Ivan Beneš: Nejzranitelnější kritickou infrastrukturou je elektroenergetika

Úvod

Globální charakter klimatu na Zemi je určen velkým počtem fyzikálně-geografických faktorů. Působení některých těchto faktorů není dosud zcela vyjasněno a kvantifikováno. Vzhledem k tomu, že změna klimatu představuje jistá rizika pro lidskou společnost, je působení jednotlivých faktorů a mechanismus změn klimatu podroben širokému zkoumání. Možnosti snížit rizika a následky změn klimatu spočívají jednak v omezení příčin změn klimatu (tj. prakticky snižování emisí skleníkových plynů), jednak v adaptaci na tyto změny. Aby se dosáhlo účinného snižování emisí skleníkových plynů, je nutné vynaložit, a to co nejdříve, poměrně značné finanční prostředky. Zatím však pro snížení rizika změn klimatu nebyla zorganizována žádná celosvětová akce, která by přinesla účinný efekt. V soukromém i státním sektoru existuje obava, že naopak vynaložení relativně velkých finančních prostředků bude mít za následek řadu negativních následků, např. snížení konkurenceschopnosti průmyslu, obranyschopnosti apod. Za současných podmínek se dobrovolně do takových nákladů, bez přiměřené kompenzace nikomu nechce. Díky tomu se otázka snižování rizika změn klimatu dostala do pozornosti politiků se všemi negativními atributy, přičemž je často obtížné odlišit objektivní vědecký názor od demagogických tvrzení.

Je třeba konstatovat, že změna klimatu je skutečností - bez ohledu na její původ. Současný charakter oteplování ani ostatních regionálních změn se v průběhu 21. století patrně nezmění a to bude mít za následek zvýšení počtu extrémních meteorologicko-hydrologických jevů, např. dešťových srážek, bleskových povodní, vichřic, přívalů sněhu, sucha, extrémních veder, apod. Ty ovlivní život obyvatel nejen v dotčených oblastech, ale pokud naruší chod kritické infrastruktury, mohou ovlivnit nepřímo i bezpečnost dalších obyvatel mimo postižené území.

Tam, kde byla kritická infrastruktura zprivatizována, stala se pro soukromého vlastníka bezpečnost spotřebitele externalitou, neboť hlavním cílem provozování obchodní společnosti je zisk a generování kladného cash-flow. Snaha o maximální snižování nákladů vede někde až k nerespektování fyzikálních zákonů, což může vést, právě při extrémních klimatických jevech, ke zhroucení infrastruktury. Vlivem liberalizovaného trhu jsou například přenosové soustavy nuceny k jinému způsobu provozu, než na jaký byly původně navrženy. Kritická infrastruktura je tak všeobecně provozována na hranici svých technických limitů. To spolu se zvýšenou četností extrémních klimatických jevů, ale i případných úmyslných činů, může vést ke vzniku krizových situací (obrázek 1). Pokud nebude toto riziko včas pojmenováno a nebudou včas vedeny cílené kroky k jeho zmírnění, budou mít vzniklé situace i vážné politické důsledky. Nejzranitelnější kritickou infrastrukturou je elektroenergetika. Tato zranitelnost je dána jednak vysokou centralizací, která se u jiné infrastruktury v takové míře nevyskytuje, jednak tím, že elektřinu jako nosič energie nelze prakticky na rozdíl od ropy a zemního plynu skladovat. Během 4 sekund se tak při neschopnosti vyrovnat nabídku s poptávkou může celý systém zhroutit a země se ponoří do tmy.

Obrázek 1 Nepřijatelné riziko. Graf ve větším rozlišení

Licence | Některá práva vyhrazena

Zdroj | CityPlan

Změna klimatu a její průvodní extrémní jevy však nejsou jedinou hrozbou, které v 21. století čelíme. Druhou vážnou hrozbou pro lidstvo je nedostatek energetických surovin – fosilních paliv. Jejich spalování se současně posílí emisích skledníkových plynů. Je tedy nutné při úvahách o bezpečnostních rizicích uvažovat obě hrozby současně.

Relevantní pohromy související se změnou klimatu a nedostatkem zdrojů

Změna klimatu i nedostatek zdrojů mohou vést ke stejným důsledkům, jako jsou lokání konflikty, pokles zemědělské produkce, migrační vlny, zvýšená zločinnost, terorismus, kolaps globální ekonomiky apod.

