2.4. Energi- og klimaøkonomi

Transkript

1 2.4. Energi- og klimaøkonomi Kjernekraftens tilpasning til kraftprisene. Bakgrunn: Det ser ut til at kjernekraftanlegg i ulike land har en litt ulik måte å tilpasse seg på. Målet med oppgaven er å kartlegge hva som er det mikroøkonomiske grunnlaget for tilpasningen og eventuelle tekniske skranker. Hva er marginalkostnadene i ulike tidsperspektiv (time, døgn, uke, landingssesong)? Analyse av vindkraftmålinger og utarbeiding av modell for å simulere samspillet mellom fremtidig vindkraftproduksjon og tilsig i vannkraftsystemet.. Effektivitet i ulike virkemidler for å fremme fornybar kraftproduksjon. Ulike land har tatt i bruk ulike virkemidler for å fremme fornybar kraftproduksjon. Oppgaven bør gi en oversikt over modeller som er i bruk i ulike europeiske land og drøfte incentivegenskapene og i hvilken grad de fremmer samfunnsøkonomisk effektivitet. Samfunnsøkonomisk effektivitetsgevinster ved harmonisering av politikk (rammevilkår) for fornybar kraftproduksjon i Norden. EUs vanndirektiv kan legge begrensninger på reguleringen av produksjonen i vannkraftverkene i mange elveløp i Norden. Oppgaven kan vurdere implikasjonene av dette på prisdannelsen og fleksibiliteten i vannkraftsystemet. Her er det aktuelt å gjøre modellsimuleringer av markedet med ulike antagelser om hvordan vannkraftproduksjonen påvirkes. Analyser av interaksjon mellom markedene for CO2-kvoter og grønne sertifikater Modellsimulering og drøfting av hvordan et norsk gasskraftverk vil påvirke CO2- utslippene i Norden/Europa på kort- og mellomlang sikt. Analysen bør teste ulike forutsetninger om priselastisiteter og andre essensielle faktorer. Lokaliseringssignaler for å fremme optimal lokalisering av ny kraftproduksjon i et internasjonalt kraftmarked. (Eksisterende virkemidler og drøfting av problemer) Hvilken rolle vil kraftvarme (CHP) spille i Europa i relasjon til EUs direktiv om fornybar kraftproduksjon Samfunnsøkonomisk analyse av utbygging av fjernvarme. Det er aktuelt å vurdere konkrete prosjekter, eventuelt også makrovurderinger og sammenlikninger av Nordiske land /evaluering av kostnader. Kontaktpersoner og hovedveileder: Torstein Bye Anders Lunnan Olvar Bergland

2 Prisvariasjon I et vannkraftsystem skal prisene være like over hele døgnet. Noen av grunnene til at de varierer så mye er fordi vi er en del av et termisk system. En årsak som også kan være viktig er produksjonen fra elvekraftverk. Analysene går ut på å sette opp et datasett basert på tilsigsserie fra NVE (døgn) for 63 regioner. Oppgaven kan være i retning av: Vurdere andelen elvekraft i de ulike regionene, og estimere en sammenheng med prisene i regionene og se om det er en sammenheng med overføringsbegrensinger. Kontaktperson: Torstein Bye tab@ssb.no Vindkraft Kva er eksternalitetene knytte til vindkraft? En kan for eksempel sjekke endringar i eigedomsprisar før-etter eller ved like typar områder med-utan vindmøller, i Danmark eller California eller Frankrike eller England. Knyte dette opp mot eigedomsverdiar i aktuelle norske utbyggingsområde og berekne kostnader. Ein survey over verdsetjing av vindkraft kunne vere ein del av oppgåva. Det krev eit førearbeid for å finne ut om det finst data og er gjennomførbart utan datainnsamling Kontaktperson: Torstein Bye Biobrensel fra tidligere beitemark Flere rapporter viser at Norge gror igjen, det finnes også flere bildeserier fra de siste 100 år som viser det samme. Hovedgrunnen til dette er omlegginger av drifta i landbruket, beitedyrene er for en stor del borte. Flere steder i Norge klager reiselivsnæringa over at utsikt og kulturlandskap forsvinner og skjøtsel av kulturlandskap har kommet inn som en viktig del av et multifunksjonelt landbruk. På de tidligere beitemarkene kommer det i første omgang opp lauvskog av liten industriell verdi og det har fra flere hold vært reist spørsmål om virke fra disse områdene kunne brukes som biobrensel og at en samtidig kunne få et mer ønsket kulturlandskap. Skogforsk har et prosjekt i gang der en ser på skjøtsel av slike områder og på ulike logistikkløsninger. En mulig masteroppgave ville være å utrede kostnadseffektive løsninger for å ta ut biobrensel fra slike områder. En annen vinkling er å fokusere på landbrukspolitiske og miljøøkonomiske aspekter. Hvor mye er et åpent kulturlandskap verdt for samfunnet? Hvor mye er det rimelig at samfunnet gir i støtte for dette? Hvor mye støtte trengs for at biobrenselutnytting skal være lønnsomt? Hvordan kan politikk på dette området innpasses det nye WTO-regimet? Oppgaven vil kunne knyttes opp mot et strategisk instituttprogram ved Skogforsk, dette programmet starter opp våren Kontaktperson: Anders Lunnan

