Rok poté: Pravda o blackoutu
Může energetika spolehlivě fungovat i s vysokým podílem OZE?
ENTSO-E vydalo závěrečnou zprávu k největšímu incidentu v evropské energetice za posledních 20 let. Dokument má 472 stran, takže hodně lidí doufá, že ho nikdo číst nebude. Hold my cerveza!
„Oficiální vyšetřování iberského blackoutu poukázalo na unikátní selhání systému, k němuž vedlo více faktorů. Zjednodušeně řečeno šlo o kaskádové přepětí zhoršené nedostatečnou regulací jalového výkonu.
Skutečnost, že se Španělsko spoléhá na obnovitelné zdroje, tedy navzdory rozšířenému názoru nebyla příčinou blackoutu. Vítr a slunce nyní naopak pomáhají chránit ceny elektřiny ve Španělsku před současnými cenami plynu, ovlivněnými konfliktem na Blízkém východě. Ukazují tak hodnotu domácí čisté energie pro Evropu,“ napsal seniorní energetický analytik společnosti Ember Chris Rosslowe.
Nechme na sebe jeho slova chvíli působit a zkusme se úplně oprostit od všech informací, které se k nám o 28. dubnu 2025 dosud donesly. Zapomeňme tedy například na předcházející zprávy španělské vlády a provozovatele soustavy Red Electrica i faktickou zprávu ENTSO-E. Teprve teď vyšla závěrečná zpráva, v níž ENTSO-E konečně pojmenovává příčiny incidentu. A podle zástupce renomovaného think-tanku Ember naprosto zřetelně říká, že OZE španělský blackout nezavinily.
Schválně vám nebudu radit, co si o tom máte myslet (to bych si taky mohl zkusit, že?) a místo toho vám převyprávím to podstatné přímo z té zprávy. Protože se navzdory veškeré snaze podobně jako kolega Chris neubráním zjednodušení a subjektivním interpretacím, po vzoru Václava Smila vás rovnou vyzvu, abyste mi nevěřili ani slovo a vše, co jsem napsal, podrobili náležité kritice. Neměl by to být problém, primární zdroj je k dispozici zde. Jen je holt delší než Jiráskovy Staré pověsti české…
Než nastavím zrcadlo, dovolte mi ještě dvě technické poznámky a jednu omluvu:
Technická poznámka č.1: V tomto rozboru si v žádném případě nekladu ambici plnohodnotně popsat všechny okolnosti a podrobnosti týkající se toho, co se stalo ve Španělsku 28. dubna 2025 (to bych sem tu zprávu musel fakt přepsat slovo od slova, a můj přínos do diskuze by byl poněkud diskutabilní). Mým cílem je pokud možno srozumitelně a nezaujatě popsat rozvoj incidentu od kořenových příčin po kolaps španělské a portugalské sítě.
Technická poznámka č. 2: Občas se přeci jen neudržím a doplním pár vět, které ve zprávě přímo nejsou, ale já je tam mezi řádky čtu. Tyto pasáže poznáte snadno, prásknu je na sebe kurzívou.
A teď ta omluva: Dneska to bude trochu delší a techničtější, což má hned několik nepříjemných důsledků. Aby to nebyla nuda, budu hodně zjednodušovat, přirovnávat a tu a tam kořenit drobnými vtípky. Tím spolehlivě naštvu úplně všechny, ale co už. Byli jste varováni. Jdeme na to!
Problém č. 1: Přepětí
V den D se začalo ve Španělsku nepříjemně vrtět napětí už někdy od 9:00, byť zatím bez výraznějších výkyvů. Krátce po 10:30 se pak část sítě 400 kV na chvíli přiblížila ke kritické hranici 435 kV. Do 12:32 ji však překročila pouze ve východní rozvodně Olmedilla (433 kV v 10:49 a 435,7 kV v 11:47).
Proč zrovna do 12:32? Protože právě tento čas označuje ENTSO-E za začátek incidentu. Od této chvíle už se napětí pohybovalo těsně pod 420 kV a pozvolna narůstalo, než přišly první výpadky zdrojů. Zatímco výpadky označené jako „série A“ (neplést s nejvyšší italskou fotbalovou soutěží) napětí „nakoply“ spíše mírně a jen na vybraných prvcích, série B (neplést s druhou nejvyšší italskou fotbalovou soutěží) už připouštěla pouze dvě varianty: brutální přepětí nebo totální kolaps. Už za dalších pár sekund si ale rozvodny navzájem neměly co závidět, protože všechny připomínaly prodejny prémiového ledu v Grónsku.
