Models for the location decision for a combined cycle power plant : basic principles for solving the decision problem of the choice of location for a feasibility study of gas-fired power plants
Authors:   , Krüger Jan 
Published: October 2023

The present thesis deals with the foundations for solving the decision problem of site selection for a feasibility study of gas-fired power plants, based on realistic and practical statements, under a business approach. The analysis of different theories and the investigation of site-relevant decision criteria has illustrated the broad range of site-specific factors and criteria that are to be taken into account. On the basis of existing projects, in which site theories were analysed for various industries, the present research project thus lays a new foundation for an extended specific approach in the area of electricity generation in gas-fired power plants.
For gas-fired power plants, IEA anticipates a major increase, but otherwise notes that renewables and nuclear power account for more than half of all the new capacity added worldwide until 2040. Due to the low investment costs per KW of installed capacity, the high efficiency factor, the low CO2-emissions and the relatively short construction times, a large number of gas and steam power plants are planned or are already under construction in Europe. A lot of countries have been focussing on liquefaction of natural gas (LNG) for several years. The physical properties of LNG facilitate its transport on tankers to the ports of destination and / or power plants, where the natural gas is returned to its gaseous state. Thus, LNG offers a practical alternative to the gas transport by pipelines and a possibility to put the procurement structure on a broader basis. This, in turn, will lead to new alternatives for the choice of sites. Projects like the Baltic pipeline or the Nabuko project offer the prospect of a greater security of supply.
The study considers the impact of measures to secure supply as decentralised generation and the use of renewable energies for power generation. The expansion targets of the EU 15 countries of 2004 and the values in each EU member country resulted in an indicative target value of around 20% of the share of renewable energies in the gross electricity consumption for the EU 25 in 2010. The political implementation in the individual EU 25 countries is one of the criteria for the choice of sites for power plant projects within Europe.
The importance of the international electricity trade for the liberalised electricity market in Europe is stressed. It may include the promotion of the Europe-wide competition in the generation of electricity, increasing the efficient use of the existing capacities in the power plant fleet, and expansion of the cross-border power transfer capacities between the individual European states. It is also essential good cooperation of all participants on the energy market, for the development of an efficient power plant fleet in Europe and finally, for the success of each individual company.The survey method used in the self-designed empirical questionnaire has proven successful in the present study. The extension of the quantitative investment calculation by a refined qualitative evaluation and decision process and the introduction of a modified utility analysis rightly seem to claim their place in such a paradigm. On the basis of empirical material, a detailed characterization of the weighting of site criteria was performed. As a result of this it was found that the criteria weighting for a site decision is a multipersonal process, in which the behaviour of the subjective or restricted rationality of the players involved does not allow for a definite conclusion, but only provides a conclusion on tendencies. However, it could be proved that the subjective component is moderated by a multipersonal process and thus, by forming collective judgements instead of individual judgements.
Over time, restrictions change, new energy concepts and technologies are developed, decision criteria and parameters vary. This induces permanent adaptation and further optimization of the present approach.
La presente tesis trata sobre las bases para la solución del problema de decisión de la selección del emplazamiento para un estudio de viabilidad de las plantas eléctricas de gas, basado en declaraciones realistas y prácticas, bajo un enfoque de negocio. El análisis de las diferentes teorías y la investigación de criterios de decisión relevantes ha ilustrado la amplia gama de factores específicos del lugar y los criterios que han de ser tenidos en cuenta. Sobre la base de los proyectos existentes, en los que se analizaron las teorías de selección de sitio para diversas industrias, el presente proyecto de investigación establece una nueva base para un enfoque específico en el área de generación de electricidad en centrales eléctricas de gas. Para las plantas eléctricas a gas, la AIE prevé un aumento importante de capacidades, y señala que las energías renovables y la energía nuclear cuenta con más de la mitad de toda la nueva capacidad añadida en todo el mundo hasta el año 2040. Debido a los bajos costos de inversión por kW de potencia instalada, el alto factor de eficiencia, las bajas emisiones de CO2 y los tiempos de construcción relativamente cortos, un gran número de plantas usando gas ya están en construcción en Europa. Una gran cantidad de países se han centrando en la licuefacción del gas natural (GNL) desde hace varios años. Las propiedades físicas de GNL facilitar su transporte en barcos a los puertos de destino, donde el gas natural se evapora a su estado gaseoso. El GNL ofrece una alternativa práctica para el transporte de gas a través de gasoductos y una posibilidad de poner la estructura de adquisición sobre una base más amplia. Esto, a su vez, dará lugar a nuevas alternativas para la elección de los sitios. Proyectos como el oleoducto del Báltico o el proyecto Nabuko ofrecen la perspectiva de una mayor seguridad del suministro. El estudio considera el impacto de las medidas para garantizar el suministro como la generación descentralizada y el uso de energías renovables para la generación de energía. Las metas de expansión de la UE de 15 países de 2004 y los valores de cada país miembro de la UE dio lugar a un valor objetivo indicativo de alrededor del 20% de la cuota de las energías renovables en el consumo bruto de electricidad de la UE-25 en 2010. La puesta en práctica política individuales en cada uno de 25 países de la UE, es uno de los criterios para la selección de sitios para proyectos de plantas de energía en Europa. La importancia del comercio internacional de electricidad para el mercado eléctrico liberalizado en Europa se destaca en el trabajo, además de la promoción de la competencia a escala europea en la generación de electricidad, el aumento de la utilización eficiente de las capacidades existentes en la flota de la planta de energía, y la expansión de las capacidades de transferencia de energía transfronterizos entre los estados europeos. Una buena cooperación de todos los participantes es esencial en el mercado de la energía, para el desarrollo de una flota de plantas de energía eficiente en Europa y, por último, para el éxito de cada empresa en particular. El método de encuesta utilizada, de diseño propio ha demostrado su eficacia en el presente estudio. La extensión del cálculo de la inversión cuantitativa por un proceso de evaluación y decisión cualitativa refinada y la introducción de un análisis de la utilidad modificado con razón tiene su lugar en este paradigma. Sobre la base del material empírico, se realizó una caracterización detallada de la ponderación de los criterios del sitio. Como resultado de esto se encontró que la decisión del sitio es un proceso multipersonal, en el que el comportamiento de la racionalidad subjetiva o restringida de los jugadores implicados no permite una conclusión definitiva, pero sólo proporciona una conclusión de tendencias, planteando la solución como juicios colectivos en lugar de individuales. Cambios futuros, pueden obligar a optimizar el trabajo.