3 Samfunnsøkonomisk analyse av introduksjon av bioenergi i meierisektoren Flere vinklinger av oppgaven er mulig, vurdering av konkrete prosjekter, studier av policytiltak, sammenligning med situasjonen i Sverige. Kontaktperson: Anders Lunnan Ekstern kontakt i Tine: Christoffer Fremstad Forsyningssikkerhet for elektrisitet - Internettundersøkelse I regjeringens energipolitikk står forsyningssikkerheten helt sentralt. Kraftkrisa i Midt- Norge, og behovet for import av 5-10 % av vårt årlige strømforbruk nasjonalt viser tydelig hvor sårbar vår elektrisitetsforsyning er. Økende frekvens av ekstremt vær har også vist hvor utsatt vårt gamle strømnett er, og det er et stort behov for opprustning av våre kraftlinjer. Mens bedriftsøkonomiske nytteeffekter av økt forsyningssikkerhet i form av lavere hyppighet av strømavbrudd er relativt lett å dokumentere, er nytteverdien for befolkningen av økt leveringssikkerhet lite kjent (både i Norge og ellers i Europa). Det er derfor behov for betalingsvillighetsundersøkelser blant norske husstander i form av Betinget Verdsetting (Contingent Valuation) og /eller Valgeksperimenter (Choice Experiments) for å dokumentere hvor stor husstandenes velferdsøkning er som del av den samfunnsøkonomiske nytteverdien av lavere hyppighet av strømavbrudd. En slik undersøkelse kan foretas som en internettsurvey. Energibedriftenes Landsforbund (EBL) vil kunne bidra med veiledning og dekning av faktiske kostnader. Kontaktperson IØR: StåleNavrud, Verdsetting av landskapsestetiske effekter av kraftlinjer Planer for nye kraftlinjer over norske fjorder og i uberørt skogs- og fjellnatur har skapt store konflikter lokalt det siste året. Økt behov for kraftlinjer skyldes både økt forbruk blant bedrifter og private, økt eksport/import av elektrisitet og økt satsing på vindkraft og annen fornybar energi hvor strømmen må transporteres fra de beste naturgitte lokalitetene til energikonsumentene i andre deler av landet. En måte å unngå de negative estetiske effektene på landskapet av kraftlinjer er å legge dem som kabler i bakken (eller i sjø/fjorden). Dette er imidlertid 3 til 10 ganger dyrere enn luftlinjer. Det er derfor et stort behov for å dokumentere den samfunnsøkonomiske nytten av slike jord- og sjøkabler i form av befolknings betalingsvillighet for de landskapsestetiske inngrep en da unngår og merverdien for turistnæringens av fortsatt uberørt natur. Folkeaksjonen mot kraftlinjer i Hardanger er interessert i å få gjennomført en lokal intervjuundersøkelse om de planlagte kraftlinjene langs Hardangerfjorden, og vil bidra med veiledning og ressurser. Kontaktperson: Ståle Navrud,

