Πρόβλεψη Παραγωγής και Μακροπρόθεσμης Διείσδυσης των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας για τις Χώρες της Ευρωπαϊκής Ένωσης

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη και αξιολόγηση των μοντέλων χρονοσειρών, όταν αυτά εφαρμόζονται σε ενεργειακά δεδομένα που αφορούν στην παραγωγή ανανεώσιμης ενέργειας και σε ποσοστά διείσδυσης των ΑΠΕ στο ενεργειακό μίγμα των χωρών τις Ευρωπαϊκής Ένωσης. Αρχικά, παρουσιάζεται η πολιτική της Ε.Ε στην προώθηση των ΑΠΕ καθώς και ιστορικές προβλέψεις παραγωγής ενέργειας από ΑΠΕ. Επίσης περιγράφονται τα Εθνικά Σχέδια δράσης για την Ανανεώσιμη Ενέργεια και οι πολιτικές των Κρατών –Μελών. Ακολουθεί μια παρουσίαση των τεχνικών προβλέψεων στα πλαίσια της οποίας αναλύονται και οι μέθοδοι που υλοποιήθηκαν στην παρούσα εργασία. Αυτές είναι οι μέθοδοι εκθετικής εξομάλυνσης (απλή εκθετική εξομάλυνση, μοντέλο γραμμικής τάσης και μοντέλο φθίνουσας τάσης), η απλοϊκή μέθοδος (Naïve ), η απλή γραμμική παλινδρόμηση καθώς και η μέθοδος Theta. Στη συνέχεια παρουσιάζεται το πείραμα πρόβλεψης παραγωγής ενέργειας από ΑΠΕ για τις χώρες της ΕΕ στο οποίο εξετάζονται χρονοσειρές ανά χώρα και ανά ενέργεια, ενώ η ακρίβεια των μεθόδων προβλέψεων σε αυτές αξιολογείται μέσω μιας σειράς δεικτών σφάλματος. Σκοπός του πειράματος ‘Πρόβλεψη στόχου 2020’ είναι να διερευνήσει ποια μέθοδος προσαρμόζεται καλύτερα στη χρονοσειρά που εκφράζει τα ποσοστά των ΑΠΕ στο ενεργειακό μίγμα της κάθε χώρας της ΕΕ και να επεκτείνει το κατάλληλο μοντέλο για την εκάστοτε χώρα, ώστε να παραχθούν μακροπρόθεσμες προβλέψεις για το 2020, και να εκτιμηθεί εάν η κάθε χώρα θα καταφέρει να επιτύχει τους στόχους που έχουν τεθεί. Τέλος, τα αποτελέσματα των πειραμάτων έδειξαν ότι η πιο ακριβής μέθοδος στην πλειοψηφία των χρονοσειρών παραγωγής ανανεώσιμης ενέργειας είναι η holt ενώ κατά τη μελέτη τέτοιων δεδομένων κατά κανόνα καλύτερα αποτελέσματα έχει η top down προσέγγιση. Επίσης σε ότι αφορά στις χρονοσειρές που εκφράζουν τη διείσδυση των ΑΠΕ, η μέθοδος theta είναι εκείνη που προσαρμόζεται καλύτερα για την πλειοψηφία των χωρών ενώ προκύπτει ότι εάν οι χώρες- μέλη συνεχίσουν τις πολιτικές που έχουν ήδη υιοθετήσει, η Ε.Ε .συνολικά θα ξεπεράσει το στόχο του 2020.

Initially, there is an overview of the EU policy on the promotion of RES, as well as, a presentation of historical forecasts on RES production followed by a short description of the National Renewable Energy Action Plans and the relative policies of EU Member States. It follows a presentation of time series models, including an analysis of the methods used in the present work: Exponential smoothing models (simple exponential smoothing, HOLT exponential smoothing, DAMPED Exponential Smoothing), Naïve method, simple linear regression method as well as Theta model Afterwards follows the presentation of the experiment “Forecasting RES production of EU Member States” in which time series per country and per source of renewable energy are examined while their performance is evaluated using a group of statistical error indicators The aim of the second experiment “Forecast for the 2020 target” is to examine which method is better adapted to the time series expressing the percentages of RES in the energy mixture of every EU Country and to extrapolate the suitable model for each specific Country in order to produce long-term forecasts for the 2020 and evaluate whether the specific Country will achieve its binding targets Finally the results of the experiments indicated that the HOLT method had the better performance in the majority of the time series of renewable energy production while in studying such data, as a rule, the top - down approach has the better results. Also, regarding the time series expressing the RES penetration, Theta method is belter adapted for the majority of the Countries and the outcome is that if the EU Member – States continue to implement the already adopted policies, the EU, as a whole, will exceed the 2020 target.