Elektrické vedení

Modifikovaná cena elektřiny – možná cesta ke spravedlivému ocenění elektřiny?

Petr Kopecký
Jsem důchodce, tak z povzdálí a se zájmem sleduji dění v energetice. Základní informace jsem získal na katedře energetických a vodních strojů VUT Brno. Velkou část své odborné praxe jsem věnoval projekci strojně-technologické části čerpacích stanic a vodovodních systémů včetně početního řešení hydraulických nestacionárních dějů (vodního rázu), které provádím dodnes. Protože přenos tepla ve vytápění se děje hydraulickými rozvody, tak poslední roky své aktivní praxe jsem se intenzívně věnoval diagnostice, zaregulovávání a návrhu topných systémů a energetice. Jsem autorizovaný inženýr TZB.

Rozvoj celoevropské energetiky záleží na relativně přesném stanovení ceny za základní výkonovou jednotku MWh vyrobenou v prostoru kteréhokoliv evropského státu a dodanou kamkoliv v rozvodné síti v rámci jednotného energetického trhu (pokud vůbec existuje).

Reaguji na rozhovor v rámci pořadu „Interview plus“ redaktora Jana Bumby ze dne 27. 1. 2017 s energetickým analytikem Ing. Šnobrem. Z rozhovoru mimo jiné vyplynulo, že deformace celoevropského trhu s elektrickou energií zapříčinila zejména masivní intervence Německa do OZE dle jejich „Energiewende“. Došlo k nekontrolovatelnému přenosu (mimo požadovaný čas a trasu) jejich výkonů mezi státy. Tím došlo k porušení zavedených „klasických energetických vazeb“ vyplývajících z velkých centrálních energetických zdrojů (jádro, uhlí). Smyslem dotací do OZE je omezit a v konečném důsledku odstavit výkon v JE a ten nahradit OZE tak, aby byly splněny limity vypouštění skleníkových plynů, ke kterým se EU spolu s Německem zavázala.

Oba dva zdroje jak OZE, tak JE z hlediska tvorby skleníkových plynů zatěžující životní prostředí lze charakterizovat jako minimální. Co je ale nesouměřitelné, je jejich využitelnost v rámci rozvodné sítě. Výkon JE můžeme v omezené míře v čase přizpůsobit dle predikovaných požadavků dispečinku. U OZE to z titulu závislosti na rozmarech počasí nejde, nebo jen velice obtížně, a to za cenu dodatečných investic do záložních zdrojů ve velikosti min. 50 % instalovaných výkonů OZE. A to ještě není vyřešen problém jejich umístění tedy s jejich přenosem.

větrné elektrárny, Zdroj: Flickr @René

Uvažujeme-li cenu el. energie u konečného uživatele, musíme mít na zřeteli, že každá vyrobená kWh (MWh) je též zatížená cenou za distribuci a rozvod energie. To, jak veliký podíl jednotlivé složky el. energie v celkové ceně u konečného zákazníka mají, určí dle nákladů na kWh její výrobce, provozovatel rozvodné sítě VN, NN a dispečink zajišťující zabezpečenost dodávky v čase. Všechny tyto složky jsou mimochodem součástí vyúčtování (fakturační) ceny u konečného spotřebitele.

Aby bylo možno s předstihem predikovat použitelnost vyrobené kWh ve stávající síti v reálném čase, zavádíme modifikovanou cenu elektrické energie s ohledem na všechny rozhodující vlivy. Pro jednotlivé složky ceny stanovíme bezrozměrný koeficient v rozsahu (0,1) vyjadřující „váhu“ jednotlivých vlastností dodávané el.energie (upravuje se tím základní cena měrné energie CE). Výsledná cena bude cena modifikovaná, představující výrobní měrnou cenu v daném distribučním prostoru zahrnující vliv výroby na životní prostředí, míru připravenosti v rámci odběrového diagramu a polohu zdroje od konečného spotřebitele. Neméně důležité je hledisko celospolečenského významu konečné ceny energie (politického či strategického), který je vyjádřen koeficientem kP v rozsahu (0, 1), kde 0 značí nulový a 1 představuje výrazný politický vliv na tvorbu ceny vyjádřený pro +kP jako její zvýšení na jedenapůlnásobek CE, pro -kP jako její snížení až na poloviční hodnotu původní ekonomické měrné ceny CE na svorkách zdroje:

