Biodiversity indexes applied to the analysis of supply security in power systems

Abstract

ABSTRACT: The evolution of the vulnerability of the Spanish power generation system with respect to the primary energy resources has been assessed by three new indexes developed from biodiversity analysis. The first of these indexes measures, in percentage, the uniformity of the primary energy resources in the system. The second one quantifies the diversity by means of the equivalent number of primary energy resources that are present in similar proportions in the system. The third one allows the calculation of the diversity reduction in the system with the non-evenness of these primary energy resources. They have been applied to the energy results of a stochastic linear model, developed with the software GAMS, in order to demonstrate their usefulness. In this model several generation technologies have been considered (nuclear, clean coal technologies, etc), and also several scenarios of fossil fuel costs. The number of primary energy resources that have to be used depends on the degree of uniformity of the system and on their influence on diversity. In the Spanish case, if nuclear generation is not considered as an energy source, the diversity of the system will diminish significantly in the future, making the system more vulnerable.

RESUMEN: La evolución de la vulnerabilidad del sistema de generación de potencia en España, con respecto a los recursos primarios de energía, ha sido evaluada por medio de tres nuevos índices desarrollados a partir del análisis de la biodiversidad. El primero de estos índices mide, en porcentaje, la uniformidad de los recursos primarios en el sistema. El segundo cuantifica la diversidad por medio del número equivalente de recursos primarios que se encuentran en proporciones similares en el sistema. El tercero permite el cálculo de la reducción de la diversidad en el sistema con la desigualdad de esas fuentes primarias de energía. Los índices han sido aplicados a los resultados de un modelo estocástico lineal desarrollado con el logicial GAMS, a fin de demostrar su utilidad. En este modelo se han considerado varias tecnologías de generación (nuclear, tecnologías limpias de carbón, etc.), así como también varios escenarios de costos de combustibles fósiles. El número de recursos energéticos primarios que deben ser utilizados depende del grado de uniformidad del sistema y de sus influencias en la diversidad. En el caso español, si la generación nuclear no es considerada como una fuente de energía, la diversidad del sistema disminuirá significativamente en el futuro, haciendo más vulnerable al sistema.