Βέλτιστη ανάπτυξη συστημάτων παραγωγής με αξιοποίηση της αποθήκευσης, για επίτευξη πολύ υψηλής διείσδυσης ΑΠΕ

Abstract

Η Ελλάδα, όπως και όλα τα υπόλοιπα κράτη μέλη της Ευρωπαϊκής Ένωσης (ΕΕ), είναι υπόχρεη να επιτύχει υψηλές διεισδύσεις ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (ΑΠΕ) και για το λόγο αυτό δημιουργήθηκε, προσεκτικά, ο μακροπρόθεσμος ενεργειακός σχεδιασμός της. Η συνύπαρξη αποθηκευτικών μέσων και τεχνολογιών ΑΠΕ κρίνεται αναπόφευκτη στην πορεία κάθε χώρας προς την αναβάθμιση του ηλεκτρικού της συστήματος και στην προσπάθεια προς την απανθρακοποίηση αυτού. Η επιτυχής εύρεση του βέλτιστου, οικονομικά και τεχνικά, ενεργειακού μείγματος, λοιπόν, αποτελεί το αρχικό στάδιο για την κατάρτιση μιας ορθολογικής πορείας της χώρας και τη δημιουργία της ελληνικής στρατηγικής, με απώτερο σκοπό τη συμμόρφωσή της με τις απαιτήσεις και τους στόχους της ΕΕ. Στην παρούσα εργασία, δομείται ένα μοντέλο αναζήτησης του ιδανικού οικονομοτεχνικά παραγωγικού στόλου της Ελλάδας, για ένα μελλοντικό έτος, με δεδομένους στόχους διείσδυσης και περικοπών ΑΠΕ. Ο αλγόριθμος, που δημιουργήθηκε. αποτελεί ένα πρόβλημα γραμμικού προγραμματισμού (LP), με την ονομασία capacity expansion planning (CEP), η λύση του οποίου αποτελείται τόσο από την τελική εγκατεστημένη ισχύ κάθε αποθηκευτικού μέσου και ανανεώσιμης τεχνολογίας, όσο και από τη βέλτιστη λειτουργία όλων των συνιστωσών του συστήματος κατά τη διάρκεια ενός έτους. Το τελευταίο, επιτυγχάνεται μέσω της εισαγωγής στο μοντέλο του προβλήματος ένταξης των μονάδων βάσει της βέλτιστης οικονομικότητας του συστήματος. Στο παραπάνω μοντέλο δε συμπεριλαμβάνονται οι τεχνικοί περιορισμοί των συμβατικών μονάδων φυσικού αερίου. Παρόλα αυτά, η υλοποίηση και η χρήση ενός πληρέστερου αλγορίθμου, με την ύπαρξη των τεχνικών ελαχίστων των συμβατικών μονάδων, καταλήγει σε παρόμοια αποτελέσματα. Αντιθέτως, η αναλυτική περιγραφή των υδροηλεκτρικών σταθμών (ΥΗΣ) της χώρας κρίνεται απαραίτητη για την εξαγωγή των καμπυλών αναφοράς καθενός μεγάλου ΥΗΣ, παρά το γεγονός ότι υπάρχει σύγκλιση αποτελεσμάτων σε περίπτωση απλουστευμένης μοντελοποίησής τους. Επιπλέον, το μοντέλο βασίζεται απόλυτα στα δεδομένα εισόδου του και για το λόγο αυτό επιχειρείται μια ανάλυση ευαισθησίας ως προς τα επενδυτικά κόστη των αποθηκευτικών μέσων, τα οποία και ποικίλλουν σε παρόμοιες μελέτες. Τέλος, για σταθερή διείσδυση -της τάξεως του 90%- διενεργούνται διαφορετικά σενάρια με στόχο τη μείωση των περικοπών ΑΠΕ και, επομένως, την αύξηση της αξιοποίησης αυτών. Τα τελευταία σενάρια ελέγχονται σε ΣΗΕ με πρότερη ύπαρξη φωτοβολταϊκών σταθμών, αιολικών πάρκων και μονάδων ΦΑ, αλλά και σε greenfield σύστημα, δηλαδή με απουσία των προαναφερθέντων. Κάνοντας, λοιπόν, αποτίμηση των αποτελεσμάτων από όλα τα σενάρια, εξάγεται το συμπέρασμα ότι υπάρχουν συγκεκριμένες τάσεις και κατευθύνσεις που θα πρέπει να ακολουθηθούν για την επίτευξη κάθε στόχου ανά σενάριο.