Digitalizace energetiky – proč potřebujeme chytrou síť?

Sektor energetiky prochází zásadními změnami, které jsou motivovány širokou škálou podnětů. K mitigaci klimatické změny, posílení energetické bezpečnosti a zajištění stability sítě se v posledních dvou letech přidala nutnost předcházení extrémní volatilitě cen energií pro koncové uživatele a v souvislosti s válkou na Ukrajině také urgentní potřeba snížení energetické závislosti na fosilních palivech importovaných ze třetích zemí. V souhrnu jsou tato opatření označována jako energetická transformace, která společně s digitalizací a využitím nových technologií směřuje k tzv. energetice 4.0.[1]

Strategie energetické transformace Evropské unie podporuje čím dál větší využívání decentralizovaných a obnovitelných zdrojů energie (dále „OZE“). V rámci směrnice RED II, která mj. určuje cíle pro podíl OZE v energetickém mixu EU, se Evropská unie zavázala k dosažení 32% podílu obnovitelné energie v celkové hrubé spotřebě elektrické energie do roku 2030.[2] Česká republika počítá v rámci Státní energetické koncepce z roku 2015 s indikativním nárůstem podílu energie z OZE až na 25 % do roku 2040. [3] Nedílnou součástí strategie energetické transformace je také intenzivnější zapojení malých aktivních producentů energie, ať už jednotlivců (tzv. prosumers) nebo komunit (energetická společenství, společenství pro obnovitelné zdroje[4]).

Jaká je role implementace chytré sítě v rámci energetické transformace?

Fungování elektroenergetické sítě je ovládáno fyzikálními zákony. Stávající síť je historicky navržená, aby vyhovovala zejména potřebám velkých a vertikálně integrovaných producentů. O její struktuře se dosavadně uvažovalo tak, že odběr elektrické energie je daný a výroba elektrické energie se mu musí neustále přizpůsobovat.[5] Vyrovnávání nabídky a poptávky v reálném čase je pak zajišťováno téměř výhradně úpravami na straně dodávky. V tomto modelu sítě je podíl intermitentní energie z obnovitelných zdrojů, který je síť za těchto podmínek schopna absorbovat bez rizika zhoršení kvality, omezený.

Chytrá síť je digitálně monitorovaný a řízený energetický systém, který dodává elektřinu z diversifikovaných výrobních zdrojů do míst spotřeby. Díky využití aktuálních dat o poptávce a spotřebě energie, optimalizuje dodávku energie a umožňuje efektivnější a udržitelnější využívání energie. „Zviditelnění“ aktuálních dat (zejména v síti nízkého napětí) umožňuje integraci vyššího podílu OZE bez rizika ohrožení kvality sítě. Proto je implementace chytré sítě podmínkou pro úspěšnou integraci zamýšleného objemu energie vyrobené z nově budovaných OZE.

Strategické dokumenty

Klíčovým dokumentem implementace chytré sítě je zatím stále ještě Státní energetická koncepce z roku 2015 (dále „SEK“), která formuluje pět strategických priorit pro zajištění spolehlivých, bezpečných a udržitelných dodávek energie:

• Transformace energetického průmyslu
• Úspory energie a zvyšování energetické účinnosti
• Rozvoj infrastruktury
• Podpora výzkumu v oblasti energetiky a průmyslu
• Energetická bezpečnost

Problematika chytré sítě je zakotvena v rámci pilíře rozvoje infrastruktury a SEK už v době vydání zdůrazňovala požadavek implementovat chytré sítě zajišťující připojení a řízení efektivního provozu distribuovaných zdrojů.[6] SEK zmiňuje implementaci chytré sítě také v rámci pilíře zajištění energetické bezpečnosti - stanoveným cílovým stavem je: „Zajistit odolnost a kybernetickou bezpečnost energetických systémů, a to jak na úrovni klíčových zdrojů a řízení soustavy, tak v budoucnu zejména ochranou inteligentních sítí před kybernetickými útoky, včetně ochrany osobních dat.“[7]

Konkretizaci dalších kroků obsahuje Národní akční plán pro chytré sítě (dále „NAP SG“), který poskytuje přehled nutných změn v oblasti legislativy, infrastruktury, koncových zařízení a tarifního modelu, aby byly dosaženy vytyčené cíle.

Pro implementaci chytré sítě jsou předpokládané následující milníky:

Období od roku 2020 do 2024

• Zahájení řízené implementace AMM (automated metering management).