A teď nám soudruh Kroupa vysvětlí, co bylo příčinou krachu v oblasti řízení napětí. Asi vás nepřekvapí, že toho bylo více. Ze všech sprostých podezřelých napřed vyberme tři, které zároveň reprezentují nejhlubší kořeny kauzálního stromu: špatnou regulaci ze strany klasických elektráren, špatnou regulaci ze strany OZE a nevhodný design lokálních sítí.
Fyzikální odbočka. Provozovatel přenosové soustavy neřídí napětí přímo, ale pomocí tzv. jalového výkonu. To je cosi jako mazivo v soustrojí, celer ve vývaru nebo Souček v české fotbalové reprezentaci: Není to rozhodující prvek, ale jeho absence si fakt všimnete, protože právě díky němu to funguje (aspoň občas). Dále je třeba zdůraznit, že tato disciplína se hraje na lokální úrovni, celková bilance nikoho moc nezajímá. Když tedy určitou část soustavy ohrožuje přepětí, provozovatel to řeší tím, že v dané lokalitě odebere jalový výkon. V případě podpětí tam jalový výkon naopak přidá.
Protože OZE mají podobně jako dámy přednost, půjdou na řadu jako první. Podle vyšetřovatelů jely fotovoltaické a větrné elektrárny před blackoutem na tzv. pevný účiník, a měly tedy svázané řízení jalového výkonu s dodávkami výkonu činného. To znamená, že absolutně nereagovaly na to, co se dělo v síti. Napětí roste? Žádná reakce. Napětí klesá? Zase nic. Graf napětí kreslí sprosté obrazce? Pořád nic. Maximum flexibility těchto zdrojů tedy spočívalo v tom, že když stoupl výkon zdroje, přímou úměrou stoupla i absorpce jaloviny – někdy ale bohužel i ve chvíli, kdy síť potřebovala zvýšit napětí.
Vtip je v tom, že to tak být nemuselo. Moderní obnovitelné zdroje s výkonovými měniči totiž umí regulovat jalový výkon softwarově podle potřeb soustavy. Provozní praxe ale ve Španělsku vycházela ještě z doby, kdy v síti dominovaly synchronní zdroje a bylo jednodušší ponechat regulaci napětí na nich. Proto se tam OZE běžně provozovaly právě v režimu blízkém pevnému účiníku.
Čtěte také:
V den D to mělo hned několik nepříjemných důsledků, které laikovi na první dobrou hned nedojdou. Když provozovatel přenosové soustavy v rámci sekundární regulace snížil výkon vybraných OZE, poklesla i jejich schopnost odebírat jalový výkon. Výrobci navíc nemuseli dodržovat žádné limity na tzv. ramping (rychlost výkonové změny) a chovali se jako běžný subjekt zúčtování s odpovědností za odchylku. Kdo v poledne neměl zajištěný vejvar (a teď do toho nepleťme celer, ale spíš tučné provozní dotace), skokově omezoval výkon, a tím i svou schopnost odebírat jalovinu.
Některé lokální sítě měly dále nešikovně nastavené odbočky transformátorů, a to zejména v místech, kde se běžně mění napětí tak často a prudce jako nálada puberťáka o prázdninách. Typicky tak tyto sítě jely na o něco vyšší hladině, a odpojovaly se ještě před dosažením napěťových limitů na příslušném odběrném místě. Jinými slovy stahovaly kalhoty daleko před brodem.
