Έως 2 TWh περισσότερη αξιοποιούμενη ενέργεια με περισσότερα αιολικά στο μείγμα
Μελέτη του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου για λογαριασμό της ΕΛΕΤΑΕΝ · Προσομοίωση έξι σεναρίων ανάπτυξης του μείγματος ΑΠΕ · Οκτώβριος 2022
Έξι σενάρια για την επίτευξη του ίδιου στόχου διείσδυσης 80% ΑΠΕ δίνουν πολύ διαφορετικά αποτελέσματα, ανάλογα με τη σύνθεση του μείγματος. Η πιο ισόρροπη ανάπτυξη αιολικών και φωτοβολταϊκών μειώνει τον ταυτοχρονισμό της παραγωγής και τις μεσημβρινές περικοπές: έως 2 TWh περισσότερη αξιοποιούμενη καθαρή ενέργεια κάθε χρόνο και ομαλότερο ημερήσιο προφίλ τιμών. Τα έσοδα από την αγορά βελτιώνονται σαφώς για τα ίδια τα φωτοβολταϊκά.
Τι εξέτασε η μελέτη
Η μελέτη δεν συγκρίνει περισσότερες με λιγότερες ΑΠΕ. Συγκρίνει τον ίδιο στόχο με διαφορετική σύνθεση: έξι σενάρια σχεδιασμένα για τον ίδιο στόχο διείσδυσης 80% της ετήσιας ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας, με διαφορετικές αναλογίες αιολικών και φωτοβολταϊκών.
| Εγκατεστημένη ισχύς | Σεν. 1 | Σεν. 2 | Σεν. 3 | Σεν. 4 |
|---|---|---|---|---|
| Χερσαία αιολικά | 6,7 GW | 8,0 GW | 9,3 GW | 10,6 GW |
| Φωτοβολταϊκά | 15,5 GW | 13,5 GW | 11,5 GW | 9,5 GW |
| Σύνολο ΑΠΕ | 23,7 GW | 23,0 GW | 22,3 GW | 21,6 GW |
Η συνολική εγκατεστημένη ισχύς μειώνεται όσο αυξάνεται η συμμετοχή των αιολικών, επειδή τα φωτοβολταϊκά απαιτούν περισσότερα GW για να παράγουν την ίδια ετήσια ενέργεια.
Δύο ακόμη σενάρια εξετάζουν την ίδια λογική με υπεράκτια αντί για χερσαία αιολικά, από 0,5 σε 1,4 και 2,2 GW, με αντίστοιχη μείωση των φωτοβολταϊκών.
Καθώς η διαθέσιμη ενέργεια ΑΠΕ διατηρείται σχεδόν ίδια σε όλα τα σενάρια, η σύγκριση απομονώνει την επίδραση της σύνθεσης του μείγματος από την επίδραση της συνολικής διαθέσιμης ενέργειας.
Γιατί χάνεται ενέργεια
Οι περικοπές είναι ενέργεια που θα μπορούσε να παραχθεί με βάση το διαθέσιμο δυναμικό αλλά αυτό δεν γίνεται, επειδή το σύστημα δεν θα μπορούσε να την απορροφήσει. Η μελέτη δείχνει ότι, σε όλα τα σενάρια και για όλες τις τεχνολογίες, οι περικοπές συγκεντρώνονται σχεδόν αποκλειστικά στις μεσημβρινές ώρες, λόγω του ταυτοχρονισμού της φωτοβολταϊκής παραγωγής.
Η φωτοβολταϊκή παραγωγή πραγματοποιείται στις ίδιες μεσημβρινές ώρες σε όλη τη χώρα. Όσο μεγαλύτερη είναι η εγκατεστημένη ισχύς των φωτοβολταϊκών, τόσο περισσότερη ενέργεια θα μπορούσε να παραχθεί μέσα σε αυτό το περιορισμένο χρονικό διάστημα – και τόσο μεγαλύτερες είναι οι περικοπές, πρωτίστως της ίδιας της φωτοβολταϊκής παραγωγής.
Η μείωση της φωτοβολταϊκής ισχύος με παράλληλη αύξηση της αιολικής μειώνει αισθητά τις μεσημβρινές περικοπές, με πολύ μικρή αύξηση των απορρίψεων κατά τις νυχτερινές ώρες χαμηλής ζήτησης και υψηλής αιολικής παραγωγής. Το καθαρό αποτέλεσμα είναι 1,5 έως 2 TWh περισσότερη αξιοποιούμενη ενέργεια κάθε χρόνο, στη σύγκριση μεταξύ των σεναρίων με τις χαμηλότερες και εκείνων με τις υψηλότερες περικοπές.
