Študija priključitve JEK2 z močjo do 2.400 MWe na elektroenergetski sistem Slovenije
Pomemben vidik projekta JEK2 je preveritev možnosti priklopa enote na elektroenergetski sistem Slovenije (v nadaljevanju: EES). V ta namen je GEN energija skupaj z ELES pri izvajalcu Elektroinštitut Milan Vidmar, Inštitut za elektrogospodarstvo in elektroindustrijo (v nadaljevanju: EIMV) naročila Študijo priključitve JEK2 z močjo do 2.400 MWe na elektroenergetski sistem Slovenije.
V njej je analizirana priključitev različnih konfiguracij nove jedrske elektrarne v Krškem (JEK2) z razponom skupne pragovne električne moči (moč »na pragu« elektrarne) od 1.000 do 2.400 MWe. V študiji je privzeta priključitev JEK2 na EES v letu 2040, s pogledom na stanje v letu 2050. Privzeto je tudi, da v 2040 TEŠ5 in TEŠ6 ne obratujeta več, v EES pa je še vedno vključen NEK ter skupno okoli 7.000 MW sončnih elektrarn.
Glavna področja študije se navezujejo na:
- postavitev ključnih obratovalnih stanj elektroenergetskega sistema ob upoštevanju trenutnih dolgoročnih energetskih napovedi in aktualnih regulatornih okvirjev obratovanja EES;
- izvedbo stacionarnih analiz stanja EES brez priključitve in s priključitvijo JEK2, pri čemer je ovrednoten vpliv JEK2 na omrežje ter so identificirane potrebe po nadgradnji sistemskih prenosnih poti;
- vpliv JEK2 je preverjen tudi s kratkostičnimi in dinamičnimi analizami EES;
- analizo prihodnjih potreb in mehanizmov za zagotovitev rezerve za povrnitev frekvence;
- ekonomske ocene investicij v prenosno omrežje in rezervo za povrnitev frekvence.
Stacionarne analize
Analize pretokov moči predstavljajo osnovo analiz obratovanja in načrtovanja EES. Pri izračunu pretokov moči govorimo predvsem o analizi stacionarnega stanja EES, t. i. analiza N. Nadaljnja je sigurnostna analiza (N-1), ki preverja stanje EES ob izpadu ene prenosne poti ali drugega elementa v EES. EES mora biti dimenzioniran tako, da normalno obratuje tudi pri predpostavki N-1. Ta kriterij je treba izpolnjevati pri načrtovanju in obratovanju EES, saj se s tem prepreči negativne posledice ob nastopu motnje in njeno širjenje.
Če je zaznana obremenitev prenosne poti v višini 99 % njene nazivne zmogljivosti ali več, je za to prenosno pot (daljnovod) potrebna nadgradnja. Analiza pokaže, da bo JEK2 v določenih konfiguracijah – 1.000 MW do 1.300 MW – pozitivno vplivala na razbremenitev omrežja in nekaterih prenosnih poti. Te konfiguracije so najbolj primerne za priključitev JEK2 na omrežje.
Nadgradnja RTP Krško
Zaradi priključitve JEK2 bo prišlo do povečanja kratkostičnih tokov v razdelilni transformatorski postaji Krško (v nadaljevanju RTP Krško), poleg tega pa na obstoječi RTP Krško ni dovolj potrebnih priključitvenih mest za priključitev nove enote. V RTP Krško je zaradi priključitve JEK2 treba nadgraditi primarno opremo na nazivni kratkostični tok 50 kA (z obstoječih 40 kA). Strošek za nadgradnjo RTP Krško je že upoštevan v ekonomiki projekta JEK2 – v sklopu gradnje JEK2 je načrtovana gradnja novega 400-kV in 110-kV stikališča v izvedbi GIS (ang. Gas Insulated Switchgear).
Rezerva za povrnitev frekvence
Rezerva za povrnitev frekvence (v nadaljevanju RPF) je najbolj pomembna in značilna rezerva, ki jo je treba stalno zagotavljati, praviloma pa je dimenzionirana na osnovi potencialnega izpada največje proizvodne enote električne energije v EES. RPF se nadalje deli na avtomatsko rezervo za povrnitev frekvence (aRPF) in ročno rezervo za povrnitev frekvence (rRPF). Razlika med aRPF in rRPF je predvsem v načinu aktivacije, pri čemer se aRPF aktivira avtomatsko, aktivacija rRPF pa se izvede ročno na zahtevo operaterja prenosnega sistema (ELES).
Ključne ugotovitve analize RPF
- Kljub velikemu vplivu OVE (predvsem sončnih elektrarn) na EES Slovenije bo JEK2 izhodišče za določitev potrebnih sistemskih rezerv za povrnitev frekvence.