Zpráva také zmiňuje, že při řízení napětí se zrovna nevyznamenaly ani klasické synchronní elektrárny, které plnily referenční hodnoty v méně než 75 % analyzovaných intervalů. Jejich provozovatele za to však těžko můžeme vyplácet bejkovcem, když systém nekladl specifické nároky na dynamické chování, a dokonce ani nesankcionoval nedodržení požadavků na běžnou regulaci napětí. Provozovatel přenosové soustavy navíc v reálném čase nemonitoroval rozdíl mezi požadovaným a skutečným jalovým výkonem. To neomylně vedlo k tomu, že náčelník (provozovatel soustavy) vydával výrobcům zvrácené rozkazy, protože se mu tajilo, kde jsme…
Zde si tedy neodpustím jednu vlastní doplňující myšlenku. V době blackoutu bylo v provozu naprosté minimum klasických tepelných elektráren (kvůli vysoké výrobě OZE a nízkým cenám spotové elektřiny): ze sedmi jaderných bloků čtyři, z toho dva na nižší výkon, dále jeden černouhelný blok ze čtyř a sotva třetina z 60 velkých plynových bloků. Řídit napětí elektrárnou, která nereaguje úplně přesně, jak bych si představoval, jde obtížně, ale jde to. Řídit ho elektrárnou, která je vypnutá, to je jako chtít postavit presink fotbalové Sparty na Albionu Rrahmanim.
Zde je pro ilustraci regulace jalového výkonu konvenčními zdroji nad 100 MW ve střední a jihozápadní části Španělska. Modrá = co bylo reálně dodáno, fialová = co provozovatel soustavy požadoval.
Poslední nástroj k řízení napětí tvoří tzv. kompenzační tlumivky, které zjednodušeně řečeno fungují jako takové mařiče jalového výkonu. Zpráva konstatuje, že tato zařízení jsou ve Španělsku ovládána manuálně a nikoliv automaticky, což pochopitelně žere čas i kapacitu dispečerů. V kritickou chvíli se tudíž tlumivky v požadovaném množství nezapojovaly, protože nikdo včas neusoudil, že je to potřeba.
Opět pro ilustraci připojuji graf k prvkům se schopností regulace jalového výkonu v jižním Španělsku ve 12:33:00. Vlevo klasické elektrárny, uprostřed OZE, vpravo tlumivky. Tmavě modře reálná absorpce, zeleně zbývající kapacita. Hlavně u OZE a tlumivek rozhodně bylo kde brát. Naopak klasických elektráren bylo k dispozici jako příznivců vlády na Letné při demonstraci „chvilkařů“.
Další bod z oblasti řízení napětí poukazuje na skutečnost, že spousta OZE měla ve Španělsku příliš hystericky nastavené přepěťové ochrany, a odpojovala se tak v rozporu s potřebami systému ještě před dosažením napěťových limitů na odběrných místech. Specifickým projevem tohoto problému bylo odpojování malých „embedded“ zdrojů s instalovaným výkonem pod 1 MW (= střešních FVE).
Výpadky výroby do vlastní spotřeby a fakt, že některé spotřebiče při vyšším napětí odebírají víc výkonu, způsobily nárůst zatížení v distribuci, a tím i poněkud paradoxně další odlehčení přenosovky. Pokud vám připadá, že by to mělo být spíš naopak, jste konzerva (jako já) a stále žijete v domnění, že elektřina teče od velkých zdrojů přes přenosovku do distribuce a ke koncovým spotřebitelům. Ono je to ovšem dost často obráceně, takže v případě výpadků (při nichž ještě zůstává dostatečně silná výroba v distribuci) se tlačí méně výkonu do přenosovky, a tím v ní klesá zatížení.
Už je to trochu na vykloubení mozku, co? Nebojte, dílčí závěr už je jednoduchý. Dlouhá odlehčená vedení jsou bezvadnými dodavateli jalového výkonu, čili i tento aspekt se podílel na dalším nárůstu napětí.
Čtěte také:
A nakonec jedna španělská specialita. Není to paella ani gazpacho, ale specifické pravidlo, které umožňuje soustavě ve Španělsku pracovat v širším napěťovém rozsahu než v jiných zemích EU. Zatímco v Česku se už při 420 kV spouští přepěťová ochrana, ve Španělsku byly hodnoty do 435 kV přípustné nejen v rámci nouzových stavů, ale i za normálního provozu. Nebýt tohoto zdánlivého detailu, soustavu by v den D možná postihlo jen pár lokálních (a relativně snadno řešitelných) problémů. Nízká (či spíše žádná) rezerva mezi napěťovým limitem a tvrdou odpojovací hodnotou však vedla k jednomu opravdu velkému problému.
Když to shrneme, všechny výše uvedené faktory přispěly k rychlému nárůstu napětí v soustavě. Samy o sobě by ji však ještě nejspíš nepoložily.