Τι αλλάζει στις τιμές της αγοράς
Η σύνθεση του μείγματος διαμορφώνει και το ημερήσιο προφίλ των τιμών. Η μείωση της φωτοβολταϊκής ισχύος με παράλληλη αύξηση της αιολικής ενισχύει τις τιμές κατά τις μεσημβρινές ώρες, μειώνει τα διαστήματα με μηδενικές τιμές και συγκρατεί την αύξηση των τιμών τις ώρες υψηλής υπολειπόμενης ζήτησης. Έτσι διαμορφώνεται ένα πιο ομαλό προφίλ τιμών μέσα στο 24ώρο.
Το αποτέλεσμα μεταφέρεται στη μεσοσταθμική τιμή αποζημίωσης κάθε τεχνολογίας. Τα φωτοβολταϊκά ωφελούνται σημαντικά: με μικρότερη περίσσεια παραγωγής τις μεσημβρινές ώρες, η ενέργειά τους δεν διατίθεται σε τόσο συμπιεσμένες τιμές.
Την ίδια στιγμή, η αύξηση της αιολικής ισχύος συνεπάγεται μείωση των εσόδων αγοράς των αιολικών πάρκων, καθώς η μεγαλύτερη διείσδυσή τους ασκεί καθοδική πίεση στις τιμές τις ώρες αυξημένης αιολικής παραγωγής. Η μείωση αυτή είναι αισθητά μικρότερη από τη θεαματική βελτίωση που καταγράφουν τα φωτοβολταϊκά.
Η αποθήκευση μειώνει τις περικοπές, το μείγμα ΑΠΕ εξακολουθεί να μετρά
Στα βασικά σενάρια η συνολική εγκατεστημένη ισχύς αποθήκευσης είναι 3,2 GW. Η μελέτη επαναλαμβάνει την ανάλυση σε παράρτημα με περίπου 3,9 GW, για να εξετάσει πόσο από τη διαφορά μεταξύ των σεναρίων μπορεί να καλύψει η πρόσθετη αποθήκευση.
| Συνολικές περικοπές ΑΠΕ | Αποθήκευση 3,2 GW | Αποθήκευση 3,9 GW |
|---|---|---|
| Σενάριο αυξημένων ΦΒ – Σενάριο 1 (15,5 GW ΦΒ / 6,7 GW χερσαία αιολικά) | 9,8% | 7,2% |
| Ενδιάμεσο μείγμα – Σενάριο 2 (13,5 GW ΦΒ / 8 GW χερσαία αιολικά) | 7,4% | 5,1% |
| Ισόρροπο σενάριο – Σενάριο 4 (9,5 GW ΦΒ / 10,6 GW χερσαία αιολικά) | 5,1% | 3,6% |
| Ισόρροπο σενάριο με περισσότερα offshore – Σενάριο 6 | 4% | 2,6% |
Ποσοστό της διαθέσιμης ενέργειας των σταθμών που δέχονται περικοπές. Εξαιρούνται 4 GW φωτοβολταϊκών και 2,5 GW χερσαίων αιολικών.
Οι περικοπές υποχωρούν παντού, αλλά η κατάταξη των σεναρίων δεν αλλάζει. Το σενάριο των αυξημένων φωτοβολταϊκών (Σενάριο 1) με 3,9 GW αποθήκευσης παραμένει πάνω από το πιο ισόρροπο σενάριο (Σενάριο 4) με 3,2 GW: 7,2% έναντι 5,1% της διαθέσιμης ενέργειας των σταθμών που δέχονται περικοπές.
Τα 0,7 GW πρόσθετης αποθήκευσης μειώνουν τις περικοπές στο σενάριο των αυξημένων φωτοβολταϊκών (Σενάριο 1) περίπου όσο και η αλλαγή του μείγματος με 2 GW λιγότερα φωτοβολταϊκά και 1,3 GW περισσότερα χερσαία αιολικά (Σενάριο 2) — κατά 2,6 και 2,4 ποσοστιαίες μονάδες αντίστοιχα. Το πρώτο προϋποθέτει πρόσθετη επένδυση σε αποθήκευση, το δεύτερο αφορά τη σύνθεση της ισχύος που θα εγκατασταθεί ούτως ή άλλως.
Η ανάλυση των βασικών σεναρίων επαναλήφθηκε για έξι διαφορετικά κλιματικά έτη. Σε όλα διατηρείται το πλεονέκτημα του πιο ισόρροπου μείγματος, ακόμη και στο έτος με τη χαμηλότερη διείσδυση ΑΠΕ.
