ASSESSMENT OF THE RENEWABLE ENERGY POTENTIAL IN TERRITORIAL COMMUNITIES FOR MODELING THE DEVELOPMENT OF THEIR LOCAL ENERGY SYSTEMS
Abstract
The article examines the opportunities of applying renewable energy sources within selected territorial communities of Ukraine. It is suggested that, for modelling sustainable energy transformations driven by achieving a high share of carbon-neutral resources in the energy consumption structure, a thorough study of the renewable energy potential is essential. The study aims to evaluate the potential of renewable energy in Ukrainian territorial communities, focusing on the cases of Zhytomyr and Rivne communities. The analysis covers the prospects for the use of solar, wind, bioenergy, and hydropower, taking into account both technical parameters and territorial specificities. It is emphasized that local energy systems represent complex socio-technical structures incorporating not only physical infrastructure but also local socio-economic conditions, behavioral patterns of consumers, and institutional frameworks. The global experience demonstrates a variety of modeling approaches, among which integrated optimization models combining endogenous supply and exogenous demand have proven the most efficient for assessing long-term energy transformations. In the Ukrainian context, despite the growing need for energy modeling driven by the cities’ participation in the Covenant of Mayors and national legislation which requires for local energy plans development, comprehensive research on the transformation of municipal energy systems remains limited. It is concluded that for modeling energy transitions at the community level, optimization tools based on the bottom-up approach are the most appropriate, as they enable detailed representation of technologies and their interactions within the energy sector. Among the available software, the TIMES (The Integrated MARKAL-EFOM System) modeling framework is identified as one of the most effective analytical tools for exploring renewable energy potential and developing evidence-based scenarios for the sustainable energy development of Ukrainian territorial communities. For the purpose of communities’ energy system models development, data from the national TIMES-Ukraine model were applied, ensuring methodological consistency and comparability of results.
References
Біогаз та біометан в Україні. Біоенергетична асоціація України : веб-сайт. URL: https://uabio.org/biogas-and-biomethane/ (дата звернення: 18.01.2025).
Дячук О.А., Семенюк А.О. Методи та моделі оцінки енергетичного переходу на прикладі Житомирської об’єднаної територіальної громади. Економіка і прогнозування. 2021. № 4. С.74-101.
Житомир завдяки біоТЕЦ лише за січень заощадив 37 мільйонів гривень. Екополітика.ua: веб-сайт. URL:https://ecopolitic.com.ua/ua/news/zhitomir-zavdyaki-biotec-lishe-za-sichen-zaoshhadiv-37-miljoniv-griven/ (дата звернення: 19.06.2025).
Житомирщина у цифрах у 2017 році. Державна служба статистики України. Статистичний збірник. 2018. URL: http://www.zt.ukrstat.gov.ua/Publikacii/zbirnyky/zbirn_zhitobl2017.pdf (дата звернення: 11.11.2025).
Цілі сталого розвитку та Україна. Кабінет Міністрів України / Урядовий портал. URL: https://www.kmu.gov.ua/diyalnist/cili-stalogo-rozvitku-ta-ukrayina (дата звернення: 25.09.2025).
Кадастрова карта України. URL: https://map.land.gov.ua; https://kadastr.live (дата звернення: 23.09.2025).
Перехід України на відновлювану енергетику до 2050 року / О. Дячук, М. Чепелєв, Р. Подолець, Г. Трипольська та ін. ; за заг. ред. Ю. Огаренко та О. Алієвої. Київ, 2017. 88 с.
Письменна У.Є., Трипольська Г.С., Курбатова Т.О., Кубатко О.В. Фактори управління сталими енергетичними трансформаціями в енергосекторі України. Вісник Сумського державного університету. Серія «Економіка», № 3. 2020. С. 149-155.
Профіль громади. Рівненська міська територіальна громада, 2023. 155 с.
Регіональна цільова програма використання біоенергетичних технологій у тепло- та гарячому водопостачанні у Житомирській області на 2017–2020 роки / Житомирська обласна рада. Житомир, 2017. 28 с.
