmice

IRR

24,9%

19,8%

12,7%

NPV (tis.Kč)

15 790

11 662

3 795

5

6

10

PBT (roky)

5

nediskontovaný

• Výpočet ve stálých cenách

17

4

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15

diskontovaný

Tržní a právní rámec pro zvýšení odolnosti elektrizační soustavy Přínosy

Potraviny Ne-evakuace

Dodávka tepla Dodávka el. en.

Distribuce el.

Ekonom. aktivita

Nevýpadek daní

Náklady IZS


Investice a údržba

18

Cena el. en.

Náklady

… mil.Kč/rok

Teplárna

… Kč/MWh

Distribuce

Právní rámec

Spotřebitelé

Státní správa

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

19

• 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

Vazba na krizové zákony zajišťující základní funkce státu


• Projekt byl konzultován s vedením Generálního ředitelství Hasičského záchranného sboru

20

• 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“.

Závěry ze závěrečného oponentního řízení schválené oponentní radou MPO • Oponentní rada konstatuje: ― projekt byl úspěšně vyřešen


― výsledky řešení jsou plně v souladu se stanovenými cíli

21

― 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


CityPlan spol. s r.o.

22

Kontakt:

Ivan Beneš

Adresa:

Jindřišská, 110 00 Praha 1

tel.:

420 - 221 184 205

mobil:

420 - 603 261 470

fax:

420 - 224 922 072

e-mail:

[email protected]

www:

http://www.cityplan.cz

22

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

Recommend Documents