Problém č. 2: Oscilace
Představte si veslici. Část posádky tvoří silní tlustoprdi, kteří sice nepůsobí jako nejostřejší tužky v penálu, ale veslují rozvážně, setrvačně a díky dobré koordinaci všichni stejně. Jejich jedinou vírou je fyzika a díky ní drží loď stabilní kurz.
Druhou část posádky tvoří snaživí vzdělaní hubeňouři s rozvinutým ADHD a utkvělou potřebou neustále optimalizovat tempo. Jenže někdy reagují až příliš rychle a příliš silně. A bohužel také koordinovaně, takže se v tom „přestřelování“ dokážou velmi dobře sladit.
Pokud jste v tlustoprdech poznali synchronní stroje a v hubeňourech měniče OZE, už rozumíte i podstatě oscilací: Jde o houpání lodi v návaznosti na to, že se část posádky vymaní z jednotného tempa. Abychom zůstali metaforicky konzistentní, představme si, že napětí reprezentuje úroveň stresu samotných veslařů (průšvih je přemíra i naprostá absence stresu).
Závěrečná zpráva popisuje dvě oscilační epizody. První nastala mezi 12:03 a 12:08 a vyšetřovatelé k ní explicitně uvádí, že byla „converter driven“, tedy vyvolaná měniči OZE, a posílena jejich vzájemnými interakcemi v sousedství. Tedy ADHD hubeňouři rozhoupali loď. Druhá oscilace přišla mezi 12:19 a 12:22 a byť částečně vycházela z té první, měla ještě několik dalších příčin, k nimž se vrátím později.
K první oscilaci ještě doplním dva důležité parametry. Za prvé, měla frekvenci 0,63 Hz, tedy periodu asi 1,6 sekundy. Jinými slovy, různé části soustavy se každých 1,6 sekundy rozhoupaly vůči sobě sem a tam, což se projevovalo kolísáním výkonových toků, a tím i napětí a proudů.
Za druhé, první oscilace byla čistě lokálního charakteru. To znamená, že se jednotlivé oblasti hádaly mezi sebou (třeba Madrid s Barcelonou, tam je to úplně normální i mimo energetiku).
Naproti tomu druhá oscilace už byla mezinárodní a hádalo se při ní jednotné Španělsko se zbytkem Evropy (což se taky stává dost často). Tedy jedna loď bourala do ostatních. Frekvence tohoto kolísání byla přitom 0,2 Hz, takže rozestoupené sinusovky se potkávaly až po 5 sekundách.
Než se podíváme na důsledky obou oscilací, doplním ještě spoluviníky té druhé, jak jsem slíbil. Zpráva poukazuje na absenci tzv. systémových stabilizátorů, což jsou takové šikovné věcičky, které ve velkých elektrárnách sledují otáčky, jemně upravují buzení generátoru, a tím tlumí případné oscilace. Vyšetřovatelé zjistili, že v některých elektrárnách tato zařízení vůbec nebyla, v jiných nepracovala, jak měla. K tomu dodávám osobní tip, že spousta elektráren se systémovými stabilizátory v den D vůbec nebyla vzhůru (a vy už víte proč: kvůli vysoké výrobě OZE a nízkým cenám spotové elektřiny).
Zpráva dále uvádí, že cestu k druhé oscilaci umetl tehdejší stav sítě. Byla slabě propojená (= málo paralelních tras) a měkká (= málo synchronních zdrojů v provozu). V neposlední řadě sehrálo roli i podivné chování některých OZE, které měnily výkon příliš rychle. Vyšetřovatelé dokonce uvádějí, že to skoro vypadalo, jako kdyby se něco v soustavě neustále vypínalo a zapínalo.
Pointa? Snaha řešit problém č. 2 v důsledku zhoršovala problém č. 1. Španělé snížili přeshraniční toky na hranici s Francií a zvýšili propojenost sítě (= více paralelních tras), což sice obojí tlumilo oscilace, ale zároveň dále odlehčovalo síť. Výsledkem byla tedy vyšší produkce jalového výkonu přímo z dlouhých vedení přenosových linek a my už víme, co to znamená. Na lodi vypukla panika…
Na cestě k „Point of no return“
…a už brzy po 12:32 (= oficiální začátek incidentu) začali palubu opouštět první veslaři, napřed ti nejvíce vystresovaní.
