časopis z vydavatelství
FCC PUBLIC

Aktuální vydání

Číslo 11/2020 vyšlo
tiskem 11. 11. 2020. V elektronické verzi na webu 2. 12. 2020. 

Téma: Elektrické rozváděče a rozváděčová technika

Inovace, technologie, projekty
Nový energetický zákon: příležitost pro energetická společenství
Datová centra – představení třetí
REMA od října plošně navyšuje finanční příspěvek na zajištění zpětného odběru elektrozařízení

SüdOstLink

Ing. Vladimír Křivka, Ph.D | www.eel.cz

Stávající stav německé elektrizační soustavy

Současná elektrizační soustava v Německu není v ideálním stavu. V minulosti se mohli zájemci v odborných časopisech dočíst nebo i prostřednictvím masových médií dozvědět, že Německo bylo několikrát na hraně blackoutu a že tento kritický stav v německé soustavě nenastal působením energie z České republiky. Dále vlivem mezihraničních energetických toků mezi Německem a ČR několikrát hrozil též blackout v Česku. ČEPS, a. s., provozovatel české elektrizační přenosové soustavy, na tyto stavy reagoval výstavbou PST transformátorů v rozvodně Hradec u Kadaně. Jde o transformátory, které umožňují prostřednictvím posunu fázového úhlu napětí na jeho vstupu a výstupu aktivně řídit protékající činný výkon. Díky těmto transformátorům nemusel český provozovatel přenosové soustavy využívat jiná nákladná nápravná opatření pro udržení stability sítě a ušetřil desítky milionů korun. Výše popsané je důsledek.

Energiewende

Příčinou je Energiewende – transformace německé energetiky. Jde o kompletní energetickou přeměnu německé energetiky, jež by měla zajistit ekologicky šetrné, cenově dostupné a bezpečné dodávky energie s minimem skleníkových plynů. Hlavním pilířem energetické transformace je přechod k obnovitelným zdrojům energie a dosažení hospodárnějšího nakládání s energiemi. Klíčovou částí programu je také snižování emisí skleníkových plynů. Transformace energetiky by měla být hotová v roce 2050. V roce 2050 by mělo být 80 % elektrické energie vyrobeno z obnovitelných zdrojů.

Hlavním úskalím transformace je potřeba vyvinout a zabudovat nové rozvodné sítě a stanovit nové technologie skladování energie. Rozložení zdrojů elektřiny a spotřebitelů bylo v Německu téměř ideální. Většina průmyslových celků se stejně jako fosilní a jaderné elektrárny nachází na jihu Německa. Tedy z jihu byla a je rozváděna elektrická energie do zbytku země. Hlavní zdroj větrné energie se ale nachází na severu (pobřeží Baltského a Severního moře). Přenosová síť však nemá dostatečnou kapacitu na přenos elektrické energie vyrobené z větrných zdrojů, proto je třeba vystavět nová vedení.

V Německu silný odpor regionálních skupin brání výstavbám energetické infrastruktury. To je jeden z důvodů, proč v současnosti není přenosová soustava rozvíjena v takové míře, jak je plánováno, popř. má výstavba zpoždění. Provozovatelé dotčených přenosových soustav organizují setkání s občany, firmami i představiteli obcí a příslušných institucí. Proces plánování nových tras přenosových vedení je velmi složitý a dlouhodobý. Koridory jednotlivých tras jsou plánovány tak, aby celá výstavba měla co nejmenší negativní vliv na životní prostředí.

Německá vláda se na obsahu ambiciózního plánu Energiewende shodla už v roce 2010, ale po havárii v japonské jaderné elektrárně Fukušima byl o rok později dokument přepracován. Do plánu energetické proměny byl přidán cíl o vyřazení jaderné energie. Německo by se mělo jádra zcela vzdát do roku 2022. Situace je taková, že na jihu Německa jsou odstavovány jaderné elektrárny a je zde energetický deficit, který je třeba pokrýt. Z důvodu chybějící energetické infrastruktury, která by přenášela energii mezi severem a jihem Německa, je zapotřebí omezovat výrobu elektrické energie z větrných elektráren na severu země (např. v roce 2017 bylo nevyrobeno přes 5 TW·h elektrické energie z větrných elektráren) a na jihu země obnovit provoz uhelných elektráren, které však produkují významné emise CO2. Popsaná situace má vliv na kvantitu příhraničních toků elektrické energie sever Německa – Česká republika – jih Německa. Řešení pomocí PST transformátorů bylo popsáno. Do přibližně dvou až pěti let by mělo být na jihu Německa postaveno několik velkých solárních elektráren. Situace by měla být vyřešena posílením přenosové soustavy vybudováním několika přenosových vedení, která budou spojovat sever a jih Německa. Jedním z nich je i stejnosměrné vedení – SüdOstLink. V Německu je v plánu či v procesu schvalování několik vedení přenosové soustavy (obr. 1). Nutnost vybudovat SüdOstLink při ekologizaci elektrické energie znázorňuje obr. 2.