Семенюк А.О. Чинники енергетичних трансформацій в економічному аспекті. Журнал Економіка та суспільство, 2023, № 52. URL: https://doi.org/10.32782/2524-0072/2023-52-60 (дата звернення: 21.11.2025).
Схема теплопостачання міста Рівне. Том 1. 2021 URL: https://rvrada.gov.ua/portalfiles/1/232/11419/%D0%97%D0%B2i%D1%82_%D0%A0i%D0%B2%D0%BD%D0%B5__%D0%A2%D0%9E%D0%9C_1.pdf (дата звернення: 11.11.2025).
Chepeliev, M., Diachuk, O., Podolets, R., Semeniuk, A., Trypolska, G. (2024). Net-Zero Transition in Ukraine: Implications for Sustainable Development Goal 7. Aligning the Energy Transition with the Sustainable Development Goals. Lecture Notes in Energy / Labriet, M., Espegren, K., Giannakidis, G., Ó Gallachóir, B. (eds). Springer, Cham., 2024. Vol 101. P. 271-293.
Mitchell, Peter R. Wind Turbine Separation Distances Matter. 2014. URL: http://www.na-paw.org/Mitchell/Mitchell-Wind-Turbine-Separation-Distances.pdf (дата звернення: 12.08.2025).
Photovoltaic geographical information system. EU Science Hub. European Commission. URL: https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_download/map_index.html# (дата звернення: 10.08.2025).
Technology Data for Generation of Electricity and District Heating. The Danish Energy Agency. URL: https://ens.dk/en/analyses-and-statistics/technology-data-generation-electricity-and-district-heating (дата звернення: 14.08.2025).
The future for green hydrogen.. Wood Mackenzie URL: https://www.woodmac.com/news/editorial/the-future-for-green-hydrogen/ (дата звернення: 10.08.2025).
Wind Vision. Department of Energy. Office of energy efficiency & renewable energy. Wind Energy Technologies Office. URL: https://www.energy.gov/eere/wind/wind-vision-1 (дата звернення: 18.08.2025).
Biohaz ta biometan v Ukraini. Bioenerhetychna asotsiatsiia Ukrainy [Biogas and Biomethane in Ukraine. Bioenergy Association of Ukrain]. Available at: https://uabio.org/biogas-and-biomethane/ (accessed: January 18, 2025).
Diachuk O.A., Semeniuk A.O. (2021) Metody ta modeli otsinky enerhetychnoho perekhodu na prykladi Zhytomyrskoi obiednanoi terytorialnoi hromady [Methods and Models for Assessing the Energy Transition: The Case of the Zhytomyr United Territorial Community.]. Ekonomika i prohnozuvannia – Economics and Forecasting, vol. 4, pp. 74–101.
Zhytomyr zavdiaky bioTETs lyshe za sichen zaoshchadyv 37 milioniv hryven. Ekopolityka.ua [Zhytomyr saved 37 million hryvnias in January alone thanks to its bio-CHP plant. Ecopolitics.ua]. Available at:https://ecopolitic.com.ua/ua/news/zhitomir-zavdyaki-biotec-lishe-za-sichen-zaoshhadiv-37-miljoniv-griven/ (accessed: June 19, 2025).
Zhytomyrshchyna u tsyfrakh u 2017 rotsi. Derzhavna sluzhba statystyky Ukrainy. Statystychnyi zbirnyk, 2018 [Zhytomyr Region in Figures in 2017. State Statistics Service of Ukraine. Statistical Yearbook, 2018]. Available at: http://www.zt.ukrstat.gov.ua/Publikacii/zbirnyky/zbirn_zhitobl2017.pdf (accessed: Novemder 11, 2025).
