Představte si, že se během několika vteřin zastaví celý moderní svět. Zhasnou semafory, zastaví se metro, zmizí internet a mobilní sítě postupně přestávají fungovat. To je blackout: rozsáhlý výpadek elektrické energie, který může zasáhnout nejen města, ale i celé regiony nebo státy.

Už první hodiny bez proudu odhalují, jak hluboce je moderní společnost závislá na elektřině. Lidé uvíznou ve výtazích, zastaví se ventilační systémy, přestanou fungovat zabezpečovací zařízení. Výpadky komunikačních sítí paralyzují koordinaci záchranných složek, čerpací stanice bez elektřiny omezují dopravu a postupně selhávají i vodovodní systémy. Nouzové zálohy udrží klíčové instituce v provozu zpravidla jen po omezenou dobu, většinou několik hodin.

Pokud se podaří dodávky obnovit rychle, život se vrátí do normálu. V případě delšího výpadku ale hrozí chaos a sociální nepokoje. Různé studie se shodují v tom, že pokud výjimečný stav trvá déle než pět dní, začíná docházet k rozkladu společnosti. V takovém případě by vládě nezbývalo nic jiného než vyhlásit stav nouze.

Blackouty, které psaly historii

Za první blackout většího rozsahu je považován výpadek z 9. listopadu 1965, kdy se bez proudu ocitlo 30 milionů lidí ve Spojených státech a Kanadě. Příčinou bylo chybně zapojené relé vedoucí od Niagarských vodopádů. V roce 2003 způsobilo extrémní horko a průvěs elektrických vedení jeden z největších výpadků v historii USA - během pouhých 25 minut se ocitlo bez elektřiny 55 milionů lidí na severovýchodě země. Podle některých odhadů dosáhly škody až osmi miliard dolarů.

Největší blackout v dějinách lidstva pak zasáhl v roce 2012 severní Indii. Během dvou po sobě jdoucích výpadků přišlo o elektřinu 700 milionů lidí ve 28 indických státech.

Evropa zažila významný blackout v listopadu 2006. Ruční odpojení jedné z hlavních přenosových linek v Německu tehdy spustilo řetězovou reakci, která odstavila dodávky proudu pro 15 milionů lidí. Energetici museli Evropu rozdělit do tří samostatných částí, ve kterých se snažili obnovit dodávky.

Šlo o nejrozsáhlejší blackout na evropském kontinentu, a to jak z pohledu geografického dosahu, tak počtu zasažených zemí a přenosových soustav. Blackout v Itálii v roce 2003 či nedávný výpadek na Pyrenejském poloostrově nicméně postihly více obyvatel a trvaly déle.

V Česku zatím k žádnému totálnímu blackoutu sice dosud nedošlo, několikrát se však země ocitla na hraně. Nečekaný a na tuzemské poměry nevídaně rozsáhlý výpadek v zásobování elektřinou nicméně Česko zažilo právě před týdnem, v pátek 4. července. Zasaženy byly miliony odběrných míst v pěti krajích.

Naposledy byl ovšem energetický systém ve skutečně kritickém stavu v lednu a únoru roku 1985, kdy neobvykle silné mrazy pod minus 25 stupňů Celsia přetížily síť natolik, že bylo nutné řízeně omezovat odběry elektřiny nejen průmyslu, ale i domácnostem, aby nedošlo k plošnému kolapsu.

Vysoké riziko představoval také zmíněný evropský blackout v listopadu 2006. Další vážná situace nastala 8. ledna 2021, kdy došlo k sérii poruch v jihovýchodní Evropě. Středoevropské a západoevropské státy tehdy čelily nedostatku vlastní výroby a spoléhaly se na dodávky z Balkánu, které se však kvůli výpadkům zhroutily. Tuzemská energetická síť se ocitla na pokraji rozsáhlého výpadku, od blackoutu ji podle analýz dělily sekundy.

Tvrdé versus měkké zdroje

Nejvyšší pravděpodobnost blackoutu je podle expertů na poloostrovech, které mají špatné propojení se zbytkem energetické soustavy. A zároveň tam, kde přistupují k provozu ne zcela zodpovědně.