Období od roku 2025 do 2030

• Očekávaná plošná implementace AMM.

Období od roku 2031 do 2040

• Plošná implementace AMM je dokončena. Chytrá síť včetně navazujících informačních a komunikačních systémů je plně využívána.
• Provozování energetického systému je zcela automatizované. Výroba, akumulace a velká část spotřeby automaticky reaguje na výrobu intermitentní energie z OZE. Zároveň dochází k implementaci dynamického tarifního systému, který umožňuje mechanismus regulace na straně spotřeby.

Nezbytnou součástí chytré sítě jsou informační a komunikační systémy. Proto NAP SG popisuje požadavek na vytvoření nového konceptu telekomunikační sítě nad aktivními prvky ve fyzické infrastruktuře chytrého měření. Tato komunikační síť musí zajistit vysoké požadavky na důvěrnost, dostupnost a integritu přenášených dat, které jsou základním mechanismem kybernetické bezpečnosti.

Právní úprava implementace chytré sítě v ČR     

Podpůrná ustanovení ohledně komunikační infrastruktury jsou obsažena v energetickém zákoně. V § 24 odst. 3 písm. a) je provozovateli přenosové soustavy stanoveno právo provozovat vlastní telekomunikační síť k řízení, měření, zabezpečování a automatizaci přenosové soustavy, stejně jako k přenosu informací pro činnost výpočetní techniky a informačních systémů. To samé je dále v § 25 odst. 3 písm. a) stanoveno pro provozovatele distribuční soustavy.

Stěžejní částí energetického zákona pro implementaci chytré sítě je § 49 odst. 1, který stanovuje povinnost provozovateli přenosové soustavy zajistit měření v rámci přenosové soustavy a provozovateli distribuční soustavy v rámci distribuční soustavy; a zmocňovací ustanovení pro Ministerstvo průmyslu a obchodu obsažené v § 98a odst. 1 písm. a) vydat vyhlášku, ve které budou stanoveny druhy (inteligentních) měřicích zařízení, umístění měřicích zařízení a způsoby a podmínky jejich instalace v souladu se směrnicí o elektřině včetně požadavků na zajištění kybernetické bezpečnosti.   

Evropská směrnice o elektřině[8] uvádí řadu požadavků na uspořádání a fungování vnitřního trhu s elektřinou, včetně zavedení chytrého měření. Proto došlo ke zrušení staré vyhlášky o měření elektřiny č. 82/2011 Sb. a byl vydán zcela nový předpis v podobě vyhlášky č. 359/2020 Sb. o měření elektřiny. „Cílem navržené legislativní úpravy je umožnit využívání flexibility na straně spotřeby a posílit rovnováhu mezi aktuální výrobou a spotřebou, podpořit aktivitu konečných zákazníků při využívání možností trhu s elektřinou včetně využití optimalizace spotřeby ke snížení účtů za odběr elektřiny. Nezbytným prostředkem k tomu je zavedení nového typu měřicích přístrojů (elektroměrů) jako součást systému inteligentního měření v distribuční soustavě nízkého napětí.“[9] Vyhláška předepisuje postup, který umožňuje osazení měřicích bodů chytrými elektroměry. Tyto elektroměry mají provádět měření typu C – průběhové s dálkovým přenosem údajů o spotřebě elektrické energie v síti nízkého napětí.

Jaká je připravenost České republiky na zavedení chytré sítě?

Ačkoli je tempo samotné implementace chytré sítě pomalejší než v jiných státech Evropské unie,[10] implementace chytré sítě je na úrovni klíčových dokumentů vnímána jako jeden z předpokladů pro úspěšnou transformaci energetického sektoru. Nejviditelnější úprava podmínek pro její zavedení je aktuálně v novelizované vyhlášce o měření elektřiny, na jejímž základě jsou vypisovaná výběrová řízení na dodavatele chytrých elektroměrů, aby byl splněn předpokládaný harmonogram pro jejich instalaci. Implementace chytré sítě je součástí nově představených východisek pro aktualizaci SEK, které byly schváleny vládou v polovině dubna 2023.[11]

 

---

[1] Energetika 4.0 se soustředí na využití technologií ke zvýšení efektivity a snížení nákladů na výrobu, distribuci a spotřebu energie, a zahrnuje mj. implementaci chytré sítě, využití bateriových uložišť, decentralizovanou výrobu energie, vyšší energetickou účinnost a využívání obnovitelných zdrojů energie.