Στοχαστική μοντελοποίηση επενδυτικών αποφάσεων ηλεκτροπαραγωγής και προσομοίωση ανάπτυξης συστήματος
Authors: Τασιός Νικόλαος 
Published: August 2021

Οι επιχειρήσεις που δραστηριοποιούνται στον τομέα της ηλεκτροπαραγωγής αντιμετωπίζουν δύσκολες αποφάσεις σχετικά με το είδος και το μέγεθος των επενδύσεων. Η έκθεση της επιχείρησης στον ανταγωνισμό των αγορών ηλεκτρικής ενέργειας, η μεγάλη διάρκεια ζωής του σταθμού (η ανάκτηση του κεφαλαίου εξαρτάται από την λειτουργία σε αρκετά μελλοντικά έτη από την κατασκευή του σταθμού) καθώς και η μη αντιστρεψιμότητα των επενδύσεων συντελούν στην άποψη ότι η πλήρης ανάκτηση του επενδυμένου κεφαλαιουχικού κόστους είναι αβέβαιη. Επιπλέον, η επιχείρηση αντιμετωπίζει αβεβαιότητες που σχετίζονται με την περιβαλλοντική πολιτική, με τη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας και τις διεθνείς τιμές των καυσίμων.Συνεπώς καθίσταται αναγκαία η έρευνα με στόχο την προσαρμογή και επέκταση των μαθηματικών εργαλείων βελτιστοποίησης που συμβατικά χρησιμοποιούνται για τη μελέτη σκοπιμότητας και προγραμματισμού επενδύσεων στην ηλεκτροπαραγωγή. Οι συμβατικές μεθοδολογίες των εργαλείων αυτών παρουσιάζουν έλλειμμα τόσο στην αναπαράσταση και διαχείριση της αβεβαιότητας εντός της βελτιστοποίησης, όσο και στα κριτήρια απόφασης με βάση τα οποία καθοδηγείται η μαθηματική βελτιστοποίηση, καθώς επίσης και αναπαράστασης αυτών σε συνθήκες ολιγοπωλιακού ανταγωνισμού.Το αντικείμενο της παρούσας διατριβής αφορά τη στοχαστική μοντελοποίηση των επενδυτικών αποφάσεων ηλεκτροπαραγωγής και την προσομοίωση σε μαθηματικό υπόδειγμα της ανάπτυξης συστήματος, προτείνοντας και δοκιμάζοντας αριθμητικά εμπειρικές μεθοδολογίες μοντελοποίησης της αβεβαιότητας και των επιχειρηματικών αποφάσεων με έντονη αποφυγή κινδύνου στο πλαίσιο ατελούς ανταγωνισμού.Αρχικά, γίνεται κωδικοποίηση του πλήρους υποδείγματος βέλτιστης ανάπτυξης συστήματος και λειτουργίας ηλεκτρικού συστήματος σε μακροχρόνιο ορίζοντα, ακολουθώντας το αιτιοκρατικό πρότυπο. Στη συνέχεια, γίνεται κωδικοποίηση και ενσωμάτωση των αβεβαιοτήτων που αφορούν σε πολλούς παράγοντες, όπως το κόστος αγοράς καυσίμων και το κόστος αγοράς δικαιωμάτων εκπομπών CO2, και εξελίσσονται με το χρόνο. Έγινε η υπόθεση ότι τα στοχαστικά μεγέθη ακολουθούν γνωστές κατανομές.Ακολούθως, κωδικοποιήθηκε μεγάλο εύρος των τυποποιημένων συμπεριφορών απόφασης υπό συνθήκες κινδύνου και αβεβαιότητας. Η κωδικοποίηση και η εμπειρική δοκιμή πολλών εναλλακτικών προτύπων απόφασης υπό συνθήκες αβεβαιότητας στο πλαίσιο του ηλεκτρικού συστήματος και της αγοράς, επέτρεψε στην έρευνα να προτείνει αξιολόγηση των προτύπων αυτών σχετικά με την καταλληλότητά τους στην αναπαράσταση των επενδυτικών αποφάσεων υπό διάφορους τύπους συμπεριφορών αποφυγής κινδύνου και ιδιαίτερα όταν η συμπεριφορά επιδιώκει περιορισμό της ζημίας παρά μεγιστοποίηση του κέρδους. Ειδικότερα κωδικοποιήθηκαν συμπεριφορές ουδέτερες στον κίνδυνο όπως είναι τα υποδείγματα που χρησιμοποιούν την μέση τιμή. Κωδικοποιήθηκαν συμπεριφορές που λαμβάνουν υπόψιν την μέση τιμή και την διακύμανση του προς βελτιστοποίηση μεγέθους (προσέγγιση Markowitz) καθώς και συμπεριφορές που εξασφαλίζουν «ανοσία» (immunity) σε όλα τα δυνατά ενδεχόμενα.Επιπλέον, η έρευνα υλοποίησε αριθμητικά μοντέλα μεγάλου μεγέθους με εφαρμογή στις χώρες της ΕΕ και ορίζοντα το 2050. Η εμπειρική μελέτη χρησιμοποίησε πολλές παραλλαγές των μοντέλων που αναπτύχθηκαν στη διατριβή με τρόπο ώστε να μελετηθεί η ευαισθησία των αποτελεσμάτων (επενδύσεων ηλεκτροπαραγωγής) για διάφορες χώρες υπό διαφορετικές συνθήκες ανταγωνισμού στην αγορά, αβεβαιοτήτων και τύπων απόφασης εξαρτώμενης από διαφορετικές συμπεριφορές έναντι του κινδύνου. Η έρευνα μελέτησε συγκριτικά τα αποτελέσματα όλων των παραλλαγών του μοντέλου και των περιπτώσεων εφαρμογής με σκοπό να επιβεβαιώσει και αριθμητικά τη συσχέτιση του τρόπου μαθηματικής κωδικοποίησης των επενδυτικών αποφάσεων υπό διάφορες συνθήκες αβεβαιότητας με το εύρος των τυποποιημένων συμπεριφορών έναντι του κινδύνου. Η εμπειρική αυτή ανάλυση δικαιολογεί τα συμπεράσματα που εξάγονται σχετικά με την καταλληλότητα καθεμίας μαθηματικής κωδικοποίησης εν σχέση με τους τύπους συμπεριφοράς.