Fosilní paliva se podílejí na pokrytí světové potřeby energie z 81% (ropa 34,4%, zemní plyn 20,5% a uhlí 26%). Ostatní alternativní zdroje tvoří jen menšinu (jaderná energetika 6,2%, obnovitelné zdroje 12,9%). Nedostatek fosilních paliv vlivem konečnosti zásob a zvyšující se poptávky v rozvojových zemích (především Číně a Indii) pocítí již současná generace a projeví se prudkým růstem jejich ceny. Je třeba si uvědomit, že průmyslový rozvoj a růstová ekonomika byly umožněny dostatkem laciné energie, přitom důležitější je to slůvko laciné. Jakmile začne společnost vynakládat většinu hodnoty, kterou vytvoří na to, aby si zdroje energie obstarala, dostane se dosavadní růstová globální ekonomika do situace, se kterou si současné ekonomické poučky, které vznikaly v době dvou století dostatku fosilních paliv, nebudou vědět rady. I když existuje dostatek alternativní energie, především sluneční, jejíž disponibilní množství převyšuje mnohokrát potřeby lidstva, není ještě schopna fosilní paliva významněji nahradit, protože přeměna do užitečné formy (zejména elektřiny) je zatím drahá. Doté doby, než se příslušné technologie zlevní, je třeba předpokládat, že nedostatek levné energie vyvolá různé krizové jevy.

Klimatické jevy se v konečném důsledku mohou projevit nedostatkem vody, změnami biotopu a extrémními meteorologickými jevy (obrázek 2). Z obrázku jsou patrné další dominové dopady a jsou naznačeny i některé další vzájemné vazby.

Obrázek 2 Důsledky nedostatku paliv a klimatické změny. Graf ve větším rozlišení

Licence | Některá práva vyhrazena

Zdroj | CityPlan

Z hlediska globálních dopadů je třeba uvést, že snížení úživnosti půdy vlivem změny klimatu se může dotýkat rozsáhlých regionů a zesílit řádově tzv. klimatickou či environmentální migraci desítek milionů lidí hledajících základní živobytí, či holé přežití. To může vyvolat nepokoje mezi domácími obyvateli cílových zemí a imigranty -uprchlíky. A to pak může vést ke zvýšené zločinnosti, která by patrně postihla i systémy kritické infrastruktury. Obdobně může podle některých scénářů eskalovat globální soupeření o zbývající energetické suroviny i přístupové cesty a vyústit v řadu konfliktů, jež by s největší pravděpodobností měly charakter lokálního asymetrického konfliktu s gerilovými akcemi v obsazeném území a možnými teroristickými útoky v zemích dobyvatelů. V České republice mohou být tyto nepřímé globální dopady větší než přímé, vyvolané extrémními meteorologicko-hydrologickými jevy.

Dosavadní praxe navrhování kritické infrastruktury se vyrovnávala převážně jen s možnými technologickými poruchami a běžnou zločinností. To však pro očekávané hrozby ve 21. století nebude dostačující. Je proto nutné včas při tvorbě strategie adaptace zvažovat všechny hrozby a využívat vhodně synergické účinky jednotlivých opatření. Příkladem je hrozba blackoutu. Víme, že blackout může nastat z mnoha příčin (obrázek 3). Vhodná protiopatření mohou snižovat zranitelnost univerzálně, bez ohledu na příčiny.

Obrázek 3 Příčiny a dopady blackoutu. Graf ve větším rozlišení

Licence | Některá práva vyhrazena

Zdroj | CityPlan

Obrázek vyjadřuje nejzranitelnější případ, který může v energetické kritické infrastruktuře nastat. Bez elektřiny nejsme schopni zajistit základní lidské potřeby, a pokud by tento stav trval více, než několik hodin, nastala by rozsáhlá krizová situace.

Závěr

Na základě rizikových analýz, které jsme provedli v rámci několika výzkumných projektů, konstatujeme, že nejvážnějším dopadem klimatické změny na sektor energetiky je hrozba vícenásobného poškození prvků elektrizační soustavy. Může k němu nejpravděpodobněji dojít během extrémního meteorologického jevu. Zasažení elektrizační soustavy orkány Kyrill v roce 2007 a Emma v roce 2008 poskytlo dostatek informací k představě, jak „snadno“ by mohlo příště dojít k výpadku elektřiny velkého rozsahu (na území celého státu), a to třeba i na dobu několika týdnů. To by mělo katastrofické následky.

Pro-aktivní opatření ve formě krizových ostrovních provozů podporovaných startem ze tmy (řešené například ve výzkumných úkolech 2A-1TP1/065 a 2A-2TP1/003), zajišťujících nouzové zásobování elektřinou v krizových situacích, jsou realizovatelná a ekonomicky únosná. Současně se tím zvýší ochrana i proti následkům vyřazení provozu přenosových sítí z jiných důvodů (vícenásobná porucha či útok). Tato pro-aktivní adaptační opatření pro zvýšení energetické bezpečnosti a ochrany obyvatelstva byla zahrnuta v roce 2009 do návrhu aktualizace energetické koncepce, ta však již bohužel nebyla minulou vládou projednána.