A financial approach to renewable energy production in Greece using goal programming

Investing in renewable energy production is a high interest venture considering global energy needs and the environmental impact of fossil fuel consumption. Motivated by the goals set by the European Union towards 2020, this study aims at designing a renewable energy map (installing solar power plants) in Greece. Three aspects are considered, namely, social, financial, and power production aspects. A goal programming model is developed under target and structural constraints, and all possible weight combinations are examined. The solutions derived from each iteration are subjected to a financial meta-analysis, considering different tax and return scenarios aligned to the Greek taxation and banking system. The analysis considers Greece and each region separately, taking net present value (NPV) as an objective measure to assess the solutions. From the results, it is concluded that the internal rate of return is approximately 22.5%−25%22.5%−25% for the overall network. In addition, higher NPV values are obtained when the financial and power production aspects are given greater emphasis. The proposed model provides multi-dimensional information for decision makers; investors can determine the optimal budgeting mix, and policy makers can determine the weight on each aspect that guarantees the success of the venture

Optimal design of the renewable energy map of Greece using weighted goal-programming and data envelopment analysis

Renewable energy forms have been widely used in the past decades highlighting a "green" shift in energy production. An actual reason behind this turn to renewable energy production is EU directives which set the Union's targets for energy production from renewable sources, greenhouse gas emissions and increase in energy efficiency. All member countries are obligated to apply harmonized legislation and practices and restructure their energy production networks in order to meet EU targets. Towards the fulfillment of 20-20-20 EU targets, in Greece a specific strategy which promotes the construction of large scale Renewable Energy Source plants is promoted. In this paper, we present an optimal design of the Greek renewable energy production network applying a 0-1 Weighted Goal Programming model, considering social, environmental and economic criteria. In the absence of a panel of experts Data Envelopment Analysis (DEA) approach is used in order to filter the best out of the possible network structures, seeking for the maximum technical efficiency. Super-Efficiency DEA model is also used in order to reduce the solutions and find the best out of all the possible. The results showed that in order to achieve maximum efficiency, the social and environmental criteria must be weighted more than the economic ones

Economic and financial appraisal of natural resources and environment: a theoretical and empirical approach

Natural resources, namely energy natural resources, are important for human survival and development. Focusing on energy resources and particularly in renewable energy sources (RES), the shift toward their use becomes more pronounced due to more sophisticated energy production technologies in combination with their multiple benefits. According to EU directives, specific targets for energy production and environmental protection have been issued promoting the energy production from RES. Accordingly, these guidelines have been adopted by Greece; the energy policy until 2020 includes increased penetration of RES in energy production through the installation of new power plants.In this legislative framework and with respect to the utilization of energy resources of Greece, this study focuses on the installation of RE power plants in the country, in order to achieve the goal of total production in 2020. At the same time economic, social and environmental goals are set. The networks resulting are evaluated for efficiency and economic viability. In this study a 0-1 weighted multi objective mixed integer linear goal programming model is proposed for the utilization of energy resources. Based on the proposed model an optimal renewable energy network for RES planning in Greece is proposed. The analysis is performed at county level and involves a multitude of power plants: wind, solar, geothermal, hydroelectric and biomass plants and all the solutions are evaluated based on their efficiency.Moreover, specifying the analysis in the use of solar energy, a general multi-objective mixed integer programming model is proposed to construct a network for the optimal location of PV modules in Greece, taking into account economic, environmental and social criteria. The analysis is carried out at regional level and the solutions have been evaluated in the terms of their financial viability.Both the proposed models can be used for the development of country's renewable energy policy and provide viable insight to the decision makers.Οι φυσικοί πόροι και συγκεκριμένα οι ενεργειακοί φυσικοί πόροι αποτελούν τα κυριότερα μέσα επιβίωσης και ανάπτυξης του ανθρώπου. Εστιάζοντας στους ενεργειακούς πόρους και συγκεκριμένα στις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας, η στροφή προς την αξιοποίηση τους γίνεται εντονότερη κυρίως λόγω της βελτιστοποίησης των τεχνολογιών παραγωγής ενέργειας από ΑΠΕ σε συνδυασμό με τα πολλαπλά οφέλη τους. Στην Ευρώπη στο πλαίσιο διαχείρισης των ΑΠΕ, της παραγωγής ενέργειας και της προστασίας του περιβάλλοντος, έχουν τεθεί συγκεκριμένοι στόχοι παραγωγής ενέργειας από ΑΠΕ και μείωσης των ρύπων. Αντίστοιχα, οι οδηγίες αυτές έχουν υιοθετηθεί από την Ελλάδα, η ενεργειακή πολιτική της οποίας μέχρι το 2020 περιλαμβάνει αύξηση της διείσδυσης των ΑΠΕ στην παραγωγή ενέργειας μέσω της εγκατάστασης νέων μονάδων παραγωγής ενέργειας. Σε αυτό το συγκεκριμένο νομοθετικό πλαίσιο και με γνώμονα την αξιοποίηση των διαθέσιμων ενεργειακών πόρων της Ελλάδας, η παρούσα εργασία εστιάζει στην μελέτη του τρόπου εγκατάστασης των μονάδων παραγωγής ενέργειας από ΑΠΕ στη χώρα ώστε να επιτευχθεί ο στόχος της συνολικής παραγωγής για το 2020. Ταυτόχρονα, σε αυτή την κατεύθυνση τίθενται στόχοι οικονομικοί, κοινωνικοί και περιβαλλοντικοί. Τα δίκτυα που προκύπτουν αξιολογούνται ως προς την αποδοτικότητα και την οικονομική τους βιωσιμότητα. Ειδικότερα, στην παρούσα εργασία για τη μελέτη της αξιοποίησης των ενεργειακών πόρων προτείνεται ένα 0 - 1 σταθμισμένο πολυστοχικό μοντέλο μικτού ακεραίου γραμμικού προγραμματισμού σύμφωνα με το οποίο διαμορφώνεται ο χάρτης εγκατάστασης και χωροθέτησης μονάδων παραγωγής ενέργειας από ΑΠΕ στην Ελλάδα. Η ανάλυση πραγματοποιείται σε επίπεδο νομών και αφορά ένα πλήθος μονάδων παραγωγής: αιολικές, ηλιακές, γεωθερμικές, υδροηλεκτρικές και μονάδες βιομάζας, ενώ τα δίκτυα που προκύπτουν αξιολογούνται ως προς την αποδοτικότητά τους. Επιπλέον, εξειδικεύοντας την ανάλυση στην αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας, στην παρούσα εργασία προτείνεται ένα γενικό μοντέλο μικτού ακεραίου πολυστοχικού προγραμματισμού για τη δημιουργία ενός δικτύου για την χωροθέτηση φωτοβολταϊκών μονάδων στην Ελλάδα λαμβάνοντας υπόψη οικονομικά, περιβαλλοντικά και κοινωνικά κριτήρια. Η ανάλυση πραγματοποιείται σε επίπεδο περιφερειών και τα προτεινόμενα δίκτυα αξιολογούνται ως προς τη χρηματοοικονομική τους βιωσιμότητα. Και τα δύο προτεινόμενα μοντέλα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη χάραξη της ενεργειακής και της αναπτυξιακής πολιτικής της χώρας, καθώς δίνουν μια συνολική εικόνα στους αντίστοιχους λήπτες των αποφάσεων