Co musí splňovat mozky našich elektráren

Srdcem i mozkem elektráren jsou automatizované řídicí systémy. Jejich prudký rozvoj začal v šedesátých letech minulého století. Dnes se bez nich neobejde žádná větší výrobní firma. Řídí drážní systémy, bioplynové stanice, otáčejí jevištěm divadla.

Z pohledu strmého vývoje elektroniky jde však o podstatně konzervativnější sektor. Řídicí systémy musí zajistit bezporuchový chod elektrárny až na dvacet let. Dodavatel, by měla také po tuto dobu zabezpečit jejich servis.

"Vývoj jde nepřetržitě dopředu i v této oblasti, ale inovace musí být patřičně prověřené. Často jde o nové generace řídicího systému, které jsou kompatibilní se stávajícím systémem nasazeným v elektrárně tak, aby šly jednoduše obměnit," říká Vladislava Česáková, členka představenstva české firmy ZAT, dodavatele řídicích systémů pro klasické a jaderné elektrárny a průmysl.

Jak si stojí české elektrárny

U klasických velkých elektráren, které spadají převážně do portfolia společnosti ČEZ, se investuje kontinuálně a řídicí systémy jsou převážně obnoveny, nebo obnova běží současně s termínem ukončení prací v roce 2015.

Obdobný stav je také u jaderných elektráren. V JE Dukovany probíhá dlouhodobá obnova řídicích systémů na všech čtyřech blocích s termínem dokončení v roce 2016. Elektrárna si tak zajistí prodloužení životnosti do roku 2025. Před dvěma lety JE Dukovany prošla zásadní úpravou v technologické části i v obnově řídicích systémů pro primární a sekundární část a turbosoustrojí, včetně hydraulické části.

Díky těmto úpravám mohla zvýšit instalovaný výkon na dva GW, který je nyní stejný, jako v JE Temelín. Tuto dodávku realizovala také česká firma. Jaderná elektrárna Temelín investuje převážně do údržby a do částí řídicích systémů, které dožívají. Podle Česákové byly za dobu provozu elektrárny odstraněny "dětské nemoci" a JE Temelín je v plné kondici výroby elektrické energie.

Teplárny nad propastí?

Třetí oblast, která je z pohledu investic dnes asi nejzásadnější, jsou teplárny. Do jejich provozu významně zasahují nařízení Evropské komise. Jde o investice do ekologizace provozů nebo do systémových služeb a distribuce energií převážně za účelem odsíření a snížení oxidu dusíku ve spalinách v kotlových částech výrobních technologií tepláren. Podle Teplárenského sdružení ČR je paradoxní, že imisní limit na oxid siřičitý není dnes v ČR nikde překračován, přesto se stále stupňují požadavky.

"Nároky na snížení emisí je samozřejmě možné stupňovat donekonečna. Už dnešní úroveň například požadavků na odsíření je za ekonomickým optimem, i když vezmeme v úvahu externí náklady emisí," konstatuje Martin Hájek, ředitel Teplárenského sdružení ČR.

Sdružení odhaduje, že požadavek na snížení emisního limitu o 35 %t oproti již velmi přísné hodnotě ve směrnici o průmyslových emisích by znamenal zdvojnásobení až ztrojnásobení nákladů na odsíření. Podle Hájka je nemožné, aby energetika v Evropské unie realizovala takové investice a současně nabízela elektřinu a teplo za ceny srovnatelné se světem.

Investice z říše snů

Zcela opačně je na tom z pohledu investic výstavba nových elektráren. Do výstavby nových bloků jaderných i klasických elektráren se prakticky neinvestuje. Výjimkou jsou OZE (obnovitelné zdroje energie), ty však podle Karla Stočese ze společnosti ZAT přinášejí pro český průmysl malou přidanou hodnotu. Zdražují energii pro průmysl a snižují účinnost klasických elektráren, které musí držet pohotovost pro případ výpadku energie právě z obnovitelných zdrojů. Tento stav hodnotí stejně i Mezinárodní agentura pro energii (MAE), podle níž evropské firmy budou od roku 2020 platit v celosvětovém srovnání za elektřinu nejvíce. Jedna MWh elektřiny by měla stát dvakrát tolik než v USA. Mezi příčiny vysokých cen v Evropě patří podle agentury drahý zemní plyn na starém kontinentě, konec jaderné energetiky v některých zemích a vysoké daně.

Bude se tedy v Česku stavět? Podle lednového vyjádření ministra průmyslu a obchodu Jana Mládka se jaderné bloky elektrárny Temelín zřejmě dostaví, nicméně předpokládá, že se jejich výstavba bude muset posunout. Pokud se dostavba bude realizovat, mohou tyto bloky řídit také systémy českých firem.

"Pro české firmy s jaderným know-how je toto rozhodnutí téměř otázkou přežití. Těžko někomu vysvětlíte, že chcete dodávat řídicí systémy do zahraničí, ale doma jste zakázku nezískali," konstatuje Česáková.

Kudy vede cesta?

