Η Επίδραση Της Διείσδυσης Των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας Στην Αγορά Ηλεκτρικής Ενέργειας Στην Ελλάδα

Abstract

Η παρούσα διατριβή περιλαμβάνει τρία διακριτά, αλλά αλληλοσυνδεόμενα δοκίμια, στα οποία, αξιοποιώντας στοιχεία από την Ελληνική αγορά ηλεκτρικής ενέργειας, εξετάζεται μια σειρά ερευνητικών ερωτημάτων που σχετίζονται με την επίδραση της διείσδυσης της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ), τόσο στις τιμές ηλεκτρικής ενέργειας, όσο και στο περιβάλλον.Στο πρώτο δοκίμιο (δεύτερο κεφάλαιο), με χρήση ωριαίων δεδομένων για την περίοδο από τον Αύγουστο 2012 έως και τον Δεκέμβριο 2018, εξετάστηκε το αποτέλεσμα της σειράς κατάταξης (merit-order effect) στις χονδρεμπορικές τιμές ηλεκτρικής ενέργειας στην Ελλάδα. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης επιβεβαιώνουν τη στατιστικά σημαντική μειωτική επίδραση που έχει η παραγωγή αιολικών και φωτοβολταϊκών μονάδων στις χονδρεμπορικές τιμές ηλεκτρικής ενέργειας. Η ανάλυση του αποτελέσματος της σειράς κατάταξης ανά έτος ανέδειξε την επίδραση που έχουν ρυθμίσεις που σχετίζονται με τους κανόνες λειτουργίας της αγοράς, στο μέγεθος του αποτελέσματος της σειράς κατάταξης. Η επίδραση κάθε τεχνολογίας στον προσδιορισμό του μέσου αποτελέσματος διαφοροποιείται σημαντικά στη διάρκεια της ημέρας και επιπλέον εντοπίστηκαν ενδείξεις για αύξηση των χονδρεμπορικών τιμών τις ώρες που ακολουθούν τη δύση του ήλιου. Η προοπτική σημαντικής αύξησης της εγκατεστημένης ισχύος αιολικών και φωτοβολταϊκών μονάδων μεσοπρόθεσμα, εκτιμήθηκε ότι θα έχει σημαντική επίδραση στις χονδρεμπορικές τιμές ηλεκτρικής ενέργειας, μεταβάλλοντας την κατανομή τους εντός της ημέρας. Τέτοιες αλλαγές θα επηρεάσουν δραματικά τις ώρες λειτουργίας, αλλά κυρίως την κερδοφορία των συμβατικών μονάδων ηλεκτροπαραγωγής και θα καταστήσουν απαραίτητες ρυθμιστικές παρεμβάσεις, όπως η ενεργοποίηση μηχανισμών διασφάλισης ευέλικτης ισχύος και η άρση των περιορισμών ως προς τις ανώτατες τιμές προσφοράς στη χονδρεμπορική αγορά, προκειμένου να ενισχυθούν τα κίνητρα εισαγωγής νέων συμβατικών μονάδων ηλεκτροπαραγωγής.Περαιτέρω, η ανάλυση υποδεικνύει ότι η μεγάλη διείσδυση των ΑΠΕ, η οποία προβλέπεται την επόμενη δεκαετία στην Ελλάδα, είναι μάλλον δύσκολο να επιτευχθεί χωρίς λειτουργική ενίσχυση, ειδικά για τα φωτοβολταϊκά, εξαιτίας του αποτελέσματος της σειράς κατάταξης, εφόσον δεν υπάρξουν ευνοϊκές εξελίξεις στο κόστος εγκατάστασης των μονάδων ΑΠΕ. Συνεπώς, είναι ιδιαίτερα πιθανό να χρειαστεί η περαιτέρω διατήρηση της στήριξής τους, η οποία, όμως, δεν είναι συμβατή με τη λειτουργία ανταγωνιστικών