Επίδραση της Διείσδυσης των ΑΠΕ στην Χονδρεμπορική Τιμή Ηλεκτρικής Ενέργειας

Abstract

Η παρούσα διατριβή αφορά στην ποσοτική ανάλυση και μοντελοποίηση της παραγωγής των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ) με εποχική και ημερήσια διακύμανση, στην μοντελοποίηση της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας επίσης με εποχική και ημερήσια διακύμανση καθώς και στην μοντελοποίηση της προσφοράς από συμβατικές πηγές οι οποίες και διαμορφώνουν την σχετική καμπύλη αξίας (Merit Order Curve ή MOC). Περαιτέρω μελετήθηκε ποσοτικά και μοντελοποιήθηκε η απομειωτική επίδραση της διείσδυσης των ΑΠΕ στην χονδρεμπορική τιμή ηλεκτρικής ενέργειας, φαινόμενο διεθνώς αποκαλούμενο ως Merit Order Effect (ΜΟΕ) καθώς και η ελαστικότητα του ως προς την μεταβολή θεμελιωδών μεγεθών της αγοράς.

Για τους σκοπούς της παρούσας διατριβής αξιοποιήθηκαν πραγματικά πρωτογενή δεδομένα (παραγωγή ΑΠΕ, φορτίο ζήτησης, τιμές ΟΤΣ) από την λειτουργία της χονδρεμπορικής αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας επόμενης ημέρας, όπως αυτά δημοσιεύονται σε ωριαία βάση από τον Λειτουργό της Αγοράς. Ιδίως ως προς την μοντελοποίηση της MOC που με την κλίση και την μορφή της καθορίζει εν πολλοίς την έκταση του MOE, δηλαδή της προς τα κάτω μεταβολής της χονδρεμπορικής τιμής της ηλεκτρικής ενέργειας που συντελείται με την αύξηση της διείσδυσης των ανανεώσιμων υπό προτεραιότητα κατανομής, αξιοποιήθηκαν στοιχεία της Αγοράς Επόμενης Ημέρας (ή Ημερήσιος Ενεργειακός Προγραμματισμός) αλλά και της Εικονικής Αγοράς Επόμενης Ημέρας δηλαδή αυτής χωρίς καθόλου συμμετοχή ΑΠΕ. Τα στοιχεία της δεύτερης άρχισαν να καταγράφονται μετά την υιοθέτηση και εφαρμογή ενός καινοτόμου σε διεθνές επίπεδο μηχανισμού στην χώρα μας, αυτού της Χρέωσης Προμηθευτή όπως θεσπίστηκε με τον ν. 4414/2016. Η χρέωση αυτή αποσκοπούσε στην αντιστάθμιση του φαινομένου του MOE δια της χρέωσης των Προμηθευτών (εταιρειών λιανικής ρεύματος) με το όφελος που καρπώνονταν από την μείωση των χονδρεμπορικών τιμών του ρεύματος και την απόδοση του στον Ειδικό Λογαριασμό ΑΠΕ προς μείωση του ΕΤΜΕΑΡ, δηλαδή του Τέλους που καταβάλουν οι καταναλωτές με τους λογαριασμούς τους για την στήριξη των ανανεώσιμων και κατ’ επέκταση των κλιματικών στόχων της χώρας.

