Μελέτη των εξελίξεων στην ελληνική χονδρεμπορική αγορά ηλεκτρικής ενέργειας με τη χρήση μοντέλου προσομοίωσης ισορροπίας ενδογενών συναρτήσεων οικονομικής προσφοράς

Abstract

Σκοπός της διπλωματικής εργασίας είναι μελέτη της ελληνικής χονδρεμπορικής αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας υπό το πρίσμα πιθανών εξελίξεων κύριων παραμέτρων αυτής. Ο χρονικός ορίζοντας της μελέτης είναι η προσεχής δεκαετία (2010 – 2020), και συγκεκριμένα μελετώνται δύο ενδεικτικά έτη, το 2015 και το 2020. Οι δύο κύριες εξεταζόμενες παράμετροι είναι η εξέλιξη του ποσοστού διείσδυσης ηλεκτροπαραγωγής από ΑΠΕ (Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργεια) στο διασυνδεδεμένο σύστημα και η εξέλιξη της τιμής προμήθειας δικαιωμάτων εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα (CO2). Η βαθμιαία απελευθέρωση της ελληνικής χονδρεμπορικής αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας, μέσω της εισόδου νέων ιδιωτών παραγωγών ηλεκτρικής ενέργειας, έχει ως αποτέλεσμα τη διαμόρφωση ενός ολιγοπωλιακού καθεστώτος σε αυτή. Για την μελέτη της αγοράς υπό το νέο αυτό καθεστώς, χρησιμοποιείται ένα μοντέλο προσομοίωσης ισορροπίας ενδογενών συναρτήσεων οικονομικής προσφοράς (Supply Function Equilibrium). Το μοντέλο αυτό χρησιμοποιείται επειδή προσιδιάζει προς την λειτουργία χονδρεμπορικών αγορών ηλεκτρικής ενέργειας, όπου οι συμμετέχοντες ηλεκτροπαραγωγοί ανταγωνίζονται υποβάλλοντας βηματικές συναρτήσεις οικονομικής προσφοράς (τιμής-ποσότητας) στο διαχειριστή του συστήματος, και υπό αυτό το καθεστώς λειτουργεί και η αντίστοιχη ελληνική αγορά. Αρχικά δημιουργείται και προσομοιώνεται στο μοντέλο για κάθε ενδεικτικό έτος ένα σενάριο αναφοράς, στο οποίο για σταθερές τιμές των εξεταζόμενων παραμέτρων επιχειρείται να αποτυπωθεί μια ρεαλιστική έκβαση για την αγορά. Στο σενάριο αναφοράς έμφαση δίδεται στο πως διαμορφώνεται το ανταγωνιστικό πλαίσιο μεταξύ των θερμικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής, στο ποιές στρατηγικές μπορούν να ακολουθήσουν οι σταθμοί στο σκέλος της ανάκτησης του κεφαλαιουχικού τους κόστους και στις ιδιαιτερότητες στην μελέτη της αγοράς με τη χρήση ενός τέτοιου μοντέλου. Στη συνέχεια για κάθε έτος εξετάζεται ένα σενάριο υψηλής διείσδυσης ΑΠΕ και ένα σενάριο υψηλών τιμών δικαιωμάτων εκπομπών CO2. Σε κάθε σενάριο προσομοιώνεται στο μοντέλο η αγορά για τρεις τιμές της εκάστοτε μεταβλητής παραμέτρου. Από τα αποτελέσματα που προκύπτουν εξετάζεται η επιρροή που θα έχει στην αγορά η μεταβολή της εκάστοτε εξεταζόμενης μεταβλητής παραμέτρου. Συγκεκριμένα εξετάζεται η επιρροή στην οριακή τιμή συστήματος, στα επίπεδα παραγωγής των σταθμών, στην ετήσια κερδοφορία των σταθμών, στο μείγμα καυσίμου θερμικής παραγωγής και στις εκπομπές CO2. Τα τρία σενάρια(αναφοράς, ΑΠΕ, CO2) για κάθε έτος μελετώνται για δύο διαφορικές τιμές του κόστους προμήθειας φυσικού αερίου. Τέλος εξάγονται βασικά συμπεράσματα σχετικά με τα παραπάνω και παρουσιάζεται ένα βασικό πλαίσιο για τις πιθανές εξελίξεις στην αγορά.

Scope of this Thesis is the study of the Greek wholesale electricity market in the light of possible evolution in some of its key factors. The time window of the study, is the next decade (2010-2020), and specifically two indicative years are studied (2015,2020). The two key factors investigated, are changes in the rate of RES (Renewable Energy Systems) penetration in the interconnected system and the price development of the EU emission allowances (EU ETS carbon price). The gradual liberalization of the Greek wholesale electricity market, through the entry of new private electricity producers, has resulted an oligopolistic configuration in it. For the study of the market, under this new configuration, was used a model that simulates the equilibrium of endogenous functions of economic supply( aka. Supply Function Equilibrium). This model is used because it is similar to the operation of wholesale electricity markets, in which participants compete by submitting stepping economic supply functions(price-quantity) to the system administrator, and under this scheme works and the corresponding Greek market. Firstly, a baseline scenario is created and simulated into the model, for every indicated year, in which it is attempted to capture a realistic outcome for the market, for fixed values of the investigated parameters. In the baseline scenario, emphasis is given on how the competitive environment is formed between the thermal power plants, what strategies can be followed by these for the recovery of their capital costs and the particularities of the market study using this simulation model. Then, for every indicated year, it is examined a scenario of high RES penetration and a high price scenario of the EU emission allowances. In each scenario, the market is simulated in the model for three values of the examined variable parameter. From the results obtained, it is examined the impact, that will have on the market, a possible change of each variable parameter. More specifically, it’s a examined the impact on the marginal price system, the production levels of the stations, the annual profitability of stations, in the distribution of fuel in the production through thermal stations and in the CO2 emissions. The three scenarios (baseline, RES, CO2), for each indicated year, are studied for two different values of the cost of gas supply. Finally, basic conclusions are drawn regarding all the previously mentioned and a basic framework is presented for the possible developments in the market.