بهینه یابی مدل چند دوره‌ای برنامه‌ریزی توسعه ظرفیت در صنعت برق با ملاحظه محدودیت انتشار دی‌اکسیدکربن

نویسندگان

1 استادیار گروه اقتصاد، دانشگاه زنجان،

2 دانشیار گروه اقتصاد دانشگاه شهید باهنر کرمان

3 کارشناسی ارشد اقتصاد دانشگاه زنجان

doi
10.22034/ecoj.2023.56270.3186
چکیده

هدف از این مطالعه بررسی مدل بهینه­سازی چند دوره­ای برنامه­ریزی توسعه ظرفیت در صنعت برق با ملاحظه سناریوهای مختلف انتشار دی­اکسیدکربن می­باشد. در این مطالعه با استفاده از مدل برنامه­ریزی خطی پویای بین دوره­ای، توسعه ظرفیت نیروگاه­ها در نرم­افزار GAMS طراحی و مدل­سازی شده است. تابع هدف مدل شامل کمینه­سازی مجموع ارزش حال تنزیل شده هزینه­های سرمایه­گذاری، بهره­برداری و نگهداری، سوخت و هزینه‌های زیست­محیطی در افق 30 ساله و با محدودیت­های تعادل عرضه و تقاضا، ضریب پوشش سیستم قدرت، حداکثر ظرفیت جدید نصب شده، پتانسیل منابع و پایداری شبکه بوده است. مدل پیشنهادی در قالب سناریوها و تحلیل حساسیت­های مختلفی ارزیابی شده است. نتایج مطالعه نشان داد که در سناریو پایه بدون ملاحظات زیست­محیطی، تنها ظرفیت نیروگاه­های فسیلی باید گسترش یابد. این در حالی است که در سناریو پایه با ملاحظات زیست­محیطی با کاهش همزمان هزینه­های تولید و هزینه زیست­محیطی، ظرفیت نیروگاه­های سیکل­ترکیبی، خورشیدی، اتمی و بادی به ترتیب گسترش یافته است. با در نظر گرفتن ملاحظات زیست­محیطی، سهم تولید نیروگاه­های بخاری و گازی در افق برنامه‌ریزی نسبت به سال پایه از 7/27 و 7/22 درصد به 5/9 و 4 درصد کاهش یافته­ است، اما سهم تولید نیروگاه­های سیکل‌ترکیبی، اتمی، خورشیدی و بادی از 8/41، 3/2، 1/0 و 1/0 درصد به 7/72، 5/6، 2 و 3/2 درصد افزایش پیدا کرده است. هزینه سرمایه­گذاری (توسعه ظرفیت) سناریوی پایه با ملاحظات زیست­محیطی نسبت به سناریو پایه با افزایش 60 درصدی به 183 میلیارد دلار در افق برنامه ریزی می­رسد و سناریو پایه با ملاحظات زیست­محیطی به صورت معنی­داری هزینه‎های توسعه ظرفیت را افزایش می‌دهد. همچنین در سناریو تداوم تحریم­ها که حداکثر ظرفیت سالانه نیروگاه­های تجدیدپذیر کاهش پیدا می­کند، اهداف زیست‌محیطی محقق نمی‌شود. در تحلیل حساسیت مدل، نتایج حاکی از آن است که در سه حالت کاهش هزینه سرمایه­گذاری، افزایش قیمت کربن و قیمت سوخت نیاز به سرمایه­گذاری در گسترش ظرفیت نیروگاه­های تجدیدپذیر می­باشد.