αγορών για το υπόλοιπο της προσφοράς, το οποίο ολοένα και θα συρρικνώνεται. Επίσης, εκτιμήθηκε ότι το συνολικό όφελος που είχαν οι προμηθευτές ηλεκτρικής ενέργειας από τη μείωση των χονδρεμπορικών τιμών δεν αντισταθμίζει το κόστος στήριξης των φωτοβολταϊκών μονάδων, αλλά δεν ισχύει το ίδιο για την αιολική παραγωγή, για την οποία εκτιμήθηκε ότι το όφελος για τους προμηθευτές υπερέβαινε το κόστος στήριξης. Οι τεχνολογίες ΑΠΕ στην ηλεκτροπαραγωγή, συνεπώς, δεν είναι ουδέτερες ως προς το όφελος και το κόστος που επιφέρουν, και αυτό το στοιχείο θα πρέπει να ενσωματώνεται στις σχετικές επιλογές πολιτικής. Τέλος, διαπιστώθηκε ότι η διάρθρωση της κατανομής του κόστους στήριξης των ΑΠΕ στην Ελλάδα, μεροληπτεί υπέρ των επιχειρήσεων που είναι μεγάλοι καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας, για λόγους προστασίας της ανταγωνιστικότητάς τους, δημιουργώντας διανεμητικές επιπτώσεις από την πολιτική στήριξης των ΑΠΕ. Οι εκτιμήσεις δείχνουν μάλιστα ότι οι μεγάλοι καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας ενδέχεται να είχαν καθαρό όφελος από την είσοδο των ΑΠΕ στην ηλεκτροπαραγωγή.Στο δεύτερο δοκίμιο (τρίτο κεφάλαιο) της διατριβής εξετάστηκε πρώτον, η επίδραση που είχε η διείσδυση των αιολικών και φωτοβολταϊκών μονάδων στο ημερήσιο επίπεδο και στη μεταβλητότητα των χονδρεμπορικών τιμών ηλεκτρικής ενέργειας στην Ελλάδα για την περίοδο από τον Αύγουστο 2012 έως και τον Δεκέμβριο 2018 και, δεύτερον, η επίδραση που είχε στο επίπεδο και τη μεταβλητότητα των τιμών η αύξηση του ανώτατου ορίου τιμών της χονδρεμπορικής αγοράς. Τα αποτελέσματα του συνόλου των οικονομετρικών εκτιμήσεων επιβεβαίωσαν την ύπαρξη του αποτελέσματος της σειράς κατάταξης (merit-order effect), τόσο για τις μη ελεγχόμενες ΑΠΕ συνολικά, όσο και, διακριτά, για τις αιολικές και τις φωτοβολταϊκές μονάδες και ήταν ισχυρότερο στην περίπτωση της παραγωγής από αιολικές μονάδες. Ελέγχοντας για ρυθμιστικούς μηχανισμούς που δύναται να επηρεάσουν τη μεταβλητότητα των τιμών, διαπιστώθηκε ότι, συνολικά, οι μη ελεγχόμενες ΑΠΕ έδρασαν περιοριστικά στη μεταβλητότητα των τιμών – σε αντίθεση με την κυρίαρχη πεποίθηση στη βιβλιογραφία, ότι η μεταβλητότητα των τιμών αυξάνεται. Αυτό το αποτέλεσμα υποκρύπτει τη σημαντική διαφοροποίηση της επίδρασης στη μεταβλητότητα, ανάλογα με την τεχνολογία ΑΠΕ. Η παραγωγή από αιολικές μονάδες συνδέεται με αύξηση της μεταβλητότητας, ενώ η παραγωγή από φωτοβολταϊκές μονάδες με μείωση της μεταβλητότητας των χονδρεμπορικών τιμών. Η αντιστάθμιση της επίδρασης στη μεταβλητότητα των τιμών μεταξύ των αιολικών και των φωτοβολταϊκών μονάδων σε ημερήσιο