Μελέτη του Πανεπιστημίου Frederick προτείνει ολοκληρωμένο μαθηματικό μοντέλο για τις Ενεργειακές Κοινότητες σε Κύπρο και Ευρώπη

Ανάπτυξη μοντέλου βελτιστοποίησης επενδύσεων, για τον καλύτερο σχεδιασμό των ενεργειακών κοινοτήτων
Ένα σημαντικό κενό στη σωστή λειτουργία των ενεργειακών κοινοτήτων σε ολόκληρη την Ευρώπη, και δη στην Κύπρο, καλύπτει νέα μελέτη της Ερευνητικής Ομάδας H₂Zero του Πανεπιστημίου Frederick. Οι ενεργειακές κοινότητες, που θεωρούνται δημοκρατικά σχήματα συμμετοχής πολιτών, επιχειρήσεων ή τοπικών φορέων στην παραγωγή, κατανάλωση και διαχείριση ενέργειας, έχουν ως στόχο την ενεργειακή αυτονομία, τη μείωση κόστους και την προώθηση καθαρής ενέργειας. Ωστόσο, οι παραδοσιακές προσεγγίσεις για τον σχεδιασμό τέτοιων κοινοτήτων –που μπορεί να είναι από μικρές γειτονιές μέχρι μεγάλοι Δήμοι- συχνά βασίζονται σε απλουστευμένες οικονομικές παραδοχές που αδυνατούν να αποτυπώσουν την πολυπλοκότητα των πραγματικών συνθηκών της αγοράς ηλεκτρισμού και τη βελτιστοποίηση των διαθέσιμων ενεργειακών τεχνολογιών.
Αυτό το κενό καλύπτει η ερευνητική ομάδα H₂Zero του Πανεπιστημίου Frederick, ηοποία ανέπτυξε ένα ολοκληρωμένο μαθηματικό μοντέλο βελτιστοποίησης επενδύσεων ενεργειακών κοινοτήτων, για τον σχεδιασμό και την ανάπτυξη φωτοβολταϊκών και συστημάτων αποθήκευσης σε επίπεδο κοινότητας.
«Αξιοποιώντας εξελιγμένους γενετικούς αλγορίθμους βελτιστοποίησης, το μοντέλο αυτό προτείνει βέλτιστες στρατηγικές επένδυσης κάτω από ρεαλιστικά σενάρια τιμολόγησης της ηλεκτρικής ενέργειας. Με αυτό τον τρόπο επιταχύνεται η μετάβαση στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας», σχολιάζει ο Ανδρέας Πουλλικκάς, Καθηγητής Ενεργειακών Συστημάτων στην Πολυτεχνική Σχολή του Πανεπιστημίου Frederick και επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας H₂Zero.
Το μοντέλο βελτιστοποίησης που αναπτύχθηκε στο Πανεπιστήμιο Frederick καταδεικνύει ότι η κερδοφορία και το μέγεθος κάθε ενεργειακής κοινότητας εξαρτάται κυρίως από τη διαφορά ανάμεσα στην τιμή με την οποία αγοράζει ρεύμα από το δίκτυο και στην τιμή με την οποία πουλά το πλεόνασμα της παραγωγής της. Αυτή η διαφορά καθορίζει όχι μόνο την κερδοφορία, αλλά και το πόσο πρέπει να επενδύσει η κοινότητα και ποιες τεχνολογίες συμφέρει να χρησιμοποιήσει.
Η διαπίστωση αυτή υπογραμμίζει τον υποστηρικτικό ρόλο του ρυθμιστικού πλαισίου και της διαφάνειας στις τιμές, ώστε να επιτευχθεί η ευρεία χρήση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στην Ευρώπη. Οι επιπτώσεις εκτείνονται πέρα από μεμονωμένες κοινότητες, υποδεικνύοντας ότι συντονισμένες πολιτικές μπορούν συστηματικά να απελευθερώσουν επενδυτικές δυνατότητες στις ανανεώσιμες πηγές σε διάφορες ευρωπαϊκές αγορές.
