G.-K. Sakki, A. Castelletti, C. Makropoulos, and A. Efstratiadis, Unwrapping the triptych of climatic, social and energy-market uncertainties in the operation of multipurpose hydropower reservoirs, Journal of Hydrology, 628, 132416, doi:10.1016/j.jhydrol.2024.132416, 2025.
[Ξετυλίγοντας το τρίπτυχο των αβεβαιοτήτων του κλίματος, των κοινωνιών και των ενεργειακών αγορών στη λειτουργία των υδροηλεκτρικών ταμιευτήρων πολλαπλού σκοπού]
[doc_id=2485]
[Αγγλικά]
Η συνεχιζόμενη συζήτηση για την υδροηλεκτρική ενέργεια και τον ρόλο της στη μετάβαση προς την ανάπτυξη των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας συνδέεται στενά με τον βιώσιμο χαρακτήρα, το κοινωνικό και περιβαλλοντικό της αποτύπωμα και τα πιθανά της οφέλη. Οι υδροηλεκτρικοί ταμιευτήρες πολλαπλού σκοπού διαδραματίζουν σημαντικό διπλό ρόλο, καθώς εξυπηρετούν ταυτόχρονες χρήσεις νερού και ενέργειας. Ωστόσο, η λειτουργία και η διαχείρισή τους υπόκεινται σε εγγενώς αβέβαιες διεργασίες, μελλοντικές προκλήσεις και εξωτερικότητες, που προέρχονται από το κλίμα, την κοινωνία και την αγορά ενέργειας. Σε αυτό το πλαίσιο, συνεισφέρουμε με μια μεθοδολογία βελτιστοποίησης με επίγνωση της αβεβαιότητας, που υποστηρίζει τους λειτουργούς ώστε να λαμβάνουν υπόψη τις κλιμακωτές επιδράσεις τριών κύριων αβέβαιων παραγόντων, ήτοι της βροχόπτωσης, των απαιτήσεων σε νερό και του ενεργειακού προγραμματισμού. Για να περιγραφούν οι κλιματικές αβεβαιότητες και οι αβεβαιότητες της αγοράς ενέργειας, ακολουθούνται στοχαστικές προσεγγίσεις για τη γέννηση ημερήσιων συνθετικών χρονοσειρών βροχοπτώσεων και τιμών ηλεκτρικής ενέργειας, αντίστοιχα, μήκους 2000 ετών. Για να ληφθούν υπόψη οι ανθρωπογενείς διαδικασίες, δηλαδή οι στόχοι νερού και ενέργειας, εφαρμόζονται στατιστικές αναλύσεις ιστορικών απολήψεων για να προσαρμοστούν συναρτήσεις σύζευξης, στις οποίες οι επιθυμητές εκροές για παραγωγή ενέργειας εξαρτώνται από τις τιμές ηλεκτρικής ενέργειας της επόμενης ημέρας. Τέλος, δημιουργείται μια εργαλειοθήκη, η οποία προσφέρει επίγνωση για τη λήψη αποφάσεων σχετικά με τα εκτιμώμενα κέρδη, τις αναμενόμενες αλλαγές τους και τη σχετική διακινδύνευση εξαιτίας κλιματικών ή σχετιζόμενων με τις αγορές αλλαγών. Η προσέγγισή μας επικυρώνεται μέσω ενός ταμιευτήρα πολλαπλών χρήσεων στην Ελλάδα, τον Πλαστήρα, που επηρεάζεται από ραγδαία αυξανόμενες κοινωνικοοικονομικές συγκρούσεις. Τα ευρήματά μας υποδεικνύουν ότι η βελτιωμένη κατανόηση της αβεβαιότητας μπορεί να οδηγήσει σε πιο αποτελεσματικές πολιτικές λειτουργίας και να προστατεύσει τους λειτουργούς από τις παραπλανητικές αντιλήψεις και τις συχνά επιζήμιες επιπτώσεις τους. Συγκεκριμένα, στην εποχή των υψηλών τιμών ηλεκτρικής ενέργειας, τα αναμενόμενα κέρδη είναι εξαιρετικά ασταθή, καθώς ένας υποβέλτιστος επιμερισμός μεταξύ της άρδευσης και της παραγωγής ενέργειας μπορεί να είναι επικίνδυνη και δαπανηρή.
