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On the economic optimization of national power generation mix in Iran: A Markowitz' portfolio-based approach

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Arash Farnoosh
  • Function : Author
  • PersonId : 772061
  • IdRef : 19970712X

Abstract

Energy planning can be characterized as an investment-decision problem. Investors use many different methods for treating such problems. One of the most common methods is based on the Markowitz's portfolio theory by which investors try to manage risk and maximize their portfolio performance under variety of volatile economic outcomes. This work explains essential portfolio theory insights and analysis their application in an oil and gas producing country. We will illustrate how different electricity generation mixes can be influenced by additional share of nuclear and renewable sources. In comparison to the fossil dominated mixes, efficient power generation portfolios can dramatically reduce the generation costs while containing larger shares of decarbonized power units in the mix. The optimal results for the Iranian generation mix demonstrate that compared to the fossil-based mixes, there exist many generating mix structures with larger non-fossil shares (both nuclear and renewable) at equal or even lower expected costs and risks. Moreover, if we also take into consideration the export revenues of released fossil fuels (opportunity cost of fuels) this conclusion becomes even more affirmative. Moreover, our portfolio model analysis reflects the cost inter-relationship (co-variances) among generating alternatives and their impact on the final portfolio costs and risks. The results illustrate that the typical Iranian gas and fuel generating portfolio offers little diversification. While it may insulate from random risk, such as Iranian nuclear issues, it provides little insulation from the systematic risk of oil and gas price movements, which have historically been highly correlated.
La planification énergétique peut être caractérisée comme un problème de décision d’investissement. Les investisseurs utilisent de nombreuses méthodes différentes pour traiter ces problèmes. L’une des méthodes la plus courante est basée sur la théorie du portefeuille de Markowitz par laquelle les investisseurs tentent de maîtriser les risques et de maximiser la performance du portefeuille en vertu de divers résultats économiques volatils. Ce travail explique les idées de la théorie du portefeuille et analyse leurs principales applications dans un pays producteur de pétrole et de gaz naturel. Nous allons illustrer comment le parc de production d'électricité en Iran peut être influencé par une addition supplémentaire de ressources nucléaires et renouvelables. En comparaison avec les mix électriques dominés par les ressources fossiles, des portefeuilles efficaces de production d'électricité peuvent réduire considérablement les coûts de production tout en incorporant une plus grande part d’énergies décarbonées dans le mix. Les résultats optimaux pour le mix électrique Iranien montrent que par rapport aux mix basés sur les ressources fossiles, il existe de nombreuses structures de production avec de plus grandes parts de non-fossiles (à la fois nucléaires et renouvelables) à des coûts et des risques égaux ou même inférieurs. D'ailleurs, si nous prenons également en considération les recettes d'exportation de combustibles fossiles libérés (coût d'opportunité des combustibles), cette conclusion devient encore plus évidente. En outre, notre modèle d’analyse du portefeuille reflète l'interrelation des coûts (covariances) parmi les alternatives de production d’électricité et leur impact sur les coûts et les risques du portefeuille final. Les résultats montrent que le portefeuille typique de la génération d’électricité en Iran, basé sur des ressources fossiles, offre peu de diversification. Bien que cela puisse isoler le risque aléatoire, comme les enjeux entourant le développement de la filière nucléaire Iranienne, il fournit peu de couverture contre le risque systématique des mouvements du prix du pétrole et du gaz, qui historiquement ont été fortement corrélés.
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hal-02475534 , version 1 (12-02-2020)

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  • HAL Id : hal-02475534 , version 1

Cite

Arash Farnoosh. On the economic optimization of national power generation mix in Iran: A Markowitz' portfolio-based approach: Cahiers de l'Economie, Série Recherche, n° 105. 2016. ⟨hal-02475534⟩
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