Tsili staloho rozvytku ta Ukraina. Kabinet Ministriv Ukrainy / Uriadovyi portal [Sustainable Development Goals and Ukraine. Cabinet of Ministers of Ukraine / Government Portal.]. Available at: https://www.kmu.gov.ua/diyalnist/cili-stalogo-rozvitku-ta-ukrayina (accessed: September 25, 2025).
Kadastrova karta Ukrainy [Cadastral map of Ukraine]. Available at: https://map.land.gov.ua; https://kadastr.live (accessed: September 23, 2025).
Diachuk O., Chepeliev M., Podolets R. , Trypolska H. ta in. (2017) Perekhid Ukrainy na vidnovliuvanu enerhetyku do 2050 roku [Ukraine’s Transition to Renewable Energy by 2050] / za zah. red. Yu. Oharenko ta O. Aliievoi. Kyiv. (in Ukrainian)
Pysmenna U. Ie., Trypolska H. S., Kurbatova T. O., Kubatko O. V. (2020) Faktory upravlinnia stalymy enerhetychnymy transformatsiiamy v enerhosektori Ukrainy [Management Factors of Sustainable Energy Transformations in Ukraine’s Energy Sector.]. Visnyk Sumskoho derzhavnoho universytetu. Seriia «Ekonomika» – Bulletin of Sumy State University. “Economics” Series, vol. 3, pp. 149–155.
Profil hromady. Rivnenska miska terytorialna hromada [Community Profile. Rivne City Territorial Community]. (2023). (in Ukrainian)
Rehionalna tsilova prohrama vykorystannia bioenerhetychnykh tekhnolohii u teplo- ta hariachomu vodopostachanni u Zhytomyrskii oblasti na 2017–2020 roky [Regional Target Program for the Use of Bioenergy Technologies in Heat and Hot Water Supply in Zhytomyr Region for 2017–2020]. Zhytomyrska oblasna rada. Zhytomyr. (2017). (in Ukrainian)
Semeniuk A. O. (2023). Chynnyky enerhetychnykh transformatsii v ekonomichnomu aspekti [Factors of energy transformations in economic aspect]. Ekonomika ta suspilstvo – Economy and Society, vol. 52. DOI: https://doi.org/10.32782/2524-0072/2023-52-60 (accessed: November 12, 2025).
Skhema teplopostachannia mista Rivne [District heating scheme of the city of Rivne.]. Vol. 1. 2021. Available at: https://rvrada.gov.ua/portalfiles/1/232/11419/%D0%97%D0%B2i%D1%82_%D0%A0i%D0%B2%D0%BD%D0%B5__%D0%A2%D0%9E%D0%9C_1.pdf (accessed: November 11, 2025).
Chepeliev, M., Diachuk, O., Podolets, R., Semeniuk, A., Trypolska, G. (2024). Net-Zero Transition in Ukraine: Implications for Sustainable Development Goal 7. Aligning the Energy Transition with the Sustainable Development Goals. Lecture Notes in Energy / Labriet, M., Espegren, K., Giannakidis, G., Ó Gallachóir, B. (eds). Springer, Cham, vol. 101, pp. 271-293.
Mitchell, Peter R. Wind Turbine Separation Distances Matter. 2014. Available at: http://www.na-paw.org/Mitchell/Mitchell-Wind-Turbine-Separation-Distances.pdf (accessed: August 12, 2025).
Photovoltaic geographical information system. EU Science Hub. European Commission. Available at: https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_download/map_index.html# (accessed: August 10, 2025).
Technology Data for Generation of Electricity and District Heating. The Danish Energy Agency. Available at : https://ens.dk/en/analyses-and-statistics/technology-data-generation-electricity-and-district-heating (accessed: August 14, 2025).
The future for green hydrogen.. Wood Mackenzie. Available at: https://www.woodmac.com/news/editorial/the-future-for-green-hydrogen/ (accessed: August 08, 2025).
Wind Vision. Department of Energy. Office of energy efficiency & renewable energy. Wind Energy Technologies Office. Available at: https://www.energy.gov/eere/wind/wind-vision-1 (accessed: Augus 08, 2025).