Το πλήρες κείμενο διατίθεται μόνο στο δίκτυο του ΕΜΠ λόγω νομικών περιορισμών
Εργασίες μας στις οποίες αναφέρεται αυτή η εργασία:
| 1. | A. Christofides, A. Efstratiadis, D. Koutsoyiannis, G.-F. Sargentis, and K. Hadjibiros, Resolving conflicting objectives in the management of the Plastiras Lake: can we quantify beauty?, Hydrology and Earth System Sciences, 9 (5), 507–515, doi:10.5194/hess-9-507-2005, 2005. |
| 2. | A. Efstratiadis, and D. Koutsoyiannis, One decade of multiobjective calibration approaches in hydrological modelling: a review, Hydrological Sciences Journal, 55 (1), 58–78, doi:10.1080/02626660903526292, 2010. |
| 3. | D. Koutsoyiannis, Hurst-Kolmogorov dynamics and uncertainty, Journal of the American Water Resources Association, 47 (3), 481–495, doi:10.1111/j.1752-1688.2011.00543.x, 2011. |
| 4. | A. Efstratiadis, and K. Hadjibiros, Can an environment-friendly management policy improve the overall performance of an artificial lake? Analysis of a multipurpose dam in Greece, Environmental Science and Policy, 14 (8), 1151–1162, doi:10.1016/j.envsci.2011.06.001, 2011. |
| 5. | A. Efstratiadis, I. Nalbantis, and D. Koutsoyiannis, Hydrological modelling of temporally-varying catchments: Facets of change and the value of information, Hydrological Sciences Journal, 60 (7-8), 1438–1461, doi:10.1080/02626667.2014.982123, 2015. |
| 6. | I. Tsoukalas, A. Efstratiadis, and C. Makropoulos, Building a puzzle to solve a riddle: A multi-scale disaggregation approach for multivariate stochastic processes with any marginal distribution and correlation structure, Journal of Hydrology, 575, 354–380, doi:10.1016/j.jhydrol.2019.05.017, 2019. |
| 7. | I. Tsoukalas, P. Kossieris, and C. Makropoulos, Simulation of non-Gaussian correlated random variables, stochastic processes and random fields: Introducing the anySim R-Package for environmental applications and beyond, Water, 12 (6), 1645, doi:10.3390/w12061645, 2020. |
| 8. | A. Efstratiadis, I. Tsoukalas, and D. Koutsoyiannis, Generalized storage-reliability-yield framework for hydroelectric reservoirs, Hydrological Sciences Journal, 66 (4), 580–599, doi:10.1080/02626667.2021.1886299, 2021. |
| 9. | G.-K. Sakki, I. Tsoukalas, and A. Efstratiadis, A reverse engineering approach across small hydropower plants: a hidden treasure of hydrological data?, Hydrological Sciences Journal, 67 (1), 94–106, doi:10.1080/02626667.2021.2000992, 2022. |
| 10. | G.-K. Sakki, I. Tsoukalas, P. Kossieris, C. Makropoulos, and A. Efstratiadis, Stochastic simulation-optimisation framework for the design and assessment of renewable energy systems under uncertainty, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 168, 112886, doi:10.1016/j.rser.2022.112886, 2022. |
| 11. | P.E. O’Connell, G. O’Donnell, and D. Koutsoyiannis, On the spatial scale dependence of long-term persistence in global annual precipitation data and the Hurst Phenomenon, Water Resources Research, 59 (4), e2022WR033133, doi:10.1029/2022WR033133, 2023. |
| 12. | A. Efstratiadis, and G.-K. Sakki, The water-energy nexus as sociotechnical system under uncertainty, Elgar Encyclopedia of Water Policy, Economics and Management, edited by P. Kountouri and A. Alamanos, Chapter 64, 279–283, doi:10.4337/9781802202946.00071, 2024. |
| 13. | A. Efstratiadis, and G.-K. Sakki, Driving energy systems with synthetic electricity prices, European Geosciences Union General Assembly 2024, Vienna, Austria & Online, EGU24-3165, doi:10.5194/egusphere-egu24-3165, 2024. |
Άλλες εργασίες που αναφέρονται σ' αυτή την εργασία (αυτός ο κατάλογος μπορεί να μην είναι ενημερωμένος):
| 1. | Tang, L., G. Liu, X. Sun, and P. Liu, Optimizing storage-based reservoir operation schemes for enhanced large-scale hydrological modeling: A comprehensive sensitivity analysis, Journal of Hydrology, 657, 133173, doi:10.1016/j.jhydrol.2025.133173, 2025. |
Κατηγορίες: Υδροσυστήματα, Αβεβαιότητα, Νερό και ενέργεια