- Manjše moči JEK2 (na enoto do 1.200 MW oz. skupaj do 1.300 MW) so bolj ugodne za regulacijsko območje Slovenije.
- Izgradnja novih namenskih virov rRPF je nujna. Poleg obstoječih in že načrtovanih virov prožnosti ocenjujemo, da regulacijsko območje Slovenije potrebuje:
- od približno 343 MW dodatnih virov rRPF v primeru JEK2 1 × 1.000 MW ali 2 × 1.000 MW,
- do približno 993 MW dodatnih virov rRPF v primeru JEK2 1 × 1.650 MW.
- Del rešitev bi bilo lahko oblikovanje regulacijskih blokov s tujino (npr. kot je to trenutno v okviru bloka SHB), vendar mora zato obstajati interes in ekonomska upravičenost rezervacije čezmejnih prenosnih zmogljivosti z namenom izmenjave rezerv.
Zbirni prikaz ocene investicij v infrastrukturo
Zaključki študije
S stališča varnega in stabilnega obratovanja EES so analizirane možnosti priključitve JEK2 do 2.400 MW na EES v letu 2040, s pogledom na leto 2050. Študija zajema postavitev energetskih in obravnavo regulatornih izhodišč za nadaljnje stacionarne in dinamične analize, analize obsega RPF, prerazporeditev proizvodnje ter oceno investicij v omrežje in RPF z JEK2 oziroma brez njega. Zaključki študije so razdeljeni na dva dela:
- ključne ugotovitve,
- usmeritve in predlogi.
Ključne ugotovitve študije
- S stališča priklopa JEK2 na EES študija pokaže, da je tehnično mogoč priklop katerekoli od obravnavanih konfiguracij JEK2, pri čemer so se kot najbolj priporočljive izkazale konfiguracije s pragovno električno močjo med 1.000 MW in 1.300 MW..
- Lokalna 110-kV omrežja se v obravnavanih stanjih EES soočajo s težavami že brez JEK2, posebej ob izraziti proizvodnji SE z inštalirano močjo 7.000 MW. Vpliv JEK2 na 110-kV omrežje je v okviru te študije zanemarljiv v primerjavi z vplivom drugih dejavnikov, kot sta povečanje OVE in odjema.
- V primeru izgradnje JEK2 je treba posodobiti primarno opremo na 400-kV zbiralkah RTP Krško na razred 50 kA, kar pomeni prenovo celotnega stikališča. Ta prenova in njen strošek je vključena v ekonomiko JEK2.
- Razpon jalove moči JEK2 je zelo pomemben za vzdrževanje ustreznega napetostnega profila v regiji, posebej na vzhodnem delu slovensko-hrvaške meje. Posledično je lahko JEK2 ključna napetostna podpora v Sloveniji v kriznem stanju EES in ima lahko zelo pomembno vlogo pri preprečitvi napetostnega zloma.
- Velikost ene posamezne enote JEK2 določa obseg RPF, ki ga mora regulacijsko območje Slovenije zagotoviti.
- Izgradnja novih namenskih virov rRPF je nujna. Poleg navedenih virov prožnosti ocenjujemo, da regulacijsko območje Slovenije potrebuje od približno 343 MW dodatnih virov rRPF v primeru JEK2 1 × 1.000 MW ali 2 × 1.000 MW do približno 993 MW dodatnih virov rRPF v primeru JEK2 1 × 1.650 MW. Razpon novih virov rRPF je močno odvisen od dolgoročnih tržnih razmer in spodbud na izravnalnem trgu EES.
- Med vsemi obravnavanimi konfiguracijami EES z JEK2 se iz naslova potrebnih posodobitev omrežja kot najugodnejši izkažeta konfiguraciji z JEK2 moči 1 × 1.000/1.100/1.200 MW ter JEK 2 moči 1 × 1.300 MW, pri katerih se ocena investicij giblje med 461 in 562 mio EUR med 544 in 716 mio EUR. V primeru JEK2 moči 1 × 1.650 MW ali 2 × 1.000/1.100/1.200 MW pa ocenjujemo, da bi bilo potrebnih precej več infrastrukturnih ukrepov za ustrezno povečanje prenosnih zmogljivosti, in sicer v razponu med 718 in 982 mio EUR oz. med 750 in 1.042 mio EUR (strošek brez investicije v vire rRPF).
- Investicijska ocena v nove vire rRPF pa se z velikostjo posameznega bloka JEK2 povečuje, in sicer od 272 mio EUR za JEK2 moči 1 × 1.000 MW ali 2 × 1.000 MW, do 597 mio EUR za JEK2 moči 1 × 1.650 MW.
Zaključne usmeritve študije
- Optimalna velikost JEK2 je do 1.300 MW neto električne moči na pragu elektrarne.
- Novi viri sistemskih storitev izravnave, predvsem viri rRPF, so nujni.