"Španělé podle dostupných informací zbytečně operovali na hraně možností, a tak i drobná porucha spustila řetězovou reakci a následný rozpad sítě. Vedle Španělska je rizikovou oblastí také Pobaltí, které má slabé propojení s evropskou soustavou. A dalším příkladem je Itálie, jež je výrazně závislá na dovozu elektřiny," vysvětluje Michal Macenauer, ředitel strategie poradenské společnosti EGU.

Roli přeshraničního propojení vyzdvihuje i Lukáš Hrabal z provozovatele přenosové soustavy ČEPS. Obecně podle něj platí, že čím rozsáhlejší je systém, tím je stabilnější. "Propojená evropská síť přináší možnosti využívat zahraniční výpomoc v případě, že pro udržení výkonové rovnováhy nepostačují nakoupené služby výkonové rovnováhy. Rovněž při řešení mimořádných situací lze využít flexibilitu zasmluvněných výrobců a odběratelů z celé Evropy, což je násobně více než v případě samotného Česka," vysvětluje Hrabal.

Expert z Fakulty elektrotechnické ČVUT Lubomír Lízal upozorňuje, že ve veřejné debatě se často řeší jen statická přiměřenost zdrojů, tedy že výroba (včetně případného dovozu) odpovídá poptávce. Zapomíná se však na druhou, zásadnější podmínku: dynamickou stabilitu, tedy schopnost soustavy rychle a řízeně reagovat na výkyvy nebo poruchy.

Dříve, v éře klasických řiditelných zdrojů, šly obě podmínky víceméně ruku v ruce. Turbíny, "točivé" stroje, v klasických elektrárnách automaticky tlumily výkyvy a umožňovaly flexibilní regulaci výkonu. Navíc jejich efektivní provoz běžně probíhal s dostatečnou rezervou, takže drobné odchylky a nárazové změny nebyly nákladné.

Obnovitelné zdroje jsou však takzvané měkké zdroje. "Sledují síť, ale nejsou schopny v případě dynamické změny síť ‚držet‘. Místo toho se z bezpečnostních důvodů ochrany před zničením odpojí," říká Lízal. Proto je nutné řešit dynamickou stabilitu jinak než dříve. Právě to podle něj přispělo i k blackoutu ve Španělsku.

"Tamní soustava neplnila doporučení, že vnitřní setrvačnost či odolnost soustavy má být alespoň dvě sekundy. V honbě za mediálními rekordy ohledně výroby z obnovitelných zdrojů nechali hodnotu z nočních tří sekund klesnout na pouhých 1,3 sekundy. Do novin se nakonec stejně dostali, ale asi jinak, než původně chtěli," shrnuje Lízal.

Se soláry a větrníky prudce rostou náklady na regulační energii. Odchylky už nejsou jen drobným vychýlením od ideálu, ale zásadní výzvou pro celou soustavu. "Statický nedostatek lze řešit odlehčováním sítě, tedy řízeným odpojováním odběrů či celých částí sítě, takzvaný rolling blackout. Ale dynamickou stabilitu musíte mít i v této situaci zachovanou, jinak by se síť stejně rozpadla," upozorňuje Lízal.

Z toho podle něj vyplývá, že pravděpodobnost blackoutu je vyšší tam, kde je nedostatek "tvrdých", tedy řiditelných zdrojů a zároveň nižší nadbytečná kapacita sítě. V Česku podle Lízala díky dostatečnému podílu těchto zdrojů hrozí teoreticky spíše statický nedostatek, tedy situace, kdy výroba nestačí pokrýt spotřebu. K tomu by mohlo dojít zejména v zimě, kdy spotřeba roste a dostupnost zdrojů klesá. Nejen v Česku, ale i v okolních zemích. "Totální kolaps sítě je velmi nepravděpodobný," říká Lízal.

Robustní síť a silní sousedé

Klíčovým prvkem odolnosti české energetické sítě je takzvané kritérium n‑1. To zajišťuje, že i při neočekávaném výpadku jednoho velkého zařízení, například transformátoru nebo vedení, zůstane síť stabilní a dodávky elektřiny budou zachovány.

"Dispečeři nepřetržitě sledují, zda je toto kritérium plněno. Pomáhá jim v tom speciální software, který má zabránit situaci ohrožující stabilitu soustavy," říká Vladimír Tošovský, správce sdružení regulovaných elektroenergetických společností ČSRES a někdejší dlouholetý šéf ČEPS.

