Εκτίμηση κερδοφορίας της μονάδας αντλησιοταμίευσης Αμφιλοχίας από τη συμμετοχή της στην αγορά ηλεκτρικής ενέργειας
Loading...
Date
2026-10-13
Authors
Θεοδώρου, Νικόλαος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η ταχεία διείσδυση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στο ελληνικό σύστημα έχει μετατοπίσει το ζητούμενο από την εξασφάλιση επαρκούς ισχύος στην εξασφάλιση ευελιξίας, δηλαδή μονάδων ικανών να απορροφούν την πλεονάζουσα παραγωγή τις μεσημβρινές ώρες και να την αποδίδουν στο δίκτυο τις ώρες αιχμής. Την ανάγκη αυτή καλύπτει η αποθήκευση ενέργειας μεγάλης κλίμακας, με την αντλησιοταμίευση να παραμένει η μόνη τεχνολογία που συνδυάζει ταυτόχρονα μεγάλη ισχύ, πολύωρη αυτονομία και διάρκεια ζωής δεκαετιών. Ο αντλησιοταμιευτικός σταθμός της Αμφιλοχίας, με ισχύ παραγωγής 680 MW και εκτιμώμενο κεφαλαιουχικό κόστος 800 εκατ. €, αποτελεί το μεγαλύτερο έργο αποθήκευσης της χώρας, χωρίς ωστόσο να έχουν αποτιμηθεί ποσοτικά ούτε το εύρος της κερδοφορίας του ούτε το κόστος που επιβάλλει σε αυτήν η αβεβαιότητα των προβλέψεων.
Για την απάντηση των ερωτημάτων αυτών, αναπτύχθηκε ένα μοντέλο Μικτού Ακέραιου Γραμμικού Προγραμματισμού, το οποίο επιλύεται σε ανάλυση δεκαπενταλέπτου και σε κυλιόμενο ημερήσιο ορίζοντα, δηλαδή για ένα έτος σε 365 διαδοχικά προβλήματα με μεταφορά της κατάστασης του συστήματος από ημέρα σε ημέρα. Το μοντέλο αποτυπώνει τη διάταξη των δύο άνω ταμιευτήρων, Αγίου Γεωργίου και Πύργου, με κοινό κάτω ταμιευτήρα τη λίμνη του Καστρακίου, τη μεταβολή του ύψους πτώσης μέσω των καμπυλών στάθμης όγκου, τα ελάχιστα τεχνικά όρια, τον νεκρό χρόνο εκκίνησης και τους περιορισμούς ασφαλούς προσφοράς εφεδρείας. Ο σταθμός δραστηριοποιείται ταυτόχρονα σε τρεις αγορές: στην αγορά επόμενης ημέρας, στην αγορά δέσμευσης ισχύος mFRR με πληρωμή στην τιμή προσφοράς και στην αγορά ενεργοποίησης ενέργειας mFRR με πληρωμή στην τιμή εκκαθάρισης. Η αποτίμηση γίνεται με αντιπαραβολή δύο διαφορετικών σεναρίων πληροφόρησης: ενός θεωρητικού, με πλήρη γνώση των μελλοντικών τιμών, και ενός ρεαλιστικού, που διαμορφώνει προσφορές με απλοϊκές προβλέψεις κυλιόμενου μέσου όρου και στη συνέχεια εκτελείται έναντι των πραγματικών συνθηκών.
Για το έτος αναφοράς 2025, το θεωρητικό όριο μέγιστης κερδοφορίας είναι 140,07 εκατ. €, ενώ στο ρεαλιστικό σενάριο ο σταθμός αναμένεται να φτάσει τα 108,21 εκατ. €. Έτσι, το κόστος της αβεβαιότητας στην πρόβλεψη τιμών εκτιμάται σε 31,86 εκατ. €, δηλαδή στο 22,8% της διαθέσιμης κερδοφορίας. Η απώλεια κατανέμεται εξαιρετικά ανομοιόμορφα, καθώς η αγορά επόμενης ημέρας διατηρεί το 86,5% της αξίας της, ενώ η αγορά δέσμευσης ισχύος υποχωρεί στο 39,2%. Το εύρημα αυτό οφείλεται στον μηχανισμό πληρωμής, ο οποίος στην αγορά δέσμευσης ισχύος γίνεται στην τιμή της ίδιας της προσφοράς και όχι στην οριακή τιμή της αγοράς. Η κερδοφορία προέρχεται αποδεδειγμένα κυρίως από αρμπιτράζ τιμών, με μέση τιμή πώλησης 157,54 €/MWh και μέση τιμή αγοράς 54,39 €/MWh, και συνδέεται ισχυρά με το ημερήσιο εύρος των τιμών και όχι με το επίπεδο των τιμών της ενέργειας. Εκτιμάται ότι η επένδυση, υπό αυτές τις συνθήκες κερδοφορίας, αποπληρώνεται σε 5,75 έτη στο σενάριο τέλειας πληροφόρησης και σε 7,48 έτη υπό πιο ρεαλιστικές συνθήκες. Η ανάλυση ευαισθησίας δείχνει ότι καμία μεμονωμένη παραδοχή του μοντέλου δεν μεταβάλλει την ετήσια κερδοφορία περισσότερο από 5,4%, γεγονός που σημαίνει ότι τα ευρήματα είναι ανεξάρτητα από τις επιμέρους επιλογές της μοντελοποίησης.