CM = 0,44 (1 + kC) (1 + kD ) (1 + kG) (1 ± 0,5kP) . CE = kM . CE              [ Kč/ kWh, MWh ]

Výrobce elektrické energie stanovuje základní měrnou cenu silové energie CE, ve které  jsou zahrnuty jak provozní, tak investiční (odpisy) náklady vynásobené koeficientem uhlíkové stopy kC ( např.:  kC = 1,0 – neobnovitelné fosilní zdroje (uhlí, plyn) bez odsíření a prachových filtrů, kC = 0,5 – jádro, kC = 0,0 – OZE). Koeficient by měl zohlednit zdroj z hlediska životního prostředí.

Dispečink v ceně distribuované energie je nutno zahrnout připravenost zdroje a jeho výkonu k pokrytí 1/4hod maxima a jeho odstavení během 24hod koeficientem kD  (např.:  kD = 0,0 – plynová elektrárna s možností 1/4hod regulace svého výkonu, kD = 0,5 – jádro s možností částečné regulace výkonu, kD = 1,0 – OZE nemožnost regulace výkonu dle požadavků dispečinku)

Rozvod elektřiny představuje elektrickou síť (grid) nutnou k přivedení elektrického výkonu na svorky uživatele, zákazníka kG. Sem zahrneme druh vedení VN, NN a jeho délku (např.: kG = 0 – bez využívání rozvodné sítě, cena na svorkách zdroje, kG = 1,0 vzdálenost řádově 1000km na s využitím rozvodu na úrovni VN/NN).

Pro střední hodnoty kC = 0,5 a  kD = 0,5 a pro zdroj, který není napojen na vnější el. síť s kG = 0,0 (ostrovní provoz – napojení pouze na vnitřní rozvodnou elektrickou sít bez nutnosti výstupu na vnější el.rozvod), a bez politického vlivu na tvorbu ceny (společenské motivace ve formě různých dotací) bude modifikovaná měrná cena shodná s ekonomickou měrnou cenou na svorkách zdroje CM = CE.

rp_vedeni-725x481.jpg

Další příklad pro tolik preferované OZE od Baltického moře které jsou dodávány linkou VN/NN do ČR, do vzdálenosti 1000 km a více. Hodnotu jednotlivých koeficientů odhadneme takto: koeficient uhlíkové stopy kC= 0,0; koeficient distribuce, pohotovosti výkonu maximálně zvyšuje cenu  kD= 1,0; koeficient rozvodu elektřiny, nároky na přenos jsou též veliké, potom kG= 1,0; bez politického vlivu kP= 0,0. Celkový koeficient modifikované ceny dle výše uvedené rovnice bude mít hodnotu: kM =  0,44 (1 + 0,0) (1 + 1,0 ) (1 + 1,0) (1 ± 0,5 .0,0) = 1,76. Tedy měrná cena kalkulovaná na svorkách baltického zdroje OZE a dopravovaná do ČR dle této rovnice zvyšuje měrné náklady o cca 75%. Samozřejmě uvedené koeficienty a jejich podíl je nutno verifikovat dle zjištěných skutečných nákladů.

V této souvislosti je třeba upozornit na skutečnost, že modifikovaná měrná cena elektřiny CM není cena tržní nýbrž odhadní cena dle předem odborně vypracovaných tabulek pro specifikaci jejích jednotlivých složek. Určením modifikované ceny CM stanovíme předběžnou cenu elektřiny v [Kč/kWh,MWh] jako obchodovatelnou komoditu v rámci její směny. Zároveň modifikovaná cena může sloužit pro srovnání různých plánovaných elektrických zdrojů v rámci SEK. Je to jako obdoba odhadní ceny nemovitostí, která je úplně jiná než cena tržní.

Pro dosažení max. účinnosti výroby a co nejnižší výrobní ceny el.energie na svorkách zdroje vyplývající z technologie výroby, byla v minulosti elektřina vyráběna v relativně velkých energetických zdrojích s návaznou rozvodnou sítí kopírující umístění těchto velkých výkonů a s regulací výkonu dle požadavků stability sítě (odběrového diagramu). Tato tzv. „velká energetika“ se skládala z velkých energetických zdrojů vlastněných státem nebo firmou se státní účastí. Vazba mezi výrobou a spotřebou energie byla v rukou těchto státních monopolů a ne vždy byla motivována co nejnižší cenou u zákazníka.

