Βέλτιστη ανάπτυξη ενεργειακού συστήματος με αξιοποίηση της σύζευξης τομέων για απεξάρτηση από τα ορυκτά καύσιμα

Abstract

Η Ελλάδα, ακολουθώντας την συντονισμένη προσπάθεια χωρών από όλα τα μέρη του πλανήτη και κυρίως των υπόλοιπων κρατών μελών της Ευρωπαικής Ένωσης, πορεύεται στο μονοπάτι της επίτευξης του στόχου διαμόρφωσης ενός κλιματικά ουδέτερου και απεξαρτημένου από ορυκτά καύσιμα ενεργειακού συστήματος. Στο πλαίσιο αυτό, δίνεται ιδιαίτερη έμφαση στην ενοποίηση του ενεργειακού συστήματος μέσω της σύζευξης τομέων διαφορετικών ενεργειακών φορέων και αναγκών τελικής χρήσης, με σκοπό τον βέλτιστο οικονομικά και λειτουργικά σχεδιασμό του συνόλου του ενεργειακού συστήματος. Επομένως, ο προσδιορισμός του βέλτιστου οικονομοτεχνικά ενεργειακού και τεχνολογικού μείγματος στην βάση μιας ολιστικής προσέγγισης κρίνεται απαραίτητος, ως ένα πρώτο βήμα για την χάραξη της πορείας ενεργειακής μεταβάσης του Ελληνικού συστήματος με ορθολογικό τρόπο. Στην παρούσα εργασία καταστρώνεται ένα μοντέλο εύρεσης του βέλτιστου από οικονομική και τεχνική απόψη στόλου τεχνολογιών παραγωγής, αποθήκευσης και σύζευξης των τομέων ηλεκτρισμού, υδρογόνου, φυσικού αερίου και διαχείρισης διοξειδίου του άνθρακα (CO2) της Ελλάδας απαιτώντας την πλήρη κάλυψη των αναγκών ζήτησης των επιμέρους τομέων με ορίζοντα το έτος 2050. Η μοντελοποίηση υλοποιήθηκε στη βάση ενός προβλήματος γραμμικού προγραμματισμού (Linear Programming – LP) που ελαχιστοποιεί το συνολικό κόστος του συστήματος, με χρονικό ορίζοντα ενός έτους και θεώρηση greenfield συστήματος. Από την επίλυση του προβλήματος εξάγεται η απαραίτητη προς εγκατάσταση ικανότητα (ισχύς ή/και χωρητικότητα ενέργειας) κάθε μονάδας παραγωγής και αποθήκευσης ανά ενεργειακό φορέα και κάθε τεχνολογίας σύζευξης των επιμέρους τομέων, παράλληλα με τη βέλτιστη δυνατή ωριαία λειτουργία όλων των συνιστωσών του συστήματος. Στο βασικό εξεταζόμενο σενάριο γίνεται η θεώρηση του συζευγμένου συστήματος χωρίς την επιβολή εξωγενών στόχων ελάχιστης αξιοποίησης των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Με άλλα λόγια, το σύστημα αφήνεται ελεύθερο να ισορροπήσει στην οικονομικά βέλτιστη διαμόρφωση. Μέσω της σύζευξης τομέων και της αυξημένης χρέωσης εκπομπών CO2 επιτυγχάνεται σχεδόν καθολική απεξάρτηση από τα ορυκτά καύσιμα στον τομέα ηλεκτρισμού και αξιοσημείωτη απανθρακοποίηση του τομέα υδρογόνου. Από την άλλη, φαίνεται ότι υπάρχει ισχυρή εξάρτηση του τομέα φυσικού αερίου από το ορυκτό φυσικό αέριο, λόγω των σημαντικών απωλειών ενέργειας της εναλλακτικής κλιματικά ουδέτερης επιλογής που προσφέρει η σύζευξη τομεών. Για το λογό αυτό διερευνάται ο περιορισμός των εισαγωγών ορυκτού φυσικού αερίου ως πολιτική επιβολής υψηλότερης απανθρακοποίησης του τομέα φυσικού αερίου, αλλά και των υπόλοιπων τομέων του συστήματος. Παρουσιάζεται, έτσι, η επίδραση στις αναγκαίες επενδύσεις εγκαθιστώμενων τεχνολογιών, παρέχοντας και μια πλήρη εικόνα για τον οικονομικό αντίκτυπο που συνοδεύει τα υψηλότερα επίπεδα απανθρακοποίησης.