Za nejčastější a zároveň nejrizikovější faktor výpadků označuje Tošovský počasí. Poruchy jsou běžnou součástí provozu, soustava je na ně připravena. Existují obnovovací plány a postupy, které se pravidelně testují v simulacích. Dispečeři je trénují na trenažéru.

"Máme připraveno několik scénářů pro náhradní napájení uzlových oblastí nebo napájecích transformoven, pokud by došlo k jejich výpadku a nebylo možné obnovit dodávku elektřiny ze strany ČEPS," doplňuje generální ředitel ČEZ Distribuce Martin Zmelík.

Pokud dojde k nerovnováze, mohou si sousední soustavy vzájemně vypomoci. "Česko má výhodu v robustní síti a spolehlivých sousedech," říká Tošovský. V případě vážnějších problémů se jednotlivé soustavy nejprve odpojí, aktivují vlastní rezervy a teprve poté, je‑li to možné, si navzájem pomáhají. V extrémních případech by se česká soustava standardně rovněž oddělila.

Podle Lízala z ČVUT je však třeba mít na paměti, že podobný produkční mix v sousedních zemích přináší i podobná (a časově provázaná) rizika. Propojení tedy snižuje rizika jen tehdy, pokud jde o zdrojově odlišné soustavy. "Je to jako s akciovým portfoliem. Stejný typ aktiv zvyšuje volatilitu, zatímco kombinace různých typů rizika snižuje," přirovnává.

Pomoc z vody i od elektromobilů

Velké blackouty v minulosti většinou způsobila souhra několika událostí, často v kombinaci s lidskou chybou. Zda budou v budoucnu hlavní příčinou obtížně řiditelné obnovitelné zdroje, zatím není jisté. Podle Macenauera však riziko blackoutu jednoznačně zvyšují. "Jedním dechem ale dodávám, že pokud se s nimi zachází odpovědně, a nikoli na základě politické objednávky, lze riziko udržet na přijatelné úrovni. Byť za cenu vyšších nákladů," říká.

Elektromobilita a tepelná čerpadla nemusí mít na stabilitu sítě negativní dopad, pokud se využijí jejich výhody. Elektromobily mohou dokonce přispět ke stabilizaci sítí. Představují totiž významný regulovatelný výkon. K tomu se může přidat i zákaznická flexibilita, tedy ochota spotřebitelů upravovat svou spotřebu podle aktuální dostupnosti elektřiny a výkyvů cen. Například přesouvat odběr do slunných letních dní s přebytkem solární energie. Ne vždy to ale bude možné.

Výkyvy v české energetické síti pomáhají tlumit také vodní elektrárny, které dokážou najet na plný výkon během několika desítek vteřin. Zejména přečerpávací elektrárny Dlouhé stráně, Dalešice a části Vltavské kaskády jsou připraveny být k dispozici dispečinku společnosti ČEPS, který je může v případě potřeby okamžitě nasadit.

Tyto zdroje zároveň pomáhají s obnovením napětí v jaderných elektrárnách. Například Lipno nebo Orlík mohou napájet Temelín, zatímco Dalešice a Mohelno slouží jako záloha pro Dukovany.

Prevence blackoutu však spočívá i v rozsáhlých investicích do modernizace a posílení přenosové soustavy. Ty mají čtyři hlavní důvody: rostoucí spotřebu, rozvoj výroby (zejména z obnovitelných zdrojů a baterií), modernizaci infrastruktury a posílení mezinárodního propojení. Tyto cíle se často prolínají, a proto nelze investice jednoznačně přiřadit jen k jednomu účelu. Výsledkem je nejen vyšší spolehlivost, ale také efektivnější přenos výkonu, lepší síťová topologie a silnější propojení se zahraničím.

Významnou roli hraje také digitalizace řízení a nasazování chytrých technologií, včetně umělé inteligence. Roční investice do přenosové a distribuční soustavy aktuálně dosahují zhruba 40 miliard korun, z toho přibližně 8,5 miliardy investuje samotný ČEZ.

Podle Vladimíra Tošovského však nelze říct, že tyto investice vedou výhradně ke zvýšení spolehlivosti. Ta se zlepšuje především díky moderním technologiím. "Zmizely drobné poruchy, které byly běžné před 30 lety. Naopak přibývá méně častých, ale závažnějších incidentů," uzavírá Tošovský.