Influence of renewable energy sources on transmission networks in Central Europe

• Thesis title in Czech: Vliv obnovitelných zdrojů na přenosové soustavy v centrální Evropě
• Thesis title in English: Influence of renewable energy sources on transmission networks in Central Europe
• Key words: Energiewende, OZE, přenosové soustavy, congestion, kruhové toky, ELMOD, střední Evropa
• English key words: Energiewende, RES, transmission networks, congestion, loop flows, ELMOD, Central Europe
• Academic year of topic announcement: 2014/2015
• Thesis type: Bachelor's thesis
• Thesis language: angličtina
• Department: Institute of Economic Studies (23-IES)
• Supervisor: prof. Ing. Karel Janda, Dr., Ph.D., M.A.
• Author: hidden - assigned by the advisor
• Date of registration: 13.04.2015
• Date of assignment: 13.04.2015
• Date and time of defence: 14.06.2016 08:00
• Venue of defence: IES, m 206
• Date of electronic submission: 10.05.2016
• Date of proceeded defence: 14.06.2016
• Opponents: Ayaz Zeynalov, M.A., Ph.D.

Preliminary scope of work

Charakterizace tématu

Evropský energetický průmysl prošel v nedávné minulosti velmi dynamickým vývojem. Jedním z důvodů je cíl politického vedení EU snížit energetickou závislost Evropy pomocí produkce elektřiny z obnovitelných zdrojů. Ve strategickém dokumentu „Evropa 2020“ se uvádí, že 20% elektřiny má do roku 2020 pocházet z obnovitelných zdrojů. K dosažení tohoto cíle byla přijata incentivizační schémata, například finanční subvence pro elektrárny produkující z obnovitelných zdrojů.
Ve výsledku bylo možné v mnoha zemích pozorovat překotný nárůst produkce elektřiny z obnovitelných zdrojů. Takováto rychlá přeměna energetického mixu však s sebou přinesla množství výzev, jimž musí elektroenergetický sektor čelit. Mnohé z nich stále čekají na vyřešení. Jako nejzávažnější představitele těchto výzev můžeme uvést cenové distorze, nestabilitu a kapacitu přenosových sítí.
Vzhledem k tomu, že se již mnoho výzkumných prací zabývalo výzkumem tohoto tématu z pohledu cen, já se v práci zaměřím na méně probádané ale velmi důležité téma přenosových sítí v České republice a střední Evropě. V této práci se pokusím určit, jak přesně „politika obnovitelných zdrojů“ ovlivnila náklady, fungování, stabilitu a udržitelnost přenosových sítí a jaké jsou důsledky pro naši nejbližší budoucnost.


Hypotézy

1) OZE zvyšují volatilitu energetických toků
2) OZE zvyšují přeshraniční toky elektřiny
3) OZE zvyšují nároky na cenu a množství regulace
4) OZE významně přispívají k destabilizaci přenosových sítí ve střední Evropě.


Obsah
1) Úvod
2) Přehled literatury
3) Stručný přehled přenosových sítí a účastníků systému ve střední Evropě.
4) Metodologie a model
5) Analýza dat a empirický důkaz
6) Výsledky a možná řešení
7) Shrnutí



Bibliografie

Hammons, T. J. "Integrating renewable energy sources into European grids." International Journal of Electrical Power & Energy Systems 30.8 (2008): 462-475.

European climate foundation, 2009: Roadmap 2050: A practical guide to a prosperous low-carbon europe, technical analysis.
Van Hulle, Frans, et al. Integrating wind: Developing Europe's power market for the large-scale integration of wind power. European Wind Energy Association (EWEA), 2009.

Frondel, Manuel, et al. "Economic impacts from the promotion of renewable energy technologies: The German experience." Energy Policy 38.8 (2010): 4048-4056.

Schaber, Katrin, Florian Steinke, and Thomas Hamacher. "Transmission grid extensions for the integration of variable renewable energies in Europe: Who benefits where?." Energy Policy 43 (2012): 123-135.

Malý, Jiří. Vliv OZE na provoz elektrizační soustavy. Diss. Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, 2009.

Vápeník, René. „Vliv fotovoltaických elektráren na provoz distribuční soustavy“ Electorevue 3(2011): 26-1 – 26-7

Wooldridge, Jeffrey. Introductory econometrics: A modern approach. Cengage Learning, 2012.

ENTSO-E, European Network of Transmission System Operators for Electricity: Statistical Data.

Preliminary scope of work in English

Topic characteristics

European power industry has undergone a very dynamic development recently. One of the reasons was the aim of EU political establishment to reduce energy dependency of Europe through generation of electricity from renewable resources. In the strategic document "Europe 2020", 20\% of all electricity generation was predetermined to come from renewable resources until 2020. To reach this aim, set of incentive schemes was implemented, among others financial subsidies for renewable resources power plants.

As a result, precipitous growth of renewable electricity production has been observed in many countries. Such rapid change of energetic mix has brought wide range of challenges to energy sector. Many of them need to be still solved. Price distortions or instability and capacity of transmission networks are generally considered most serious examples of these challenges.

With respect to the fact that many papers were conducting research on the topic of renewables prices, I will focus on less inspected but same important issue of transmission networks in Czech Republic and central Europe region. In my thesis, I will try to discover how exactly the "renewables policy" influenced the functioning, stability, sustainability and cost of transmission network systems and what are the implications and perspectives for our nearest future

Hypotheses

1) RES increase volatility of energy streams
2) RES increase cross-border flows of electricity
3) RES increase demands on price and amount of market regulators
4) RES increasingly contribute to destabilization of transmission networks in CE


Outline
1) Introduction
2) Literature review
3) Brief overview of central European transmission network and environment and its participants
4) Methodology and model
5) Data analysis and empirical evidence
6) Outcomes and possible solutions
7) Conclusion



Core bibliography

Hammons, T. J. "Integrating renewable energy sources into European grids." International Journal of Electrical Power & Energy Systems 30.8 (2008): 462-475.

European climate foundation, 2009: Roadmap 2050: A practical guide to a prosperous low-carbon europe, technical analysis.
Van Hulle, Frans, et al. Integrating wind: Developing Europe's power market for the large-scale integration of wind power. European Wind Energy Association (EWEA), 2009.

Frondel, Manuel, et al. "Economic impacts from the promotion of renewable energy technologies: The German experience." Energy Policy 38.8 (2010): 4048-4056.

Schaber, Katrin, Florian Steinke, and Thomas Hamacher. "Transmission grid extensions for the integration of variable renewable energies in Europe: Who benefits where?." Energy Policy 43 (2012): 123-135.

Malý, Jiří. Vliv OZE na provoz elektrizační soustavy. Diss. Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, 2009.

Vápeník, René. „Vliv fotovoltaických elektráren na provoz distribuční soustavy“ Electorevue 3(2011): 26-1 – 26-7

Wooldridge, Jeffrey. Introductory econometrics: A modern approach. Cengage Learning, 2012.

ENTSO-E, European Network of Transmission System Operators for Electricity: Statistical Data.