Διαχείριση Κινδύνου Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας με Τεχνικές Θεωρίας Χαρτοφυλακίου
Creators: name: Μούκας Αλέξιος Ιωάννης Ιωάννη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2022
Subjects: Στρατηγική διαφοροποίησης
Πολυκριτηριακή βελτιστοποίηση
Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας
Diversification strategy
Multicriteria optimization
Renewable energy resources

description: Σύμφωνα με τον ¨Ενεργειακό Χάρτη Πορείας για το 2050¨ της Ευρωπαϊκής Επιτροπής, καθίσταται απαραίτητη η μείωση των εκπομπών ρύπων διοξειδίου του άνθρακα κατά 80% - 95% μέχρι το 2050, συγκριτικά με τα επίπεδα του 1990. Η επίτευξη του εν λόγω στόχου απαιτεί την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από Ανανεώσιμες Πηγές (ΑΠΕ) σε ποσοστό τουλάχιστον 55% της συνολικής κατανάλωσης, εξασφαλίζοντας την αξιοπιστία και την ασφάλεια παροχής των συστημάτων ενέργειας. Οι προκλήσεις που προκύπτουν, οφείλονται στα υψηλά επίπεδα μεταβλητότητας που χαρακτηρίζουν τόσο την παραγωγή ενέργειας από ΑΠΕ, όπως την αιολική και την ηλιακή, όσο και την ζήτηση ενέργειας. Λόγω της αδυναμίας αποθήκευσης της ενέργειας με τεχνικά και οικονομικά αποτελεσματικούς τρόπους και των περιορισμών του δικτύου μεταφοράς ενέργειας κρίνεται απαραίτητη η ανάπτυξη στρατηγικών διαχείρισης των συγκεκριμένων προκλήσεων. Στη παρούσα διπλωματική εργασία, διερευνάται η στρατηγική σύνθεσης διαφοροποιημένων γεωγραφικά και τεχνολογικά χαρτοφυλακίων, τα οποία κατανέμουν αποτελεσματικά τη συνολική παραγωγική ισχύ ΑΠΕ, εξετάζοντας τις ανάγκες διατήρησης συμβατικών μονάδων παραγωγής ενέργειας σε εφεδρεία καθώς και ανάπτυξης δικτύου μεταφοράς ενέργειας σε διασυνοριακό επίπεδο, με στόχο την εξισορρόπηση της παραγόμενης ενέργειας με τη ζητούμενη. Για τον σκοπό αυτό, αναπτύσσεται ένα υπόδειγμα πολυκριτηριακής γραμμικής βελτιστοποίησης και εφαρμόζεται εμπειρικά σε δεδομένα ημερήσιου ηλεκτρικού φορτίου, ενεργειακών αποδόσεων ΑΠΕ και περιορισμών δυνατότητας μεταφοράς ενέργειας 32 χωρών της Ευρώπης, για το διάστημα 2010–2015. Διερευνώντας διαφορετικά σενάρια σύνθεσης αποτελεσματικών χαρτοφυλακίων και διασυνοριακής σύνδεσης των χωρών αναδεικνύεται η ουσιαστική συνεισφορά της στρατηγικής διαφοροποίησης στη μείωση των ελλειμματικών ή πλεονασματικών αποκλίσεων της παραγόμενης ενέργειας από τη ζητούμενη, τεκμηριώνοντας τα οφέλη της στρατηγικής επένδυσης σε επέκταση του πανευρωπαϊκού δικτύου μεταφοράς ενέργειας
description: According to the European Commission's Energy Roadmap for 2050, it is necessary to ensure that carbon dioxide emissions are reduced by 80-95% by 2050, compared to 1990 levels. Achieving this target requires the generation of electricity from renewable energy sources (RES) to account for at least 55% of total consumption, ensuring the reliability and security of the supply of energy systems. The challenges that arise are due to the high levels of volatility that characterize both energy production from RES, such as wind and solar, and energy demand. Due to the inability to store energy in technically and economically efficient ways and the limitations of the energy transmission network, it is necessary to develop strategies to manage these challenges. In this dissertation thesis, the strategy of composing geographically and technologically diversified portfolios that efficiently allocate the total renewable energy production capacity is explored, considering the need of keeping conventional power plants in reserve as well as developing an energy transmission network across borders to balance the generated energy with the energy load. For this purpose, a multi-criteria linear optimization model is developed and empirically applied to data of daily electricity load, RES energy yields, and transmission capacity constraints of 32 European countries for the period 2010--2015. By exploring different scenarios for the composition of efficient portfolios and cross-border interconnection of countries we highlight the essential contribution of the diversification strategy in reducing the deficit or surplus deviations of energy production from demand and the benefits of strategic investment in the expansion of the pan-European energy transmission network