V rozmezí 12:32:00-12:32:57 vypadly napříč Španělskem pozemní i domácí fotovoltaiky a větrníky o výkonu 525 MW. Poté se poroučelo dalších 355 MW fotovoltaik, termosolárů a větrníků ve východní Andalusii. Ve 12:33:16 následoval výpadek 727 MW fotovoltaik a termosolárů v západní Andalusii a o vteřinu později zmizelo 928 MW ve fotovoltaice a větrnících v širším území táhnoucím se od Madridu k Seville.
Ztratit za 77 sekund o více než 2 500 MW, to je jako přijít v nastavení prvního poločasu o Pavla Šulce i Láďu Krejčího. Dohrát se to dá, ale smrdí to průšvihem.
Je třeba přiznat, že prvotní výpadky neměly jednu konkrétní příčinu a že u řady z nich se ji ani nepodařilo identifikovat. Jistě víme jen to, že už v této fázi hrálo důležitou roli přepětí. Přepěťová ochrana například vyřadila klíčový transformátor v Granadě. Po 12:33:17 už pak zejména v jižním Španělsku začalo stoupat napětí tak dramaticky, že se postaralo o naprostou většinu zbývajících výpadků. Čímž vznikl začarovaný kruh, protože s každým dalším ztraceným megawattem klesala i schopnost soustavy absorbovat jalový výkon a napětí rostlo dál a dál.
Aby toho nebylo málo, spotřeba už začala citelně převyšovat výrobu, takže ve Španělsku, a dokonce i Portugalsku začala klesat frekvence. Do toho vzrostl úhlový posun sinusoid mezi Pyrenejským poloostrovem a zbytkem kontinentální Evropy, poklesl synchronizační točivý moment iberského systému a obrátil se tok výkonu na té nejdůležitější hranici směrem z Francie do Španělska.
A pak už to šlo ráz na ráz. Podfrekvenční ochrana odpojila linku mezi Španělskem a Marokem. Španělsko i Portugalsko aktivovalo plány systémové obrany, což se v praxi projevilo zejména tzv. load sheddingem (nouzovým odpojováním zákazníků) a zastavováním přečerpávacích vodních elektráren (toho času v režimu čerpání, protože cena elektřiny byla v záporu). I to bohužel snižovalo schopnost odebírat jalovinu, takže napětí dále stoupalo.
A tak přišlo to, co přijít muselo a co vyšetřovatelé poeticky nazvali „Point of no return“. Španělsko ztratilo synchronizaci se zbytkem Evropy. Napřed došlo k výpadkům a odpojením spotřebitelů na jihozápadě Francie a pak k aktivaci tzv. Débouclage suite à Rupture de Synchronisme, ochrany proti nesouladu frekvence. Mimochodem právě tomuto momentu vděčíme za to, že se blackout nerozšířil do dalších zemí Evropy.
Čtěte také:
Jakékoliv plány obrany se už v tuto chvíli samozřejmě míjely účinkem. Španělsko i Portugalsko odhazovaly zátěž, jako kdyby nebylo žádné zítra, ale nebylo jim to nic platné. Kvůli přepěťovým a podfrekvenčním ochranám vypadávaly další a další zdroje a s nimi dále klesala frekvence v obou zemích až někam k tepovce vytrvalostního sportovce ve spánku. Byl konec. Navzdory času oběda se Pyrenejský poloostrov ponořil kompletně do tmy.
Když jsem den (!) po španělském blackoutu opatrně spekuloval o nedostatku setrvačnosti jako o jedné z možných příčin, teď už samozřejmě zpětně uznávám, že to bylo blbě. Modelování ENTSO-E prokázalo, že ani vyšší zapojení masivních turbínových soustrojí by 28. duben nezachránilo. Setrvačnost umí vypružit rychlé krátkodobé výkyvy, ne systematicky se zhoršující situaci, jejímž katalyzátorem je navíc přepětí, nikoliv podfrekvence.
Nehledě na to jsem však i nadále přesvědčen o tom, že kdyby před „Point of no return“ bylo ve Španělsku v provozu více synchronních zdrojů, k blackoutu by nedošlo, byť z jiných důvodů. Provozovatel soustavy by totiž díky nim dokázal uřídit napětí.
