Energy nest: baterie a plynové turbíny poskytnou 30 MW na podpůrné služby

Projekt hybridního zdroje nám představila členka představenstva společnosti E.nest Energy a.s. Ing. Darina Merdassi. V podmínkách české energetiky je unikátní svým primárním účelem, t.j. poskytování podpůrných služeb namísto uhelných elektráren - dosud dominantních poskytovatelů. Historie vzniku projektu se datuje až od 2010, kdy měla paroplynová elektrárna vzniknout jako druhá etapa solární elektrárny Vepřek (35 MWp), realizovaná skupinou investorů Decci.

Hybridní zdroj zahrnuje 6 plynových turbín o jednotkovém výkonu 5 MW a bateriové úložiště o kapacitě 20 MWh. Elektrický výkon, který je možno přípojkou vyvést do sítě je 30 MW.

Co jsou to podpůrné služby?

Společnost ČEPS, a. s. je jako provozovatel přenosové soustavy v ČR zavázána k zajištění kvality a spolehlivosti dodávky elektrické energie v přenosové soustavě. To znamená udržovat frekvenci a napětí na definovaných hodnotách a garantovat nepřetržitost dodávky v odběrných místech. Základním předpokladem výše zmíněného je udržení rovnováhy mezi výrobou a spotřebou.

Provozovatel přenosové soustavy musí mít tedy k dispozici určitý pohotovostní regulační výkon. Jelikož zároveň ze zákona nesmí vlastnit žádné zdroje elektrické energie, je nucen si regulační výkon na elektrárenských blocích rezervovat na základě smluv s jednotlivými poskytovateli, tj. výrobci elektrické energie. Služby takto rezervované se nazývají podpůrné služby. Výrobci poskytující podpůrné služby se zavazují udržovat nasmlouvaný výkon v pohotovosti a poskytnout jej v případě potřeby. Tradičními poskytovateli podpůrných služeb jsou velké uhelné a plynové elektrárny. V poslední době narůstá zájem provozovatele uzavírat smlouvy o poskytování podpůrných služeb i menšími zdroji jako jsou kogenerační jednotky nebo bateriová úložiště.

Podpůrné služby se rozdělují na dvě kategorie:

• Služby výkonové rovnováhy používané k zajištění rovnováhy mezi výrobou a spotřebou
  
  1. FCR – zálohy pro automatickou regulaci frekvence sítě
  2. aFRR – zálohy pro regulaci výkonové rovnováhy s automatickou aktivací
  3. mFRR - zálohy pro regulaci výkonové rovnováhy s manuální aktivací
  4. RR – zálohy pro náhradu jsou zálohy činného výkonu
• Ostatní podpůrné služby (Nefrekvenční služby) – používané k zajištění kvality napětí a provozu přenosové soustavy
  
  1. OP - ostrovní provoz je schopnost elektrárenského bloku pracovat do vydělené části vnější sítě, tzv. ostrova
  2. BS - start ze tmy je schopnost najetí bloku elektrárny bez podpory vnějšího zdroje napětí

Které podpůrné služby může Energy nest poskytovat?

Hybridní zdroj Energy nest bude schopen poskytovat výkon pro všechny druhy služeb výkonové rovnováhy. Z kategorie ostatních podpůrných služeb zatím není připraven poskytnout výkon pro „start ze tmy“ po blackoutu soustavy. Ale i tato služba je po úpravě k dispozici.
Časovou posloupnost jednotlivých podpůrných služeb výkonové rovnováhy a technické řešení hybridního zdroje ukazuje následující schéma.

Technický koncept hybridního zdroje Energy nest

Technické řešení uplatňuje koncept geograficky koncentrovaného agregačního bloku. Celá technologie se navenek tváří jako „černá skříňka (black box)“, která na vstupu přijímá signály a na výstupu dodává požadovaný výkon. Jednotlivé technologie jsou mezi službami sdíleny a díky nadřazené regulaci vzájemně doplňují a eliminují slabiny.

• BSAF – bateriové úložiště 20MW/20MWh
• 6 x AGT – 6 plynových zdrojů o jednotkovém výkonu 5 MW

Dimenze dílčích technologií jsou voleny tak, aby bylo možno certifikovat a nabízet jednotlivé služby v souladu s Kodexem ČEPS.

Význam hybridního zdroje pro moderní energetiku

Předpokladem pro úspěšnou dekarbonizaci energetiky je zajištění dostatku zdrojů na straně bilance i regulace. Tedy schopnost flexibilně reagovat na požadavky sítě. To umožní efektivní zapojení obnovitelných zdrojů (OZE) do dobíjecí strategie bateriových jednotek BASE a v budoucnosti i výrobu zeleného vodíku.

Koncept hybridního zdroje Energy nest otevírá dvojí potenciál úspor emisí CO₂.

• přímý potenciál úspor emisí – hybridní zdroj vypustí při poskytování služeb pouze polovinu emisí oproti uhelnému zdroji, ve stavu pohotovosti má na rozdíl od uhelného zdroje nulové emise
• nepřímý potenciál úspor emisí – z provozu fosilního zdroje oddělíme poskytování podpůrných služeb a nahradíme je např. hybridním zdrojem Energy nest. Pro poskytování podpůrných služeb v rozsahu, které poskytuje Energy nest by musel být v provozu elektrárenský blok o výkonu cca 300 MW spalující hnědé uhlí.

Lokalita výstavby Energy nest

Výstavba hybridního zdroje probíhá v katastru obce Vraňany v okrese Mělník.
Projekt se nachází ve fázi výstavby, která byla zahájena v březnu 2023. Jako zhotovitel hybridního zdroje se na projektu podílí společnost Siemens, s.r.o. a společnost EQUANS Services s.r.o., hlavními dodavateli technologií jsou společnost Centrax Ltd, UK a SMA Altenso, GmbH. Prostor však dostávají také čeští experti, a to konkrétně Český institut informatiky, robotiky a kybernetiky ČVUT, který pro projekt vyvíjí řídící algoritmy na bázi strojového učení. Předání hotové investice ve výši 1 mld. Kč proběhne v květnu 2024.