Ένα όφελος που δεν ποσοτικοποιήθηκε
Η μελέτη εξετάζει το σύστημα συνολικά και δεν λαμβάνει υπόψη τους περιορισμούς που μπορεί να υπάρχουν σε τοπικό επίπεδο λόγω κορεσμού των δικτύων.
Επισημαίνει ωστόσο ότι ο χαμηλότερος ταυτοχρονισμός της παραγωγής διαφορετικών τεχνολογιών μειώνει και τον τοπικό κορεσμό: αυξάνεται η δυνατότητα υποδοχής ισχύος ΑΠΕ στα δίκτυα και περιορίζονται οι πρόσθετες περικοπές που προκαλεί ο κορεσμός, επιπλέον εκείνων που υπολογίζει η ανάλυση. Το πρόσθετο αυτό όφελος δεν ποσοτικοποιήθηκε στη μελέτη.
Η ταυτότητα της μελέτης
Ερευνητική ομάδα. Τομέας Ηλεκτρικής Ισχύος, Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών ΕΜΠ, υπό τον καθηγητή Σταύρο Παπαθανασίου. Ομάδα έργου: Σταύρος Παπαθανασίου, Γιώργος Ψαρρός, Παντελής Δράτσας. Εκπονήθηκε για λογαριασμό της ΕΛΕΤΑΕΝ.
Μέθοδος. Προσομοίωση της λειτουργίας του ελληνικού διασυνδεδεμένου συστήματος και των αγορών του, με μοντέλο ημερήσιου ενεργειακού προγραμματισμού ελαχίστου κόστους (cost-optimal) και ενσωμάτωση των τεχνικών περιορισμών της αγοράς εξισορρόπησης.
Σενάρια. Έξι εναλλακτικά σενάρια ανάπτυξης του μείγματος, με σχεδόν ίδια ετήσια διαθέσιμη ενέργεια ΑΠΕ, που οδηγούν σε παραπλήσια συνολική διείσδυση της τάξης του 80% της ετήσιας ζήτησης. Κάθε σενάριο εξετάστηκε για έξι διαφορετικά κλιματικά έτη.
Περιορισμοί. Η ανάλυση δεν λαμβάνει υπόψη τους περιορισμούς που μπορεί να υφίστανται σε τοπικό επίπεδο λόγω κορεσμού των δικτύων στο εσωτερικό του συστήματος.
Αποποίηση ευθυνών. Η μελέτη συντάχθηκε αποκλειστικά για τον σκοπό που περιγράφει και υπό τις θεωρήσεις και τους περιορισμούς που αναλύει. Τα μεγέθη που παρουσιάζει, ιδίως οι τιμές αγοράς ή αποζημίωσης, δεν αποτελούν μονοσήμαντη πρόβλεψη της εξέλιξής τους, καθώς εξαρτώνται από σειρά εξωγενών παραγόντων. Η μελέτη και τα συμπεράσματά της δεν αποτελούν σύσταση ούτε βάση για τη λήψη επιχειρηματικής ή επενδυτικής απόφασης.
Η αξία ενός μείγματος ΑΠΕ δεν κρίνεται μόνο από το πόση ενέργεια μπορεί να παράγει, αλλά και από το πότε την παράγει. Όταν τεχνολογίες με διαφορετικό χρονικό προφίλ παραγωγής αναπτύσσονται πιο ισόρροπα, αξιοποιούν καλύτερα το ίδιο σύστημα. Kαι από αυτή τη συμπληρωματικότητα κερδίζουν περισσότερο τα ίδια τα φωτοβολταϊκά.
Η μελέτη
Σύνοψη της μελέτης (PDF)
Αναλυτική παρουσίαση της μελέτης (PDF)
Το δελτίο τύπου για την ανακοίνωση της μελέτης (PDF)
Σχετικά
Το ΕΣΕΚ προβλέπει 0,6 GW χερσαία αιολικά έναντι 5 GW φωτοβολταϊκών την περίοδο 2030–2035 (Σεπτέμβριος 2024)
Τι χρειάζεται για να αναπτυχθεί η αιολική ενέργεια στην Ελλάδα (Ιούνιος 2025)
Η εσπερίδα Verdetec για το μείγμα των ΑΠΕ
Χωρίς τις ΑΠΕ, η χονδρεμπορική αγορά θα κόστιζε 2,5 δισ. ευρώ περισσότερο το 2021 (Μάρτιος 2022)