Že na této hypotéze něco bude, o tom svědčí činnost provozovatele soustavy především v týdnech a měsících po 28. dubnu, ale do značné míry i v období trvajícím až do současnosti: REE zavedla tzv. „posílený“ režim, který připouští častější a intenzivnější krácení výroby OZE a zároveň umožňuje dostat do hry víc klasických (hlavně plynových) elektráren mimo trh. Proč by to jinak dělala, kdyby tyto aspekty nehrály roli? Fakt by si to provozovatel soustavy lajsnul „jen tak pro jistotu“, když ta legrace stojí španělského spotřebitele minimálně miliardu eur ročně?
Špatně položený, ale bohužel pořád velmi frekventovaný dotaz „kdo za to může“ už mi leze na nervy tak moc, že na něj konečně odpovím (v naivní víře, že od něj bude konečně pokoj). Nemyslím si, že španělský blackout zavinily jenom OZE. Nemyslím si ale ani to, že ho nezavinily – takové tvrzení by bylo příliš zjednodušené a skoro až nebezpečné, protože by evokovalo dojem, že transformace nevyžaduje zásadní systémové změny.
Nemyslím si, že by bylo fér házet všechnu vinu na provozovatele soustavy – hrál prostě jen s kartami, které měl v ruce. A už vůbec bych nepřibíjel na pranýř provozovatele konvenčních zdrojů – vždyť v den D otírali prach z turbín…
Znamená to tedy, že za španělský blackout nemohl nikdo? Ani to si nemyslím. Největší problém byl objektivně v tom, že navzdory boomu OZE zůstal energetický systém přibližně na úrovni z roku 2014. Přestože zdrojová základna v posledních letech prožila revoluci, systém se pořád tvářil, jako kdyby se nic nezměnilo.
Za španělský blackout tedy podle mě mohla evropská energetická politika posledních dvaceti let. Ano, evropská. Netvařme se, že jde o ryze španělskou záležitost (byť některé speciality španělské energetiky by tomu napovídaly). Evropská soustava byla jen v posledních letech mnohokrát na hraně – v Německu, Francii i tak nějak celkově. Důležitou roli přitom pokaždé hrály systémové podmínky – ve španělském případě reprezentované neschopností uřídit napětí.
Úskalí této energetické politiky přitom netkví jen v nerealistických cílech, ale hlavně v mýtu, že energetika zvládne transformaci bez systémových změn a gigantických investic do infrastruktury. Že prostě stačí dát na každý kopec dát větrník a na každou střechu solár – a že akumulaci můžeme podcenit, rozvoj sítě ošidit a záložní zdroje úplně ignorovat.
Proč se to ale stalo? Jak jsme mohli být tak naivní? Domnívám se, že to vyplývá z odvěkého sporu, zda jsou OZE levné, a jeho sterilního oddělení od otázek systémové bezpečnosti a spolehlivosti. Zatímco v debatě o cenách elektřiny argumentujeme zpravidla jen tím, že slunce a vítr jsou zdarma, v debatě o tom, zda může energetika spolehlivě fungovat i s vysokým podílem OZE, se najednou objevují argumenty krátkodobou i dlouhodobou akumulací, posílením a nachytřením sítí, řízením spotřeby, digitalizací i záložními zdroji na kapacitních platbách. Každá z těchto hraček přitom bude stát majlant. Lze i po započtení všech těchto položek pořád tvrdit, že OZE jsou levné?
Já myslím, že ne. To samozřejmě neznamená, že máme zastavit dekarbonizaci. Jen je na čase si konečně přiznat, že nebude levná, snadná ani rychlá. A možná zvážit, zda zvolená cesta je ta nejlepší.
Newsletter vznikl díky podpoře mezinárodní poradenské společnosti RSM, vašeho partnera nejen pro daně, mzdy a technologická řešení.
Děkuji za vtipný a vysvětlující článek Ukazuje, že ve Š. je.bordel v řízení soustavy. Jejich energetika má být základem evropské energetické dálnice. Zamýšlím se nad velkými plynovými bloky. Ty podle mne Š. nemá. Zato má dieselové agregáty. Děkuji.
Dobrý článek. Proč se ale v něm nevyskutují baterie je ale imho hlavní nevyřčená příčina :)