LEZIONE N.8. Introduzione ai MODELLI DI SIMULAZIONE ED OTTIMIZZAZIONE PER SISTEMI ENERGETICI

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1 LEZIONE N8 Introduzone a MODELLI DI SIMULZIONE ED OTTIMIZZZIONE PER SISTEMI ENERGETICI 1d 11 MODELLIZZZIONE DI DOMND ED OFFERT Dal 1973 gl stud su modell che ntendono rappresentare cosa può succedere nel futuro, comncano a sussegurs n campo economco, avendo rferment dvers e basandos su assunzon dverse >> rsultat dvers Fondamental modell economc e d smulazone che hanno utlzzato per le anals strument dvers Secondo Klenpeter (1995) le dspartà s spegano con la metodologa usata per l anals, sulle assunzon, su parametr (crescta economca, demografca, nfluenza delle varabl poltche) ma anche dall mpatto de progress tecnc per aumentare l effcenza nelle trasformazon ed us fnal dell energa 2d 11

2 MODELLIZZZIONE DI DOMND ED OFFERT La formulazone d un modello energetco ha lo scopo d autare nell opportuna allocazone delle rsorse energetche sa esse d tpo fossle che d tpo rnnovable Durante gl ultm 10 ann nuov concett d panfcazone e gestone dell energa qual la programmazone decentralzzata, la conservazone dell energa attraverso tecnologe avanzate, rcclo de rfut, panfcazone energetca ntegrata 3d 11 L approcco macroeconomco prevede d avere - una panfcazone orentata all offerta >> nevtabl trend al ralzo gustfcat da un ncremento demografco e degl standard d vta - una panfcazone orentata alla domanda dove, nonostante le 2 potes d cu sopra, s consderano anche progress tecnologc >> portando ad una stablzzazone della domanda La crtca a due metod prevede: non sostenbltà del prmo, eccessva spnta dealstca del secondo In genere panfcator sul lungo termne dovrebbero tenere conto d: () lmtatezza delle rsorse fossl; () aumento dell effcenza e degl nvestment sulle alternatve esercteranno una pressone al ralzo su prezz de fossl (gà accade); () aumento dell effcenza tenderà a stablzzare la domanda 4d 11

3 Per quanto metod possano essere pù onncomprensv possbl, la scenza non sarà ma n grado d programmare adeguatamente l futuro e qund l panfcatore deve sapere trattare le ncertezze Per non complcare eccessvamente l modello, delle scelte devono essere fatte anche n un regme d ncertezza, rcordando che: () le nformazon vanno selezonate, NON CRETE; () s deve sceglere tra modell d mnore e maggore dettaglo (> complesstà, accuratezza), () su varabl e parametr crucal può essere rchesta un assunzone a pror o comandata In genere s parla d VRIBILI ESOGENE qual ndc d crescta, ncremento demografco, aumento PIL; VRIBILI ENDOGENE qual quanttà d energa, prezz, cost d nstallazone, dsponbltà, fattor d carco VRIBILI OBIETTIVO qual prezzo combustble, fattor ambental, economc, elastctà 5d 11 IL RUOLO DELL OTTIMIZZZIONE Vuol dre avere a dsposzone un sstema accurato d equazon e poter contare su un database affdable >> cò che s ottene deve essere pratcable Solo element oggettv entrano nella costruzone del modello tramte algortm Domanda ed offerta devono collmare L ottmzzazone è solo uno de metod che panfcator hanno a dsposzone, n genere gl economst preferscono lavorare su modell statstc Inoltre modell s caratterzzano per la struttura d tpo TOP DOWN (enfas sull offerta) e BOTTOM UP (enfas sulla domanda) 6d 11

4 La domanda de servz energetc deve essere espressa sotto forma d nseme d equazon n cu s rtrovano cost, le tecnologe della domanda e della conversone, la tpologa delle font mpegate Un punto mportante è rappresentato dalla SOSTITUIBILITÀ tra font, sapendo che questo ndce d spostamento da una fonte ad un altra verrà a cambare la struttura dell ntero sstema e che questo camberà l prezzo stesso dell energa MODELLO BOTTOM UP ENERGI OUTPUT VarENDOGEN MODELLO TOP DOWN ENERGI INPUT VarESOGEN TECNOLOGIE DI USO FINLE E TECNOLOGIE DELL TRSFORMZIONE TECNOLOGIE DI USO FINLE E TECNOLOGIE DELL TRSFORMZIONE CONSUMI INPUT VESOGEN CONSUMI OUTPUT VENDOGEN 7d 11 Ne modell BOTTOM UP n genere la funzone obettvo mnmzza cost del sstema d approvvgonamento, ne modell TOP DOWN s massmzza n generale l energa mpegata COME SI ESPRIMONO I CONSUMI FINLI? d esempo andando ad dentfcare degl ndc specfc o delle categore d consum (ad esempo rscaldamento nel settore cvle per untà volumetrca, mpego d acqua calda procapte, energa elettrca per uso llumnazone su superfce, volumetra condzonata, capactà frgorfera mantenuta ad un certo lvello termco ) Nel settore ndustrale c s può rferre a process: per esempo GJ/g materale essccato 8d 11

5 Per esempo nel modello macroeconomco d tpo settorale elaborato agl nz degl ann 70 da Pler e Savory s cerca d rspondere alla domanda: - come possono venre allocate le rsorse, dato un certo tpo d struttura dell offerta? Quale è la dstrbuzone pù razonale? per dstrbuzone razonale s ntende avere la spesa mnma dato un certo lvello d produzone Per rsolvere l problema della sosttubltà delle rsorse s dstngue tra categore d consumator VRIBILI ed INVRIBILI Una domanda d tpo nvarable non vene nclusa nella dstrbuzone razonale, dunque non concorre ad abbattere cost 9d 11 VRIBILI E PRMETRI Le prncpal varabl del modello sono la quanttà d energa C per ogn tpo d rsorsa, n funzone d ogn categora d consumator, n funzone della produzone T, al prezzo P S rapportano le vare forme d energa all OC ed l sstema vene rappresentato da: Z T = 1 = R C < G ( Z ) C = B R r r ( I P ) Mn C + C = Z = T r 10 d 11

6 NLISI DELLE DIVERSE EQUZIONI: Z = T C = = C < G ( Z ) C = B R r r = ( I P ) Mn C + 1 R Z r T Costo specfco n funzone d lvell dvers d consumo Z quanttà d energa che serve per la produzone del bene T Dce quanto una fonte d energa ncda sulla produzone del bene T n funzone dell energa d rfermento quanttà d energa rspetto al totale d mpego nel sstema dell energa Lmte sulle rsorse K I = K altr cost, dovut all mplementazone della fonte 11 d 11 OSSERVZIONI -la possbltà d sosttuzone -Non s tratta n modo specfco la fonte energetca -Molto semplfcat cost (non s consderano stuazon mperfette ) -Non s consderano relazon ntersettoral 12 d 11