Μαθηματική Μοντελοποίηση της Αγοράς Φυσικού Αερίου: Η περίπτωση μιας ελληνικής εταιρίας

Abstract

Στο σημερινό διεθνές συνεχώς μεταβαλλόμενο περιβάλλον, η ανάπτυξη κατάλληλων και εξειδικευμένων Συστημάτων Λήψης Αποφάσεων απαιτείται όλο και περισσότερο. Αυτή η ανάγκη είναι ακόμα πιο εμφανής στην αγορά Φυσικού Αερίου ειδικά μετά την Απελευθέρωση της Αγοράς. Επίσης ένας καινούργιος παίχτης έχει εισέλθει στην αγορά. Το φυσικό αέριο σε υγροποιημένη μορφή(LNG), το οποίο είναι εύκολα μεταφέρσιμο από καράβια, έχει αλλάξει τους ρόλους του παιχνιδιού. Η δομή της παραδοσιακής αγοράς φυσικού αερίου έχει πλέον αλλάξει δραματικά. Λαμβάνοντας υπόψη αυτές τις καινούργιες συνθήκες με τις οποίες λειτουργεί η αγορά, οι εταιρείες εμπορίας βρίσκονται στη θέση στην οποία πρέπει να αλλάξουν τον τακτικό σχεδιασμό τους. Αρχίζοντας να προσαρμόζονται στο νέο τους ρόλο, οι εταιρείες εμπορίας φυσικού αερίου στοχεύουν στην μεταφορά φυσικού αερίου από τους κύριους αγωγούς ή άλλες πηγές LNG, στον τελικό καταναλωτή. Για να παραμείνουν ανταγωνιστικές και κερδοφόρες, οι εταιρείες πρέπει να βελτιστοποιήσουν τα σχέδια προμηθειών στη βάση διαφορετικών και πολύπλοκων μεταβλητών, συμπεριλαμβανομένων των τρεχουσών τιμών αγοράς. Αυτή η εργασία δεν είναι εστιασμένη στην ημερήσια λειτουργία της εταιρείας, αλλά προσπαθεί να παρέχει ένα εργαλείο διοίκησης για το τακτικό και στρατηγικό επίπεδο λήψης αποφάσεων. Αυτού του είδους η προσέγγιση καλύπτει την ανάγκη για μια απλοποιημένη ανάλυση διαφορετικών σεναρίων για τα υψηλότερα επίπεδα της ιεραρχίας της εταιρείας. Γίνεται προσπάθεια να θεμελιώσει τις πιο σημαντικές εξωτερικές παραμέτρους που επηρεάζουν το κόστος προμήθειας και να βρει το ελαχιστοποιημένο ετήσιο κόστος. Εξετάζονται και παρουσιάζονται, τα πλεονεκτήματα που προσφέρονται από την προσέγγιση για ελαχιστοποίηση του κόστους σε μια μεγάλη ποικιλία από σενάρια, όπως στην περίπτωση στην οποία η εταιρεία έχει τη δυνατότητα αποθήκευσης φυσικού αερίου, τα ετήσια βελτιστοποιημένα σχέδια παραδόσεων, ο σχεδιασμός και η βελτιστοποίηση όλων των διαθεσίμων τρόπων μεταφοράς φυσικού αερίου συμπεριλαμβανομένων χερσαίων και υδάτινων διόδων. Επίσης λαμβάνονται υπ όψιν σενάρια με διαφορετικούς τύπους συμβολαίων που διαχειρίζονται την προμήθεια φυσικού αερίου. Ο κύριος στόχος αυτής της εργασίας είναι η δημιουργία ενός μοντέλου για την βελτιστοποίηση της μηνιαίας λειτουργίας μιας εταιρείας εμπορίας φυσικού αερίου η οποία διατηρεί μονοπωλιακή θέση στην τοπική αγορά. Θα χρησιμοποιηθεί Γραμμικός Προγραμματισμός με μία αντικειμενική συνάρτηση που επιχειρεί να ελαχιστοποιήσει το ετήσιο κόστος προμήθειας φυσικού αερίου. Ο κύριος στόχος αυτού του εργαλείου είναι να προσφέρει μια γενική εικόνα των επιλογών μιας εταιρείας και τις βασικές στρατηγικές που μπορεί να ακολουθηθούν μέσω διαφόρων σεναρίων. Τέλος για την υποστήριξη του μοντέλου προτείνεται η χρήση μοντέλων προβλέψεων με την αξιοποίηση ιστορικών δεδομένων παραγγελιών φυσικού αερίου.

In today’s rapidly changing world, the development of suitable and specialized Decision Support Systems is needed more than ever. This need is even more conspicuous in the natural gas market since the Deregulation and Pipeline Unbundling. Also a new player has entered the market. The LNG easily transferred by ships, has changed the rules of the game. The traditional natural gas market structure is now changed dramatically. Taking into consideration these new market conditions, distribution companies have to adjust their tactical planning. Getting used to their new role, Distribution companies focus on the delivery of natural gas from the major pipelines or other LNG sources, to the end user. To remain competitive and profitable Distribution companies have to optimize their supply plans based on different and complicated variables including current market prices. This paper is not focused on the day to day company’s operation, but is trying to provide a managerial tool for the tactical and strategic decision making level. This approach meets the need for a simplified analysis of different scenarios for the higher levels in an organization’s hierarchy. We are trying to establish the most influential external variables that influence the supply cost and find the minimized yearly cost. Benefits offered by this approach for cost minimization in a variety of business scenarios, such as the case where the company can hold some amount of gas in storage, the optimized annual delivery plans, planning and optimization of all modes of transportation including pipeline and sea, are studied and presented. Also scenarios with different types of contracts to manage the natural gas supply, are also taken into consideration. The main purpose of this study is to develop an optimization model for the monthly operation of a natural gas Distribution company that holds a monopolist position in a local market. We are going to use Linear Programming with an objective function that seeks to minimize the yearly gas supply costs. This tool has as its main goal is to provide a general view of the company’s options and the basic strategies that can be followed through different scenarios. Finally, for the support of this model they are suggested several forecasting methods, using historic data of natural gas monthly supplies.