Japonsko musí omezovat solární elektrárny, zrušilo jich 17,3 GW
Japonsko má problém – a ne jeden. Zhoršující se demografický vývoj (stárnoucí populace), vytrvale klesající HDP, rostoucí daně. A k tomu vypnuté jaderné elektrárny. Ty chtěla země vycházejícího slunce nahradit obnovitelnými zdroji. Ale to nebude tak jednoduché.
Japonsko je velmi specifický energetický trh. Země je rozdělena na dvě různé oblasti s různými frekvencemi (60 Hz a 50 Hz). Havárie jaderné elektrárny ve Fukušimě přinutila vládu vypnout všechny ostatní jaderné reaktory. Teprve nedávno začala obnovovat provoz v prvních z celkem 50 vypnutých reaktorů.
SOUVISEJÍCÍ ČLÁNKY
Kyocera buduje v Japonsku největší plovoucí solární elektrárnu na světě
Po havárii se tamní vláda upnula k obnovitelným zdrojům energie. Do 20. let tohoto století z nich chtěla vyrábět 20 % elektřiny. Díky tomu zažil sektor OZE během uplynulých dvou let v Japonsku strmý růst, mimo jiné díky zavedení výkupních cen pro elektřinu vyrobenou v OZE.
Schválena tak byla i výstavba 69,4 GW solárních elektráren. Jenže tak obrovské množství nově instalovaného výkonu narazilo na limity kapacity přenosové sítě. Jednotlivé energetické společnosti, administrující často obrovský počet uživatelů (Japonsko má 126 milionů obyvatel), daly najevo, že takový výkon prostě nebudou schopné připojit.
ZAJÍMAVOST: JADERNOU ELEKTRÁRNU FUKUŠIMA NAHRADÍ OBŘÍ VĚTRNÁ FARMA
Týká se to zejména firem Kyushu Electric Power (chybí 9,8 GW), Tohoku Electric Power (5,4 GW), Hokkaido Electric Power (1,7 GW), Shikoku Electric Power (421 MW), Hokurku Electric Power (252 MW) a Okinawa Electric Power (250 MW).
Kromě solárních, primárně fotovoltaických elektráren, plánuje Japonsko také významné budování větrných elektráren na souši i na moři, využití biomasy, geotermálních systémů a dalších typů OZE. Zároveň s tím bude postupně obnovovat provoz svých jaderných elektráren.
Problém japonského HDP je dán právě díky velkému importu fosilních paliv pro zastavení jaderných elektráren, cena energií stoupla atd. Jejich zahranoční obchod je v červených číslech, to je problém, znamená to že ekonomika přichází o prostředky.
Obnovitelné zdroje jsou sice dobré, ale jenom stěží mohou nahradit výpadek jaderných elektráren, navíc přes velké množství hydroelektráren Japonsko NEMÁ dostatek regulační kapacity k tomu aby si poradilo s tak obrovským výkonem solárních a jiných nestabilních elektráren. Aby to bylo mžoné, musel by se zvýšit výkon regulačních elektráren, zejména přečerpávacích.
Pokud se týká geotermálních elektráren, tak pro ty Japonsko má podmínky a mohly by částečně možná nahradit výpadek, ale je zase otázka kolik desítek nebo stovek MW je možné jich vybudovat. Rozhodně nebudou moci nahradit v dohledné době kompletní výkon jaderných elektráren. Ovšem pokud by se rozvinuly, pak by mohly omezit i výdaje na jaderná paliva. To by ale znamenalo vybudování mnoha desítek gigawatt výkonu.
Vůbec je zajímavé že Japonsko používá dva distribuční systémy, ovšem není to tak výjimečné, v oblasti velkých jezer v USA se třeba vyskytuje dodnes pro průmysl frekvence 25Hz. V případě sjednocení korejského poloostrova to bude stejné. Kromě dvou střídavých soustav Japonsko používá ještě několik HVDC vední. Navíc mezi oběmi sítemi jsou back-to-back stanice, ale jejich výkon není dostatečný, nebo nebyl minimálně v dnech po katastrofě.
infrarati.files.wordpress.com/2012/03/nuclearpowerplantsjapan.jpg
Zhruba v místech té „rovinky“ jihozápadně od Tokya vede hranice frekvencí, právě právě ta část kde je frekvence 60Hz byl nedostaek výkonu, v části s frekcenví 50Hz byl zpočátku stále zachován jaderný výkon.
Mezi oběma systémy existují jen 4 propojovací stanice, při nejlepším se jedná asi o 1200MW, což nemůže v žádném případě stačit pro dostatečné rozdělování výkonů v rámci sítě. Takže byť by na jihu svítilo slunce a na severu bylo pod mrakem tak se více než 1200MW na sever nepodaří protlačit, to představuje problém pro efektivní využívání zdrojů.