Jak je patrné, česká kotlina je pro naše firmy dodávající řídicí systémy příliš malá. Ani v evropských zemích se v současné době prakticky neinvestuje, až na obnovitelné zdroje a výjimky, jako jsou Finsko či Francie, které se rozhodly pro strategii jaderné energetiky a cestu energetické nezávislosti. Investice do energetiky jsou v současné době zejména v Asii, Rusku a v rozvojových zemích. Tyto trhy jsou však často finančně náročné na to, aby se zde české firmy prosadily samostatně.

Možností, jak na tamních trzích uspět, je propojení více stavebních, technologických a oborových firem pro společné dodávky, například dodavatelů elektro a řídicích systémů. To by mohlo nahradit zaniklé kompetence velkých českých generálních dodavatelů do zahraničí. Odrazovým můstkem pro české firmy do zahraničních dodávek jsou i zkušenosti a reference získané v ČR, včetně speciálních řešení a ojedinělého know-how.

Řídicí systémy dneška

A jaké jsou dnes požadavky na řídicí systémy dnes? Konzervatismus v oblasti řídicích systémů v energetice je daný základním požadavkem zákazníků: spolehlivý a bezporuchový provoz řízené technologie. Jakýkoli výpadek energetického zařízení způsobuje provozovateli ekonomické ztráty jdoucí do milionů korun.

Z toho se odvíjejí i požadavky na moderní řídicí systémy. Vysoké spolehlivosti vlastních řídicích systémů se často dosahuje vhodnou architekturou řešení s redundantními klíčovými prvky (komunikační sítě, operátorská pracoviště, řídicí stanice).

Zvýšení efektivity provozu moderní řídicí systémy podporují zejména nadstavbovými funkcemi spočívajícími v diagnostice technologie, predikci poruch a poskytování dat k celkovému vyhodnocování ekonomiky provozu. Zároveň však musí být nenáročné na údržbu, snadno konfigurovatelné a v případě potřeby snadno rozšiřitelné.

Zákazníci také očekávají dlouhou dobu života dodaného řídicího systému srovnatelnou s životností řízené technologie, což bývá často v rozporu s překotným rozvojem elektroniky.

Kam směřuje vývoj

Zásadní posun v oblasti řídicích systémů pro průmysl za posledních 10 let přineslo masové rozšíření komunikací založených na standardu průmyslového Ethernetu. Zvýšení přenosových kapacit a výpočetního výkonu řídících stanic umožnilo rozdistribuovat části řídicích algoritmů blíže technologii a zároveň získávat daleko větší množství dat z průběhu řízeného procesu a stavu technologie.

Nepřehlédnutelným trendem je také stále větší uplatnění systémů třídy DCS (Distributed Control System), které se vyznačují integrovanými nástroji pro správu procesní a operátorské úrovně řízení.

ČR patří v oblasti vývoje řídicích systémů ve světě do klubu top hráčů, a to díky ZAT, jedné ze čtyř firem v EU, které mají vlastní vývoj, výrobu a implementují řídicí systémy do primárního okruhu jaderních elektráren. V roce 2011 uvedli na trh nový řídicí systém SandRA, který dnes ovládá klasické a jaderné elektrárny u nás i v zahraničí.

Jsme papežštější než papež?

Ne všechny změny poslední dekády vnímají dodavatelé řídicích systémů kladně.

"Ještě před 15 lety většina manažerů elektráren a tepláren budovala a investovala do výrobních bloků tak, aby byl provoz a údržba co nejefektivnější. Rozhodujícím parametrem nebyla jen cena, ale i přínos pro budoucí provoz a technické řešení, zajišťující maximální provozuschopnost výrobních bloků," říká Stočes.

Dodavatelé na základě požadavků elektrárenských provozů připravovali technicky i cenově co možná nejkonkurenceschopnější řešení. Zavedeným pojmem byl poměr cena/výkon. Pro dodavatelské firmy to znamenalo automatické investice do rozvoje a zvyšování kvality svých technologických řešení.

V současné době strategie zadavatelů trvá, nicméně proti tomu jde způsob vedení povinných výběrových řízení, kdy je rozhodujícím kritériem nejnižší cena. Od dodavatelů se ozývá, že se místo soutěže o co nejkvalitnější řešení za odpovídající cenu soutěží pouze o cenu. Rizikem tohoto přístupu je nekvalitní řešení, které se může za krátký čas projevit v provozu.

Dalším problémem, na který firmy upozorňují, je "česká úřednická dokonalost" ve způsobu vedení výběrových řízení směrem k diskriminačním kritériím, která nesmějí být použita. To podle nich vede u provozovatelů výrobních bloků k narušování dlouhodobé strategie efektivního provozu, jelikož nemohou požadovat konkrétní kvalitu či technické speciality, které mají pouze některé firmy v oboru.

U většiny dodavatelů to pak vede k průměrnosti a dodávkám pouze minimálních standardů. České firmy tak mohou ztratit konkurenceschopnost vůči světovým dodavatelům, což by byla jistě škoda nejenom pro českou ekonomiku.

AUTOR: Denisa Ranochová

ZDROJ: Energetika