Αντισταθμίσεις στη λειτουργία υδροηλεκτρικού ταμιευτήρα υπό την αλυσίδα της αβεβαιότητας

Το πλέγμα Νερό-Ενέργεια-Τροφή-Οικοσυστήματα χαρακτηρίζεται από συνέργειες, συμπληρωματικότητες και συγκρούσεις, και ως εκ τούτου η διαχείρισή του είναι μια απαιτητική διαδικασία. Αυτό γίνεται πιο δύσκολο όταν ενσωματώνονται κοινωνικοοικονομικές επιρροές. Βασικά στοιχεία αυτού του πλέγματος είναι οι ταμιευτήρες πολλαπλού σκοπού που παρέχουν πόσιμο νερό, ηλεκτρισμό, αρδευτικό νερό για την παραγωγή τροφίμων και υπηρεσίες οικοσυστημάτων. Αυτά τα συστήματα καθοδηγούνται από εγγενώς αβέβαιες διεργασίες, τόσο υδροκλιματικές όσο και ανθρωπογενείς (π.χ. νομικοί κανονισμοί, πολιτικές στρατηγικής διαχείρισης, έλεγχοι σε πραγματικό χρόνο και κανόνες αγοράς), και επομένως η διαχείρισή τους θα πρέπει να τις λαμβάνει υπόψη. Στο πλαίσιο αυτό, η έρευνα αυτή προτείνει μια μεθοδολογία με επίγνωση της αβεβαιότητας για την αξιολόγηση της μακροπρόθεσμης απόδοσης των υδροηλεκτρικών ταμιευτήρων. Συγκεκριμένα, διερευνούμε και περιγράφουμε με στοχαστικούς όρους τους κύριους αβέβαιους παράγοντες, ήτοι τις βροχοπτώσεις, τις απαιτήσεις σε νερό και τον ενεργειακό προγραμματισμό και, τελικά, να διερευνήσουν τις αλυσωτές επιδράσεις της αβεβαιότητας. Το πλαίσιο μοντελοποίησης δοκιμάζεται σε έναν υδροηλεκτρικό ταμιευτήρα Πλαστήρα στην Ελλάδα, που έχει βρεθεί υπό σημαντικές κοινωνικοοικονομικές συγκρούσεις σε όλη την 65χρονη ιστορία του. Για την εκτίμηση των υδατικών στόχων, εφαρμόζουμε μια στατιστική ανάλυση των ιστορικών απολήψεων, καταλήγοντας στο συμπέρασμα ότι η αρδευτική ζήτηση συσχετίζεται ισχυρά με τη στάθμη του ταμιευτήρα, ενώ συσχετίζεται αρνητικά με τις προηγούμενες βροχοπτώσεις. Για την εκτίμηση του ενεργειακού στόχου του σταθμού παραγωγής, υιοθετούμε μια προσέγγιση βασισμένη σε συναρτήσεις σύζευξης, στην οποία οι επιθυμητές εκροές για την παραγωγή ενέργειας εξαρτώνται από τις τιμές ηλεκτρικής ενέργειας της επόμενης ημέρας. Συγκεκριμένα, υιοθετούμε τρεις πολιτικές, δηλαδή, συντηρητική, ενδιάμεση και ενεργοκεντρική, που αναφέρονται σε ποσοστημόρια 95%, 50% και 5% της σύζευξης. Τέλος, για να ληφθούν υπόψη οι αβεβαιότητες των υδροκλιματικών διεργασιών και αυτών της αγοράς, αξιοποιούμε στοχαστικά μοντέλα για την παραγωγή δεδομένων συνθετικής βροχόπτωσης και τιμών ηλεκτρικής ενέργειας, αντίστοιχα. Τα ευρήματά μας υποδεικνύουν ότι οι διαδοχικές επιδράσεις των από κοινού αβεβαιοτήτων είναι κρίσιμες για όλες τις πολιτικές λειτουργίας. Συγκεκριμένα, από πλευράς κερδοφορίας, η ενεργοκεντρική και η ενδιάμεση είναι παρόμοιες, ενώ από πλευράς αξιοπιστίας των χρήσεων ύδρευσης και άρδευσης, το εύρος αβεβαιότητας αυτής της πολιτικής είναι ευρύτερο, καθιστώντας την μη αποδεκτή για ορισμένα σενάρια. Κατά συνέπεια, η συμβατική προσέγγιση της παράβλεψης της αβεβαιότητας στην επιλογή της διαχειριστικής πολιτικής μπορεί να οδηγήσει σε παραπλανητικές αντιλήψεις για τον λειτουργό του έργου, οδηγώντας τελικά σε υποβέλτιστη διαχείριση του ταμιευτήρα.