Problema: Alegerea mixului energetic al Romaniei
Romania doreste sa dezvolte capacitati electrice care sa furnizeze o putere medie de 1 GW timp de 40 de ani. Se pot combina patru tehnologii. Determinati capacitatile instalate astfel incat costul total al energiei sa fie minim, respectand cerintele de mediu, diversificare si siguranta.
Date
| Tehnologie | LCOE (EUR/MWh) | Emisii (kg CO2e/MWh) | Factor de capacitate |
|---|---|---|---|
| Nuclear | 95 | 12 | 90% |
| Gaz natural | 85 | 450 | 60% |
| Solar fotovoltaic | 45 | 45 | 15% |
| Eolian terestru | 65 | 12 | 30% |
Date didactice orientative, nu o evaluare oficiala a proiectelor energetice din Romania. LCOE reprezinta costul nivelat pe MWh produs. Factorii de capacitate sunt considerati constanti in modelul de baza.
Conditii
- Puterea medie produsa de ansamblul centralelor trebuie sa fie exact 1 GW.
- Emisiile medii nu trebuie sa depaseasca 100 kg CO2e/MWh.
- Cel putin 40% din energia produsa trebuie sa provina din nuclear si gaz.
- Nicio tehnologie nu poate furniza peste 50% din energia totala.
- Solarul poate furniza cel mult 30% din energia totala.
- Capacitatile instalate nu pot fi negative.
Cerinte
- Formulati modelul de programare liniara: variabile, functie obiectiv si constrangeri.
- Rezolvati modelul si interpretati solutia si costul pe 40 de ani.
- Ce constrangeri sunt active in optim?
- Cum se schimba solutia daca limita emisiilor scade la 50 kg CO2e/MWh?
- Cum se schimba solutia daca LCOE nuclear creste la 130 EUR/MWh?
- Cum s-ar modifica modelul daca se cere exact 1 GW putere instalata, in loc de 1 GW putere medie?
- Cum s-ar modifica modelul daca productia efectiva ar putea fi mai mica decat cea data de factorul de capacitate (de exemplu, gazul functioneaza doar cand este economic)?
- Cum s-ar modifica modelul daca investitia si costurile variabile ar fi modelate separat, fara dubla numarare prin LCOE?
- Cum s-ar modifica modelul pentru a satisface cererea in fiecare ora, tinand cont de disponibilitatea orara a soarelui si vantului?
- Cum s-ar modifica modelul pentru incertitudini privind preturile, constructia, cererea si rata de actualizare pe 40 de ani?
Intrebare finala: un optim matematic pentru acest model garanteaza alimentarea neintrerupta cu electricitate? Justificati.