επίπεδο, οδηγεί στο συνολικό αποτέλεσμα της οριακά αρνητικής επίδρασης. Επομένως, η ισορροπημένη ανάπτυξη των τεχνολογιών ΑΠΕ είναι ιδιαίτερα χρήσιμη από την οπτική της επίδρασης που μπορεί να έχουν στη μεταβλητότητα των τιμών και στις ανάγκες ευελιξίας του συστήματος και αυτό θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη στους σχεδιασμούς της ενεργειακής πολιτικής για τη στήριξη και ενσωμάτωση των διαφορετικών τεχνολογιών ΑΠΕ στο ηλεκτρικό σύστημα. Διαφοροποίηση βρέθηκε και στην επίδραση στη μεταβλητότητα των τιμών στη διάρκεια της ημέρας, καθώς υπάρχουν ενδείξεις ότι η αιολική παραγωγή τις ώρες χαμηλής ζήτησης τείνει να αυξάνει τη μεταβλητότητα των τιμών, σε αντίθεση με τις ώρες υψηλότερης ζήτησης κατά τις οποίες τη μειώνει. Επιπλέον, η παραγωγή από φωτοβολταϊκές μονάδες βρέθηκε ότι μειώνει τη μεταβλητότητα των τιμών τις ώρες υψηλής ζήτησης, στις οποίες συγκεντρώνεται το σύνολο σχεδόν της παραγωγής τους, επιβεβαιώνοντας την υπόθεση ότι όταν η παραγωγή από μη ελεγχόμενες ΑΠΕ συσχετίζεται θετικά με τη ζήτηση, σε υψηλά τμήματα της καμπύλης προσφοράς, αναμένεται μικρότερη επίδραση ή ακόμα και μείωση της μεταβλητότητας των τιμών. Τέλος, εκτιμήθηκε ότι η αύξηση του ανώτατου ορίου τιμών στην Ελληνική χονδρεμπορική αγορά ηλεκτρικής ενέργειας συνδέεται με αύξηση του επιπέδου, αλλά και μείωση της μεταβλητότητας των χονδρεμπορικών τιμών ηλεκτρικής ενέργειας. Το αποτέλεσμα αυτό αναδεικνύει τη σημασία της σύνθεσης του χαρτοφυλακίου μονάδων ηλεκτροπαραγωγής και του βαθμού καθετοποίησης των συμμετεχόντων στις απελευθερωμένες αγορές ηλεκτρικής ενέργειας, η οποία καθορίζει τη συμπεριφορά τους στην αγορά και έχει δυνητική επίδραση και στη μεταβλητότητα των τιμών ηλεκτρικής ενέργειας.Στο τρίτο δοκίμιο (τέταρτο κεφάλαιο) εξετάστηκε η μέση ποσότητα αποφευγόμενων εκπομπών CO2 από την αιολική και φωτοβολταϊκή παραγωγή στο Ελληνικό διασυνδεδεμένο σύστημα ηλεκτρισμού, στη διάρκεια της περιόδου από τον Αύγουστο του 2012 έως τον Δεκέμβριο του 2018 και αξιολογήθηκε η αποτελεσματικότητα από πλευράς κόστους της πολιτικής προώθησης των ΑΠΕ στην Ελλάδα ως προς τον στόχο μείωσης των εκπομπών CO2. Από την ανάλυση βρέθηκε στατιστικά σημαντική επίδραση στις εκπομπές CO2 που αποφεύγονται ανά MWh αιολικής και φωτοβολταϊκής παραγωγής, η οποία, ωστόσο, παρουσιάζει σημαντική διαφοροποίηση ανά τεχνολογία και ανά έτος, εξαιτίας μεταβολών στη σύνθεση της συμβατικής παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και στο επίπεδο του συνολικού φορτίου και της παραγωγής των μη ελεγχόμενων ΑΠΕ. Η αιολική παραγωγή επιτυγχάνει μεγαλύτερη υποκατάσταση θερμικής ηλεκτροπαραγωγής και μικρότερη υποκατάσταση υδροηλεκτρικής παραγωγής και καθαρών εισαγωγών, δηλαδή πηγών ενέργειας μηδενικών εκπομπών ή εκπομπών με προέλευση σε άλλα συστήματα ηλεκτρισμού, εξοικονομώντας περισσότερες εκπομπές από τη φωτοβολταϊκή παραγωγή. Εκτιμήθηκε, επίσης, η επίδραση που έχει στις εκπομπές CO2 μια οριακή αύξηση της παραγωγής από αιολικές και φωτοβολταϊκές μονάδες στη διάρκεια ωρών με διαφορετικά επίπεδα ζήτησης του συστήματος και παραγωγής από μη ελεγχόμενες ΑΠΕ. Ως γενικό συμπέρασμα, η σύνθεση της εγκατεστημένης ισχύος και της παραγωγής των συμβατικών μονάδων, το φορτίο του συστήματος, η δυναμικότητα των διεθνών διασυνδέσεων και τα επίπεδα παραγωγής των αιολικών και των φωτοβολταϊκών μονάδων επηρεάζουν σημαντικά τα επίπεδα των οριακών εκπομπών που αποφεύγονται από την παραγωγή των μη ελεγχόμενων ΑΠΕ. Επιπλέον, βρέθηκε ότι το καθαρό κόστος της πολιτικής προώθησης των ΑΠΕ για τη μείωση των εκπομπών CO2 διαφοροποιείται σημαντικά ανά τεχνολογία. Το καθαρό κόστος στήριξης της φωτοβολταϊκής παραγωγής βρέθηκε πολλαπλάσιο του δυνητικού εξωτερικού της οφέλους. Η αιολική ενέργεια προσέφερε σημαντικό καθαρό κοινωνικό όφελος, αποτελώντας ένα ιδιαίτερα αποτελεσματικό μέσο πολιτικής για τη μείωση των εκπομπών, καθώς κάθε μονάδα μείωσης των εκπομπών πραγματοποιούταν με όφελος για τους καταναλωτές και το κοινωνικό σύνολο, ανεξάρτητα και πλέον από το όφελος που συνδέεται με άλλες εξωτερικότητες. Αντίθετα, στην περίπτωση της φωτοβολταϊκής παραγωγής, το όφελος από τη μείωση των εκπομπών που προσέφεραν δεν μπορεί να προσεγγίσει το κόστος στήριξης. Τα ευρήματα αυτά αναδεικνύουν τον ουσιαστικό ρόλο που μπορεί να έχει ο σχεδιασμός της πολιτικής προώθησης των ΑΠΕ, η οποία, υπό προϋποθέσεις, μπορεί να υπερισχύει έναντι εναλλακτικών μέσων της κλιματικής πολιτικής. Συνολικά, η πολιτική προώθησης των ΑΠΕ στην Ελλάδα την περίοδο 2013-2018 με στόχο τη μείωση των εκπομπών CO2 δεν μπορεί να χαρακτηριστεί αποτελεσματική από πλευράς κόστους, καθώς το συνολικό κόστος στήριξης των μη ελεγχόμενων ΑΠΕ υπερβαίνει σημαντικά ένα αρκετά μεγάλο εύρος εκτιμήσεων του κοινωνικού κόστους του άνθρακα. Τα αποτελέσματα αυτά υποδηλώνουν ότι περισσότερα οφέλη σε όρους αποτελεσματικότητας μπορούν να πραγματοποιηθούν με τον σχεδιασμό των κινήτρων, έτσι ώστε να αντανακλούν με μεγαλύτερη ακρίβεια το εξωτερικό όφελος των επιμέρους τεχνολογιών ΑΠΕ. Περαιτέρω, ανάλογα με την τεχνολογία, δεν μπορεί να γενικευθεί το συμπέρασμα άλλων μελετών, ότι η άμεση τιμολόγηση του άνθρακα αποτελεί το πιο αποτελεσματικό μέσο πολιτικής για τη μείωση των εκπομπών CO2 και άλλων πηγών ρύπανσης.