SüdOstLink

Projekt je od roku 2013 uveden v plánu rozvoje přenosové soustavy a bylo dohodnuto, že půjde o stejnosměrný přenos vysokým napětím. Ten je výhodný z několika hledisek, která byla popsána v seriálu o stejnosměrných přenosech, jenž vycházel v minulém roce. Jde zejména o nízké přenosové ztráty při přenosu velkých výkonů na velké vzdálenosti, přenos pouze činného výkonu a zvýšení stability přenosové soustavy.

V roce 2015 byly stanoveny koncové body vedení: Wolmirstedt poblíž Magdeburgu v Sasku-Anhaltsku a u jaderné elektrárny v Isaru poblíž Landshutu v Bavorsku, název projektu je SüdOstLink a druh přenosu HVDC.

V roce 2017 byl v první plánovací fázi určen koridor trasy v šíři 1 km. Dále je upřesňována trasa na základě geologických průzkumů, probíhajících od roku 2018 do roku 2021. Přesná trasa je formována podle debat s představiteli dotčených obcí a územních celků a subjektů, kteří jsou účastníky plánování a stavebního řízení.

Nyní je projekt ve fázi plánování konkrétní trasy, kdy se dokončují řešení jednotlivých detailů. Konečný průběh trasy by měl být znám v nejbližších dnech. Poslední verze plánu trasy je na obr. 3.

Původně se plánoval přenos 2 GW ve dvou variantách, buď s napětím 320 kV (čtyři kabely), nebo s napětím 525 kV (dva kabely). Nakonec byla zvolena varianta s přenosovým napětím 525 kV. Vedení by mělo být uvedeno do provozu v roce 2025. Při budování vedení budou do terénu založeny i rezervní trubkovody, kterými bude možné v budoucnu protáhnout další vedení, které by mělo také přenosovou kapacitu 2 GW. Celkem by tedy jednou mohlo vedení SüdOstLink přenášet 4 GW. Vedení bude uloženo v hloubce 1,8 m. Použitý HVDC kabel má průměr 12 cm, průměr hliníkového jádra je 6 cm, průřez hliníkového jádra 2 400 mm2 , jádro kabelu je sektorové, hmotnost 16 kg/m. Konstrukce kabelu je na obr. 4. Trasa vedení kříží i silnice, řeky, železniční tratě apod. V takových případech se pro budování kabelové trasy využije např.: výstavba mikrotunelu či směrové vrtání. Jelikož jde o stejnosměrný přenos, nelze linku uvádět do provozu po etapách, ale pouze jako celek.

Údaje v kostce o SüdOstLink:

Přenosová soustava: HVDC, ±525 kV
Přenášený výkon: 2 GW s možným budoucím rozšířením na 4 GW
Druh vedení: kabelové
Délka trasy: asi 580 km, v závislosti na konkrétní trase
Hloubka uložení kabelu: 1,8 m
Počet měníren: 2 (Wolmirstedt, Kraftwerk Isar)
Provozovatelé přenosové soustavy, plánování, projekce: 50hertz, TenneT
Dotčené spolkové země: Sasko-Anhaltsko, Sasko, Durynsko, Bavorsko
Rok plánovaného uvedení do provozu: 2025 Aktuální stav projektu: fáze plánování trasy, geologické průzkumy

Literatura:
[1] Energiewende [online]. [2020-02-24]. Dostupné z: https://cs.wikipedia.org/wiki/Energiewende
[2] Bundesnetzagentur. Wolmirstedt–Isar (SuedOstLink), [online]. [2020-02-24]. Dostupné z: https://www.netzausbau.de/leitungsvorhaben/bbplg/05/de.html?cms_vhTab=1
[3] TenneT. SuedOstLink, [online]- [2020-02-24]. Dostupné z: https://www.tennet.eu/de/unser-netz/onshore-projekte-deutschland/suedostlink/
[4] Velvyslanectví Spolkové republiky Německo v České republice. Energiewende – transformace německé energetiky. [online]. [2020-02-24]. Dostupné z: http://www.energiewende-global.com/cs/