Ve snaze zvyšování tlaku na snižování ceny elektřiny u koncového odběratele (zákazníka) musí dojít k vytvoření konkurenčního prostředí výroby elektrické energie a jejího oddělení od distribuce, ale s možností připojení „libovolného“ zdroje elektrické energie k rozvodné síti. Z fyzikálního hlediska však není možné v reálném čase libovolné oddělení výroby elektřiny od její distribuce k zákazníkovi ve sledovaném celku. Toto jsou dva protichůdné tlaky na energetickou zabezpečenost. Ve snaze o snižování koncové ceny s ohledem na „ekologický“ přínos OZE došlo k jejich podpoře a nekontrolované expanzi jejich výkonu do již vybudovaných sítí bez ohledu na distribuci v čase a prostoru a tím i k pokřivení již vybudovaných vazeb. Tím vznikají nekontrolovatelné přebytky el. výkonu z OZE ve stávající rozvodné síti.

Solární panel na střeše

V dnešní době vzhledem k nynějším technologickým možnostem se nabízí výroba elektřiny v decentralizovaných zdrojích malých výkonů s vysokou účinností (s relativně nízkou měrnou cenou energie Kč/kW) s velkým rozsahem regulace výkonu dle požadavků odběrového diagramu v daném celku (viz lit.4). Tyto malé zdroje mají obvykle vnitřní elektrickou síť na pokrytí vlastní spotřeby a vyrovnávání energetických špiček tak, že na výstupu v přípojném bodě k vnější el. síti je odběrový diagram daného celku vyrovnaný. Připojením tohoto zdroje k rozvodné síti nedochází k nekontrolovatelným přebytkům el. výkonu. Rozvodná el. síť je zatěžována relativně rovnoměrně s ohledem na 1/4hod maxima, čímž dochází k efektivnějšímu využití již stávajícího základního výkonu klasických centrálních zdrojů.

V rámci státní energetické koncepce (SEK) se v současné době diskutuje o dostavbě nových bloků JE Temelín. V této souvislosti je nutné se zamyslet a přehodnotit SEK ve smyslu dopadu dostavby JE na tvorbu ceny u koncového odběratele a její celkový ekonomický přínos. Naše energetika je úzce provázána s energetikou Německa tvořenou „Energiewende“ (což je obdoba naší SEK). Cena silové energie na burze je zejména vlivem Německa tlačena dolů na cca poloviční cenu, než je ekonomická cena pro reálné zaplacení investice nových bloků JE Temelín. Rýsují se dvě koncepce:

  • první – firma ČEZ na svoje náklady provede dostavbu, ale se státní garancí vykalkulované ekonomické ceny a rozdíl mezi ní a nakoupenou nižší cenou na burze bude hradit stát
  • druhá – stát vytvoří státní energetickou firmu, která provede na základě ekonomické rozvahy dostavbu JE Temelín, a ČEZ bude pouze její provozovatel. Takto jsou ochráněni akcionáři ČEZu, kteří nenesou podnikatelská rizika.

V současnosti však dlouhodobě je vykalkulovaná ekonomická cena dostavby JE Temelín až troj- až čtyřnásobně vyšší než silová elektřina na evropské energetické burze, která je silně ovlivňována uplatňováním Německé energetické koncepce „Energiewende“, na co mimochodem má Německo plné právo. Dostavba JE Temelín tak v současné době neposkytuje reálnou naději na kladný přínos pro naši ekonomiku. Vývoj celoevropské energetiky směřuje k decentralizaci zdrojů s možností vyrovnávání odběrových diagramů a se snahou budoucí zvýšený odběr elektrického výkonu pokrýt malými zdroji s optimálními nároky systémové služby a tím vytváření podmínek pro optimální uplatňování již stávajících velkých energetických zdrojů.

Literatura:

1) „Interview plus“, Jana Bumby ze dne  27.01.2017 s energetickým analytikem Ing. M.Šnobrem.

2) Ministr Mládek hodnotí úvahy o rozdělení ČEZu kladně, http://oenergetice.cz/

3) Michal Šnobr: Evropská energetika na německé křižovatce, http://oenergetice.cz/

4) Petr Kopecký, Nízkoteplotní systém vytápění budov – EDDY System, VVI 5/2013

Štítky:


Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *