Čína má stejný problém jako USA: největší koncentrace větru a slunečního záření se nachází v odlehlých oblastech (na severu a západě), daleko od hustě zalidněných průmyslových měst, kde je energie potřeba (ve východních pobřežních oblastech). Neznámější velký black out se stal v minulém roce na Iberském poloostrově a částečně ve Francii.
Hlavním závěrem zprávy Společnost Red Eléctrica – provozovatele elektrické soustavy je, že na rozdíl od jiných velkých incidentů byl tento způsoben a série kumulativních okolností, které daleko překračovaly bezpečnostní kritérium N-1, vedoucí k problémům s přepětím a spuštění kaskádového vypnutí výroby. Proto čínské řešení zkrátit dobu odezvy na poruchy elektrické sítě na pouhých 0,1 sekundy ve srovnání s hodinami požadovanými v jiných zemích je doslova revoluce v energetice, ale i v AI.
Čínská vláda po léta prosazovala rychlý rozvoj obnovitelných zdrojů energie; země se nyní pyšní nejvyšším tempem růstu v oblasti obnovitelných zdrojů energie a největší kapacitou větrných a solárních elektráren ze všech zemí na světě.
Ale nyní je, alespoň dočasně, tato soustava přebudovaná. V energeticky hustých oblastech je větší kapacita výroby větrné a solární energie než přenosových sítí pro její přenos. Takže velká část této energie zůstává nevyužita.
UHV linky postavené a plánované v Číně
Budování celostátní sítě je jednou z hlavních priorit vlády. Podle agentury Reuters »má Čína v současné době v provozu nebo ve výstavbě 17 přenosových vedení UHV«.
Většina těchto vedení se má napojit na mohutné vodní přehrady na západě Číny. Mnoho z nich se ale snaží zachránit uvízlé větrné a solární elektrárny.
Elektřina: výrobní kapacita Číny
Instalovaná výrobní kapacita Číny v roce 2024 činila 3400 GW, což představuje 16% nárůst oproti roku 2023. Obnovitelné zdroje energie v roce 2024 přidaly kapacitu o 421 GW a tvořily 55 % celkové kapacity a většinu nově přidané kapacity (88 %). Kapacita vodní energie se zvýšila o 18 % na 436 GW. Solární energie se zvýšila o 45 % na 887 GW a větrná energie vzrostla o 18 % na 521 GW. Kapacita fosilních paliv vzrostla o 54 GW, z čehož většina (48 GW) tvořila uhelná kapacita.
Výroba elektřiny v Číně v roce 2023 vzrostla o 6,9 % na 9300 TWh. Fosilní paliva tvořila 64,0 % veškeré výroby, což je stejné množství jako v předchozím roce. Uhlí představovalo největší podíl veškeré výroby (59,3 %, tj. 5 500 TWh), následované zemním plynem (2,9 %, tj. 272 TWh) a výrobou z ropy (0,1 %). Podíl výroby z fosilních paliv zůstal od roku 2022 relativně stabilní. Podíl výroby z obnovitelných zdrojů (solární a větrné) na jiných než vodních zdrojích však vzrostl o 18,1 % .
V rámci čínského cíle národně stanoveného příspěvku si země klade za cíl dosáhnout vrcholu emisí oxidu uhličitého do roku 2030 a uhlíkové neutrality do roku 2060. V rámci tohoto cíle Čína plánovala zvýšit celkovou instalovanou kapacitu větrné a solární energie na 1 00 GW do roku 2030. Na konci roku 2024 měla větrná a solární energie dohromady instalovanou kapacitu 1407 GW.
Technologie umělé inteligence neutralizuje poruchy v elektrických sítích v čase zlomku sekundy
Díky rozsáhlé spolupráci vědců z akademických institucí, výrobců energetických zařízení, provozovatele národní elektrické sítě a automatizačních společností v Číně se podařilo zkrátit dobu odezvy na poruchy elektrické sítě na pouhých 0,1 sekundy ve srovnání s hodinami požadovanými v jiných zemích.
Vzhledem k tomu, že svět se stále více spoléhá na elektřinu pro vytápění, chlazení a dopravu, je rozvoj infrastruktury elektrické energie na podporu této transformace nezbytný. Elektřina se vyrábí z mnoha různých zdrojů, včetně vodních, solárních, jaderných, tepelných a větrných elektráren, a je distribuována prostřednictvím regionálních a národních sítí.
Mapa energetické infrastruktury Číny, původně spuštěná Centrem pro energetická studia pod názvem Mapa ropy Číny Bakerova institutu v únoru 2019, která se ve všech energetických složkách neustále obnovuje…
Centralizovaná povaha dodávek elektřiny může být v případě selhání sítě vážnou překážkou. Obnova výsledných výpadků proudu může trvat hodiny.
Riziko selhání sítě se ještě více zvyšuje s tím, jak se do sítě přidávají stále více přerušovaných zdrojů energie, jako je solární a větrná energie. V takovém prostředí potřebují sítě vysoce účinné systémy obnovy. Čína na tom pracuje již více než deset let a nyní zkrátila dobu odezvy na jednu desetinu sekundy.
Co tato technologie dělá?
Toto úsilí navazuje na předchozí iniciativu čínského státního provozovatele rozvodné sítě, který využil systém umělé inteligence k obnovení dodávky energie do 3 sekund. Tento systém byl spuštěn v roce 2022.
Povaha elektrické sítě se však v průběhu let změnila a Čína potřebovala ještě odolnější systém obnovy. Na projektu pracoval více než deset let tým výzkumníků z institucí, mezi které patří univerzity v Tianjinu a Shandongu, společnost State Grid Beijing Electric Power, NR Electric (výrobce elektrických zařízení a automatizační společnost) a Beijing Sifang Automation.
Tato technologie umožňuje izolaci poruch v elektrické síti a jejich obnovu v časovém okně sto milisekund! Řeší také problém detekce mikroproudových poruch na úrovni stovek miliampérů. To umožňuje systému vyvažovat napájení z nepředvídatelných zdrojů a přesměrovat elektřinu přes různé sítě pro rychlou ochranu a obnovu.
Čína – nárůst výroby primární energie
Největší nárůst výroby primární energie v roce 2023 oproti předchozímu roku představoval zemní plyn (6,2 %), následovaný jadernou energií (3,7 %). Zemní plyn však zaznamenal druhý největší nárůst spotřeby primární energie (7,4 %) po ropě a ostatních kapalných palivech (8,6 %). Uhlí sice tvořilo největší podíl na výrobě primární energie, ale meziročně vzrostlo nejméně, a to o 1,3 %. Uhlí stále tvořilo většinu (62 %) spotřebované energie v Číně.
V roce 2024 tvořila nefosilní paliva 56 % celkové instalované kapacity výroby elektřiny. Přestože většina výroby elektřiny (63 %) pocházela z fosilních paliv, podíl fosilních paliv na výrobě se oproti předchozímu roku snížil o 1 % .
Čína v roce 2024 přidala 356 gigawattů (GW) kapacity výroby energie z obnovitelných zdrojů mimo vodní energie. Z toho solární energie tvořila 277 GW a větrná energie 79 GW.
Proč je tato technologie nezbytná?
Zabránění velkému výpadku proudu nebo jeho rychlé obnovení v případě, že k němu dojde, je cílem každého provozovatele sítě. Pro Čínu je to však ještě důležitější. Tato velká asijská země má největší elektrickou síť na světě, vyrábí dvakrát více energie než Spojené státy a pohání průmyslová odvětví, která vyrábějí produkty pro celou planetu.
V roce 2025 se předpokládalo, že celková spotřeba elektřiny v Číně překročí 10 bilionů kilowatthodin (kWh), což je více než kombinovaná spotřeba Evropské unie, Ruska, Japonska a Indie v roce 2024. Vzhledem k tomu, že poptávka po energii nadále roste, Čína rychle přidává nové zdroje energie.
Časopis Interesting Engineering se podrobně zabýval novými čínskými jadernými elektrárnami. Zároveň země agresivně rozvíjí největší solární a větrné farmy na světě a staví největší vodní elektrárnu na světě v Tibetu. Vzhledem k tolika různým zdrojům energie, které napájejí síť, potřebuje Čína vysoce odolný a pohotový systém, který se vyrovná s výkyvy.
Technologie používaná v oblasti elektrické energie a železniční dopravy již byla vyvezena do 12 zemí a v budoucnu pomůže Číně vyvinout ještě inteligentnější elektrická zařízení.
Ioannis Sideropulos
ZDROJE – Časopis Interesting Engineering, Baker Institute, EIA US Energy Information Administration, Reuters, Red eléctrica Esp.