Τα πρωτογενή ωριαία στοιχεία που καταγράφηκαν από την λειτουργία της Εικονικής Αγοράς Επόμενης Ημέρας (δηλαδή χωρίς ΑΠΕ) στα πλαίσια του μηχανισμού της Χρέωσης Προμηθευτή, βοήθησαν στο να χαρτογραφηθούν τα ανώτερα τμήματα της MOC, δηλαδή αυτά που αφορούν συνθήκες κάλυψης από συμβατικές πηγές αναγκών υψηλού φορτίου (αφού στην Εικονική αγορά οι ΑΠΕ απουσιάζουν) άρα και τιμών, υπό τα δεδομένα, δομές, κόστη και χαρακτηριστικά βεβαίως της συμβατικής παραγωγής αλλά και της αγοράς της περιόδου εκείνης. Με δεδομένο πως τα στοιχεία των προσφορών των συμβατικών παραγωγών που εν τέλει διαμορφώνουν την MOC θεωρούνται απόρρητα και δεν δημοσιεύονται, οι αξίες που προκύπτουν από την ωριαία επίλυση της αγοράς για την χονδρεμπορική τιμή του ρεύματος ανά ώρα (Οριακή Τιμή Συστήματος ή ΟΤΣ) και το φορτίο όπως αυτά δημοσιεύονται από τον Λειτουργό της Αγοράς, έχουν κεφαλαιώδη σημασία για την αποκάλυψη της MOC. Έτσι η μοντελοποίηση της MOC ελέγχθηκε και προσαρμόστηκε στα πραγματικά πρωτογενή ωριαία στοιχεία του 2017, ούτως ώστε εν συνεχεία και σε συνδυασμό με τις μοντελοποιήσεις της παραγωγής των ΑΠΕ αλλά και της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας που επίσης διεξήχθησαν, ελέγχθηκαν και προσαρμόστηκαν και αυτές στα πραγματικά δεδομένα, να μπορεί με ικανοποιητική προσέγγιση να προσομοιωθεί η καθημερινή ωριαία επίλυση της αγοράς υπό τα δεδομένα και τις δομές όπως ελέχθη της περιόδου εκείνης. Χωρίς την ύπαρξη ωριαίου πλαφόν για το MOE όπως τέθηκε από την ΡΑΕ στα 15 ευρώ/MWh, από την προσομοίωση της διατριβής το μέσο ετήσιο ΜΟΕ για το 2017 υπολογίστηκε στα 12.6 ευρώ/MWh όταν από τα πραγματικά στοιχεία της αγοράς ήταν 14.2 ευρώ/MWh. Αν η μοντελοποίηση της διατριβής αφορούσε περιοριστικά το ΜΟΕ, η απόκλιση θα μπορούσε να ήταν πολύ μικρότερη. Το μοντέλο ωστόσο που αναπτύχθηκε στην παρούσα διατριβή σχεδιάστηκε για την προσομοίωση συνολικά της λειτουργίας της αγοράς και των μεγεθών της και όχι περιοριστικά του ΜΟΕ που αποτελεί την διαφορά της ΟΤΣ από την Εικονική ΟΤΣ. Το υπολογιζόμενο δηλαδή ΜΟΕ στην διατριβή προκύπτει ως η διαφορά από τις τιμές που υπολογίζει το μοντέλο εν προκειμένω για την ΟΤΣ και την Εικονική ΟΤΣ και που έχει προσαρμοστεί ώστε να προσεγγίζει τις πραγματικές τιμές αυτών των μεγεθών για την εξεταζόμενη περίοδο. Για τον περαιτέρω έλεγχο της προσαρμογής του μοντέλου, ελέγχθηκε η συνολική ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας που υπολογίζει για το διασυνδεδεμένο σύστημα και βρίσκεται στις 51.6 TWh/y ήτοι πολύ κοντά με την καταγραφείσα των 51.9 TWh/y, η παραγωγή από φωτοβολταϊκά στις 3.71 TWh/y επίσης πολύ κοντά με την καταγραφείσα των 3.72 ΤWh/y, των λοιπών ΑΠΕ στις 5.48 TWh/y ήτοι λίγο μικρότερη από την καταγραφείσα των 5.84 TWh/y, ενώ για την συμβατική δυναμικότητα των 9.88 GWh/h όπως προκύπτει από την βέλτιστη προσαρμογή του για την MOC, τούτη υπολείπεται μεν της εγκατεστημένης ισχύος τους των ~11.5 GW, ωστόσο αυτό μπορεί να ερμηνευτεί από το γεγονός ότι η συμβατική ισχύς τους δεν είναι ποτέ διαθέσιμη ολόκληρη.

Εν είδει ασκήσεων ευαισθησίας του φαινομένου του ΜΟΕ, χρησιμοποιώντας το μοντέλο και μεταβάλλοντας θεμελιώδη μεγέθη της αγοράς ως προς το σημείο που ήταν το 2017, προσδιορίστηκε ποσοτικά πως μείζονα ρόλο στην περαιτέρω επίταση του παίζουν κατά σειρά η αύξηση της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας όπου για αύξηση της κατά 25% περίπου διπλασιάζεται το φαινόμενο, κατόπιν η περαιτέρω αύξηση της διείσδυσης των ΑΠΕ, ενώ αντιστρόφως ανάλογα επιδρά η αύξηση της εγκατεστημένης συμβατικής ηλεκτροπαραγωγικής ισχύος. Η επίδραση των παραγόντων αυτών στο ΜΟΕ σε περίπτωση που μεταβάλλονται συνδυαστικά, μεγιστοποιείται όταν η ζήτηση και οι ΑΠΕ ταυτόχρονα αυξάνονται, όπου με μεταβολή τους κατά 20% το ΜΟΕ διπλασιάζεται, παραμένει ουδέτερη όταν όλοι οι παράγοντες αυξάνονται με τον ίδιο ρυθμό, ενώ μειώνεται στις υπόλοιπες περιπτώσεις.