Η χρησιμότητα των ευρημάτων είναι τριπλή. Για τον επενδυτή, τεκμηριώνεται ότι το έργο παραμένει βιώσιμο ακόμη και με μια απλοϊκή μέθοδο πρόβλεψης τιμών, διατηρώντας τα τρία τέταρτα της θεωρητικά μέγιστης κερδοφορίας. Για τον διαχειριστή του σταθμού, γίνεται φανερό ότι η αξία μιας καλύτερης πρόβλεψης δεν είναι η ίδια σε κάθε αγορά. Στην αγορά ενέργειας ο σταθμός ανακτά το μεγαλύτερο μέρος της αξίας του, ακόμη και με χονδρική εκτίμηση των τιμών, ενώ στη δέσμευση ισχύος, όπου η αμοιβή καταβάλλεται στην τιμή της ίδιας της προσφοράς, ένα σφάλμα στην τιμή αρκεί για να απορριφθεί ολόκληρη η προσφορά ή να πληρωθεί υποτιμημένη. Για τον σχεδιασμό του συστήματος, ποσοτικοποιείται ότι η αξία της αποθήκευσης μεγιστοποιείται στους μήνες κατά τους οποίους οι φθηνές μεσημβρινές ώρες της ηλιακής παραγωγής συνυπάρχουν με ακριβές βραδινές αιχμές, γεγονός που ενισχύει τη σκοπιμότητα τέτοιων έργων ενόψει της περαιτέρω διείσδυσης των ανανεώσιμων πηγών.
Η εργασία μπορεί να επεκταθεί σε τρεις κατευθύνσεις: 1) στη διατύπωση του προβλήματος, με ρητή συνάρτηση αξίας του αποθηκευμένου νερού ή με ορίζοντα μεγαλύτερο της ημέρας, με λεπτομερέστερη φυσική αναπαράσταση κάθε μηχανής και με ενσωμάτωση της ενδοημερήσιας μεταβολής του ύψους πτώσης, 2) στη λήψη αποφάσεων, με στατιστικά μοντέλα ή μηχανική μάθηση και στοχαστική βελτιστοποίηση στη θέση της απλοϊκής πρόβλεψης, και με στρατηγική προσφορών στη δέσμευση ισχύος που θα σταθμίζει την πιθανότητα αποδοχής έναντι του ύψους της αμοιβής, 3) στην αναπαράσταση του περιβάλλοντος, με ένταξη της ενδοημερήσιας αγοράς και των ταχύτερων εφεδρειών, με άρση της παραδοχής του αποδέκτη τιμής και με αποτίμηση μέσω δεικτών που λαμβάνουν υπόψη τη διαχρονική αξία του χρήματος.
Η εργασία αναπτύσσεται σε έξι κεφάλαια. Στο πρώτο τεκμηριώνεται η ανάγκη για αποθήκευση και συγκρίνονται οι διαθέσιμες τεχνολογίες. Στο δεύτερο περιγράφονται η αρχή λειτουργίας της αντλησιοταμίευσης και τα τεχνικά και οικονομικά χαρακτηριστικά του σταθμού της Αμφιλοχίας. Στο τρίτο αναλύονται η οργάνωση των αγορών ηλεκτρικής ενέργειας και οι στρατηγικές συμμετοχής μιας μονάδας αποθήκευσης σε αυτές. Στο τέταρτο διατυπώνεται το πρόβλημα βελτιστοποίησης με όλες τις μεταβλητές, τους περιορισμούς και την αντικειμενική συνάρτηση. Στο πέμπτο εφαρμόζεται το μοντέλο σε πλήρη ετήσιο ορίζοντα και παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των δύο σεναρίων μαζί με την ανάλυση ευαισθησίας. Στο έκτο συνοψίζονται τα συμπεράσματα και αποτιμάται η επένδυση, δείχνοντας ότι το έργο είναι οικονομικά βιώσιμο και ότι το κόστος της αβεβαιότητας, αν και σημαντικό, δεν ανατρέπει τη βιωσιμότητά του.
Description
Keywords
Αντλησιοταμιευτικός σταθμός Αμφιλοχίας, Μικτός ακέραιος γραμμικός προγραμματισμός, Αγορές ενέργειας, Αβεβαιότητα πρόβλεψης τιμών, Χρονικό αρμπιτράζ τιμών