Japonsku by ještě mohly pomoct další a další vodní elektrárny, což je ale již problematické, ne že by pro ně nemělo místo, ale je tak hustě zalidněné že budovat hydroelektrárny v podobě vysokých přehrad a jezer nepřipadá v úvahu.
kdo a jak dávno tam ty dva frekvenční systémy vytvořil?!
Historie se táhne do 19. století kdy na západě byly objednádny v první elektrárně generátory z USA od General Electric a tedy na frekvenci 60Hz, přesný rok nevím a v roce 1883 TELCO koupilo generátory od AEG, kdyby je koupilo od společnosti Ganz tak bude mít frekvenci 42Hz. Kdyby se historie u nás odehrávala trochu jinak je možné že by jižní Čechy měly také svoji vlastní frekvenci, ostatně tak tomu by jisté části bylo až do dokončení Lipna.
Když už investují do OZE a odstavují JE a odpisují ztráty, tak by mohli zapracovat na sjednocení soustavy a na dalších vedeních. Problém s distribucí tam bude zřejmě značný. Nejde jen o riziko přerušení vedení v případě častých zemětřesení, ale i o geografickou polohu (ostrovy a ještě jeden za druhým).
Vtip je v tom že se na spouštění JE zase připravují, asi jeden nebo dva reaktory by měly být připojeny letos. Další v průběhu jak budou vydávána povolení. O některých se ale ví že asi nikdy zpět do provozu nebudou uvedeny.
Ty soustavy jsou natolik rozsáhlé, v celém Japonsku je inst. výkon myslím 130GW, že to nepůjde. Přepojit celou oblast velkých jezer v USA vzalo několik let (a to bylo jen pár set MW), tam to tedy bylo i tím že při 25Hz světla přece jenom blikají.
Pokud si najdete něco o elektrárně ve vyšším brodě, tak se dočtete že i po dokončení lipna nějakou dobu byla v provozu, bylo to protože papírna ve Větřní potřebovala pro motory 42Hz. Kdyby se Japonsko rozhodleo přejít na jednotnou soustavu, tak by musely předělat minimálně polovinu pohonů a polovinu elektráren. To je jedna možnost. Druhá by byla nechat existovat lokální malé systémy, něco jako u nás 22kV jako střídavé a pro dálkový přenos používat HVDC, ale obé by bylo relativně drahé.
Nyní by se možná spíše hodilo, cena rpoudu je přece jenom dost vysoká, kdyby do malých lokálních elektráren investovaly obce a jednotlivci. Ale jako vždy je otázkou jaký by byl dostupný výkon. Rozhodně si nelze dělat naděje že bez konstrukce velkých elektráren by se jim mohlo podařit nahradit byť zlomek jaderného výkonu. Možná jim letos pomůže nízká cena ropy, ale s tím se nedá moc počítat. Byť cena benzínu je tam asi 27Kč/l.
Jinak jsem našel počátek 60Hz, bylo to v roce 1896, tedy později než 50Hz.
Tam kde na otáčkách motorů záleží jsou dávno frekvenční měniče a to zvláště v Japonsku, kde cpou elektroniku do všeho.
Většina výrobců spotřebičů v Japonsku vyrábí univerzální spotřebiče jinak by přišli o část trhu, nebo by se jim dvě verze prodražili.
Ten problém se podle mne zbytečně zveličuje a je dost dobře možné že to takto některým lidem vyhovuje. A že tam podobně jako v ČR nemají až tak nezávislí regulační úřad a legislativu.
V kritických aplikacích asi frekvenční měniče jsou, ve strojích přesného strojírenství nejspíš také, ale jistě tam mají stále dost aplikací ve kterých frekvenční měniče nepoužívají, byť by mohly být instalovány, ovšem ty nemusí být vhodné pro všechny aplikace.
Spotřebiče byly univerzální už celkem dávno, ono i tomu normálnímu trafu nemusí vadit, pokud pracuje na jíné než návrhové frekvenci. Spínaným zdrojům to také vadit nebude.
Ovšem problém je v tom že v Japonsku je několik elektrárenských společností (www.kri.sfc.keio.ac.jp/report/mori/2011/c-069/c-069.files/image006.jpg), které by se musely dohodonout, u poloviny by to znamenalo vyměnit všechny generátory.
Nabízí se však otázka, jakou frekvenci zvolit? 50Hz? 60Hz? Nějakou jinou? Nebo snad udělat všchno nad ekvivalentem 22kV jako DC? V takovém případě by to však znamenalo že by muselo být instalováno obrovské množství měničů, navíc někdy by mohlo být zapotřebí dostat proud ze sítě ekv. 22kV do vyšších hladin to by mohl být problém, nicméně asi ten nejmenší.
Ad úřad
Nemyslím si že by kde na světě byl zcela nezávislý úřad, to by ti lidé museli žít v nějaké bublině, ale to by zase nemohl správně plnit své úkoly.