Το μαθηματικό μοντέλο αναδεικνύει ότι οι ενεργειακές κοινότητες δεν υποστηρίζουν συγκεκριμένες τεχνολογίες, αλλά προσαρμόζουν τις στρατηγικές τους βάσει των τοπικών συνθηκών της αγοράς. Αυτή η διαπίστωση αμφισβητεί τη συχνή παραδοχή στον ενεργειακό σχεδιασμό ότι μεγαλύτερα συστήματα αποθήκευσης είναι πάντα ωφέλιμα και πρέπει να υιοθετούνται ευρέως. Αντίθετα, η παρούσα έρευνα προτείνει πως οι ενεργειακές κοινότητες λαμβάνουν επιλεκτικές επενδυτικές αποφάσεις για την αποθήκευση, με κύρια προτεραιότητα την αύξηση της φωτοβολταϊκής δυναμικότητας όταν οι οικονομικές συνθήκες το ευνοούν.
Αυτή η τάση αντικατοπτρίζει τη βασική οικονομική αρχή των ανανεώσιμων πηγών και αποθήκευσης. Τα φωτοβολταϊκά προσθέτουν αξία αξιοποιώντας τη δωρεάν ηλιακή ενέργεια, ενώ προσφέρεται πρόσθετη αξία όταν η ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να πωλείται σε τιμές υψηλότερες του κόστους του δικτύου. Τα συστήματα αποθήκευσης ενέχουν πολυπλοκότητα: παρέχουν ευελιξία στην αξιοποίηση και χρονισμό διάθεσης της ενέργειας, αλλά με σημαντικό κεφαλαιουχικό κόστος. Έτσι, οι κοινότητες επενδύουν στην αποθήκευση όταν οι συνθήκες τιμολόγησης πραγματικά δικαιολογούν το σχετικό έξοδο.
Η έρευνα έχει καταδείξει ότι ο σχεδιασμός της αγοράς ηλεκτρισμού αποτελεί κρίσιμο παράγοντα επιτυχίας των ενεργειακών κοινοτήτων. Χρειάζεται διαφάνεια στις τιμές ηλεκτρισμού έτσι ώστε οι κοινότητες να είναι ενήμερες για την πραγματική αξία της ανανεώσιμης παραγωγής τους και το κόστος προμήθειας από το δίκτυο. Οι κοινότητες δεν μπορούν να λάβουν ορθολογικές επενδυτικές αποφάσεις χωρίς αξιόπιστη πληροφόρηση για τις τιμές που θα λαμβάνουν κατά την εξαγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και τις τιμές που θα πληρώνουν για κατανάλωση από το δίκτυο. Όταν οι τιμές είναι διαθέσιμες, οι ενεργειακές κοινότητες μπορούν να προσαρμόσουν τις στρατηγικές τους με στόχο τη μέγιστη απόδοση προς όφελος των πολιτών τους.
Όπως αναφέρει ο Καθ. Πουλλικκάς: «Οι ενεργειακές κοινότητες εκφράζουν τη δημοκρατικοποίηση της ενεργειακής μετάβασης της Ευρώπης. Η βελτιστοποίηση που αναπτύξαμε επιβεβαιώνει ότι, με κατάλληλες πολιτικές τιμολόγησης, απλοποιημένα ρυθμιστικά πλαίσια και πρόσβαση σε σύγχρονα εργαλεία σχεδιασμού, οι κοινότητες μπορούν να αποτελέσουν καταλυτικό παράγοντα για την επέκταση των επενδύσεων στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Το κεντρικό συμπέρασμα είναι ξεκάθαρο: οι πολιτικές τιμολόγησης του δικτύου καθορίζουν τη βιωσιμότητα. Με κατάλληλη τιμολόγηση, οι κοινότητες γίνονται ελκυστικές οικονομικές επενδύσεις, επιταχύνοντας την απανθρακοποίηση και ενισχύοντας την ανθεκτικότητα και την ενεργειακή ανεξαρτησία σε όλη την Ευρώπη.»