Mathematical modeling for energy policy analysis

İklim değişiklği ve çevre kirliliğinin ağırlıklı olarak karbon salınımı kaynaklı olduğu artık genel kabul görmüş olup, politika analizine yönelik enerji modelleme çalışmaları yeniden önem kazanmıştır. Bununla birlikte, uluslararası antlaşmalar ile belirlenen hedeflerin ve programların makroekonomik kaygıları ve kısıtlamaları da gözeterek yerine getirilmesi hükümetler için önemlidir. Bu çalışmada, makroekonomik ve çok sektörlü enerji politikalarını teknolojik ve çevresel alternatifler ve senaryolar açısından analiz etmeye yönelik büyük ölçekli ve doğrusal olmayan bir optimizasyon modeli sunulmuştur. Önerilen modelde, enerji ile ilgili aktiviteler detaylı bir şekilde temsil edilmiş, diğer ekonomik faaliyetler ise beş ana sektörde ele alınmıştır. Ekonominin bütününü kapsayan çözümler, temsili bir tüketicinin faydasını maksimize eden toplam tüketim demeti üzerinden elde edilmiştir. Sektörler arası ve uluslararası işlem dengeleri, sosyal hesaplar matrisinin modelin yapısına göre uyarlanması ile sağlanmıştır. Sera gazı salınımlarının azaltılmasına yönelik stratejilerin ve teknolojilerin makroekonomik etkileri de önerilen model ile hesaplanabilmektedir. Model, bu anlamda, düzenleyici uygulamalar ve politikalar için emsal alınabilecek sonuçlar üretmeye vakıftır. Çalışma kapsamında, nükleer elektrik santrallerinin kurulmasına yönelik bir programı ve karbon tutma ve depolama teknolojisine sahip elektrik santrallerini ele alan senaryoların yanısıra, ülke genelinde veya sektörel bazda sera gazı salınımları üzerine kota konulmasını ele alan senaryolar tanımlanmış ve bu senaryoların etkileri araştırılmıştır. As is now generally accepted, climate change and environmental degradation has largely been triggered by carbon emissions and energy modeling for policy analysis has therefore attained renewed urgency. It is important for governments to satisfy emission targets and timetables set down by international agreements without disregarding macroeconomic concerns and restrictions. In this study, we present a large-scale nonlinear optimization model that allows the analysis of macroeconomic and multi-sectoral energy policies in respect of technological and environmental options and scenarios. The model consists of a detailed representation of energy activities and disaggregates the rest of the economy into five main sectors. Economy-wide solutions are obtained by computing a utility maximizing aggregate consumption bundle on the part of a representative household. Intersectoral and foreign transaction balances are maintained using a modified accounting matrix. The model also computes the impact on macroeconomic variables of greenhouse gas (GHG) emission strategies and abatement schemes. As such the model is capable of producing solutions that can be used to benchmark regulatory instruments and policies. Several scenarios are presented for the case of Turkey in which the impact of a nuclear power programme and power generation coupled with carbon-capture-and-storage schemes are investigated as well as setting quotas on total and sectoral GHG emissions. 236