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Can an energy only market enable resource adequacy in a decarbonized power system? A co-simulation with two agent-based-models

Sanchez Jimenez, Ingrid und Ribó Péréz, David und Cvetkovic, Milos und Kochems, Johannes und Schimeczek, Christoph und de Vries, Laurens (2024) Can an energy only market enable resource adequacy in a decarbonized power system? A co-simulation with two agent-based-models. Applied Energy, Seite 122695. Elsevier. doi: 10.1016/j.apenergy.2024.122695. ISSN 0306-2619.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
3MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306261924000783

Kurzfassung

Future power systems, in which generation will come almost entirely from variable Renewable Energy Sources (vRES), will be characterized by weather-driven supply and flexible demand. In a simulation of the future Dutch power system, we analyze whether there are sufficient incentives for market-driven investors to provide a sufficient level of security of supply, considering the profit-seeking and myopic behavior of investors. We co-simulate two agent-based models (ABM), one for generation expansion and one for the operational time scale. The results suggest that in a system with a high share of vRES and flexibility, prices will be set predominantly by the demand’s willingness to pay, particularly by the opportunity cost of flexible hydrogen electrolyzers. The demand for electric heating could double the price of electricity in winter, compared to summer, and in years with low vRES could cause shortages. Simulations with stochastic weather profiles increase the year-to-year variability of cost recovery by more than threefold and the year-to-year price variability by more than tenfold compared to a scenario with no weather uncertainty. Dispatchable technologies have the most volatile annual returns due to high scarcity rents during years of low vRES production and diminished returns during years with high vRES production. We conclude that in a highly renewable EOM, investors would not have sufficient incentives to ensure the reliability of the system. If they invested in such a way to ensure that demand could be met in a year with the lowest vRES yield, they would not recover their fixed costs in the majority of years.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/225165/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Can an energy only market enable resource adequacy in a decarbonized power system? A co-simulation with two agent-based-models
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Sanchez Jimenez, IngridTU DelftNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ribó Péréz, DavidTU DelftNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Cvetkovic, MilosTU DelftNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kochems, JohannesJohannes.Kochems (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3461-3679NICHT SPEZIFIZIERT
Schimeczek, ChristophChristoph.Schimeczek (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0791-9365NICHT SPEZIFIZIERT
de Vries, LaurensTU DelftNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:5 Februar 2024
Erschienen in:Applied Energy
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1016/j.apenergy.2024.122695
Seitenbereich:Seite 122695
Verlag:Elsevier
ISSN:0306-2619
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Agent-based modelHigh share of renewable energiesFlexibilityCo-simulation
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Energiesystemdesign
HGF - Programmthema:Energiesystemtransformation
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SY - Energiesystemtechnologie und -analyse
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Systemanalyse und Technologiebewertung
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Vernetzte Energiesysteme > Energiesystemanalyse, ST
Hinterlegt von: Kochems, Johannes
Hinterlegt am:22 Jun 2026 10:44
Letzte Änderung:22 Jun 2026 11:00

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