Βελτιστοποίηση λειτουργίας των θερμικών μονάδων ηλεκτροπαραγωγής στην Κύπρο, ενόψει της πράσινης μετάβασης
Date Issued
2026
Author(s)
Advisor
Abstract
Η παγκόσμια μετάβαση προς βιώσιμα ενεργειακά συστήματα αποτελεί μια ιδιαίτερα κρίσιμη πρόκληση, ιδίως για περιοχές όπως η Κύπρος, οι οποίες εξακολουθούν να παρουσιάζουν σημαντική εξάρτηση από συμβατικά καύσιμα. Η παρούσα μελέτη εξετάζει τη μείωση του οικονομικού κόστους και των περιβαλλοντικών επιπτώσεων μέσω της βέλτιστης διαχείρισης των μονάδων ηλεκτροπαραγωγής και της αξιοποίησης φυσικού αερίου (ΦΑ) και υδρογόνου (H2) στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, λαμβάνοντας παράλληλα υπόψη την ενσωμάτωση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (ΑΠΕ).
Με βάση πραγματικά δεδομένα παραγωγής για την περίοδο 2014-2023, η ανάλυση εστιάζει σε δύο διακριτές χρονικές περιόδους: 2014-2019 και 2020-2023, με τη δεύτερη να χαρακτηρίζεται από αυξημένο κόστος καυσίμων και εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου (ΑτΘ). Αναπτύχθηκαν τρία σενάρια διαθεσιμότητας μονάδων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας (100%, 65% και 58%) με και χωρίς χρήση ΦΑ, ενώ οι οικονομικές εξοικονομήσεις αξιολογήθηκαν μέσω προσομοιώσεων που εφαρμόζουν αποδοτικές στρατηγικές δέσμευσης μονάδων (Unit Commitment-UC).
Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι οι στρατηγικές UC μπορούν να επιτύχουν ετήσιες μειώσεις κόστους από 3% έως 11,2%, ενώ η αξιοποίηση ΦΑ σε ανταγωνιστική τιμή €450/τόνο αυξάνει περαιτέρω τις εξοικονομήσεις σε 11,6%-40,8%. Αντιθέτως, υψηλότερες τιμές (€640/τόνο) οδηγούν σε σημαντική αύξηση του κόστους, υπογραμμίζοντας την ανάγκη για ρυθμιστικό έλεγχο τιμών. Υιοθετώντας προκαθορισμένη αναλογία μάζας υδρογόνου προς ΦΑ 20:80, η εισαγωγή υδρογόνου μειώνει τις εκπομπές ΑτΘ κατά 61%-62%, ευθυγραμμίζοντας την ηλεκτροπαραγωγή με τους στόχους μηδενικών εκπομπών της Ευρωπαϊκής Πράσινης Συμφωνίας. Επιπλέον, η μελέτη ποσοτικοποιεί τις εξοικονομήσεις κόστους από τη μείωση εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα (CO₂), μέσω της ενσωμάτωσης υδρογόνου και καθορίζει τα όρια τιμών για ΦΑ και υδρογόνο, συμβάλλοντας σε μια οικονομικά αποδοτική και ανθρακικά ουδέτερη μετάβαση, ενώ παράλληλα ενισχύει το υποστηρικτικό ρυθμιστικό και πολιτικό πλαίσιο.
Με βάση πραγματικά δεδομένα παραγωγής για την περίοδο 2014-2023, η ανάλυση εστιάζει σε δύο διακριτές χρονικές περιόδους: 2014-2019 και 2020-2023, με τη δεύτερη να χαρακτηρίζεται από αυξημένο κόστος καυσίμων και εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου (ΑτΘ). Αναπτύχθηκαν τρία σενάρια διαθεσιμότητας μονάδων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας (100%, 65% και 58%) με και χωρίς χρήση ΦΑ, ενώ οι οικονομικές εξοικονομήσεις αξιολογήθηκαν μέσω προσομοιώσεων που εφαρμόζουν αποδοτικές στρατηγικές δέσμευσης μονάδων (Unit Commitment-UC).
Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι οι στρατηγικές UC μπορούν να επιτύχουν ετήσιες μειώσεις κόστους από 3% έως 11,2%, ενώ η αξιοποίηση ΦΑ σε ανταγωνιστική τιμή €450/τόνο αυξάνει περαιτέρω τις εξοικονομήσεις σε 11,6%-40,8%. Αντιθέτως, υψηλότερες τιμές (€640/τόνο) οδηγούν σε σημαντική αύξηση του κόστους, υπογραμμίζοντας την ανάγκη για ρυθμιστικό έλεγχο τιμών. Υιοθετώντας προκαθορισμένη αναλογία μάζας υδρογόνου προς ΦΑ 20:80, η εισαγωγή υδρογόνου μειώνει τις εκπομπές ΑτΘ κατά 61%-62%, ευθυγραμμίζοντας την ηλεκτροπαραγωγή με τους στόχους μηδενικών εκπομπών της Ευρωπαϊκής Πράσινης Συμφωνίας. Επιπλέον, η μελέτη ποσοτικοποιεί τις εξοικονομήσεις κόστους από τη μείωση εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα (CO₂), μέσω της ενσωμάτωσης υδρογόνου και καθορίζει τα όρια τιμών για ΦΑ και υδρογόνο, συμβάλλοντας σε μια οικονομικά αποδοτική και ανθρακικά ουδέτερη μετάβαση, ενώ παράλληλα ενισχύει το υποστηρικτικό ρυθμιστικό και πολιτικό πλαίσιο.
File(s)![Thumbnail Image]()
Name
PhD-Chr-Paphites_2026.pdf
Size
5.53 MB
Format
Adobe PDF
Checksum (MD5)
c6b67f7711df74b2c140a29c7cdf5e6b