4 Miljøkostnader av fornybar elektrisitetsproduksjon Stor satsning på nye fornybare energikilder i Norge har negative miljøeffekter, og kan dermed være samfunnsøkonomisk mindre lønnsomme enn en skulle tro ved første øyekast. Vindkraft og mikro/mini/små vannkraftverk medfører landskapsestiske inngrep. Det er derfor viktig å dokumentere miljøkostnaden av disse fornybare energikildene (i tillegg til investerings- og driftskostnad) for å kunne sammenligne full samfunnsøkonomisk kostnad av disse energikildene med vannkraft, gasskraft og importert kullkraft. Dette kan gjøres ved overføring av verdier fra utenlandske studier (for eksempel ved å gjøre metaanalyse av tidligere norske og utenlandske Stated Preference-undersøkelser (Contingent Valuation og Choice Experiments) og Eiendomsprisstudier (Hedonic Price-studier), og ved å gjennomføre nye slike verdsettingsstudier i Norge. Satsing på ulike energikilder gir også ulikt behov for kraftlinjer, som også medfører store miljøkostnader pga landskapsestetiske effekter og ulike helseeffekter av elektromagnetiske felt. Kontaktperson: StåleNavrud, Torstein Bye tab@ssb.no Nettariff, lokal variasjon og effektivitetsanalyse Tariffen i distribusjonsnettet av elektrisk kraft vert delvis bestemt gjennom ein analyse av og samanlikning av den tekniske og økonomisk effektiviteten til nettselskapa. I tillegg skal tariffen tanke omsyn til lokal variasjon i vær, topografi, busetting og annan infrastruktur. I den samanheng er det aktuelt å analysere konsekvensane av variasjon i vær og topografi på kostnivået. Det er aktuelt å nytte både DEA og SFA metodikk her. Kontaktperson: Olvar Bergland Ny nettariff og investeringsanalyse NVE har innført eit nytt system for å fastsetje tariffen i distribusjonsnettet av elektrisk kraft, ma er reglane for korleis investeringskostnadene vert teke med endra. Det er aktuelt å analysere korleis investeringar vert påverka av det nye tariffsystem og korleis investeringar påverkar framtidig tariff. Kontaktperson: Olvar Bergland Prismodeller for nordisk kraftmarkedet på kort sikt (day ahead til fire uker) Point Carbon (og mange andre) prøver hver dag å forutsi kraftprisene på kort og lang sikt. Vi tror det er potensial for å forbedre disse prognosene med bedre modeller - særlig de kortsiktige prognosene. Oppgava kan også dreies mot å analysere prissvigninger gjennom døgnet. Data finnes i våre databaser. Kontakt: Eirik Romstad

5 Velferdsgevinst ved markedskobling Stadig flere nasjonale og regionale kraftmarkedet kobles samme gjennom såkalt markedskobling. Hva er markedskobling? Hvilke typer markedskobling finnes? I november 2006 ble markedene i Nederland, Belgia og Frankrike koblet. Hva var velferdsgevinsten ved denne koblingen? Alternativt kan man analysere NorNed og koblingen Nord Pool - APX. Kontaktperson: Eirik Romstad Reguleringskostnader ved mye vindkraft Vindkraft er fullstendig uregulerbar. Når det blåser må man produsere. For å balanse mellom etterspørsel og produksjon, må andre produksjonsteknologier reguleres opp og ned. Dette prises gjennom regulerkraftmarkedet. Hva er kostnaden ved denne reguleringen i Danmark? Hva er verdien for Danmark av norsk reguleringsevne (vannkraft). Kontaktperson: Eirik Romstad Distributed greenhouse gas reductions Distributed energy systems conceptually describes an electricity generation scheme where electricity is produced from many small and modular units. Such small-scale technologies can for example be photovoltaic systems, fuel cells, biogas or diesel aggregates. Currently such small-scale technologies will normally have relatively high investment costs. However, if implemented widely, economies of scale could bring the costs down quickly. Distributed systems could also benefit if tariffs reflect that smallscale technologies have a significant potential for lowering distribution and transmission costs. The concept of a distributed energy system is largely used about the supply side of the electricity market. However, a similar concept could also be used for a system of smallscale technologies that can be applied to reduce greenhouse gas emissions. In this case the concept would include environmentally friendly electricity generation technologies, but also add a number of technologies that will reduce electricity consumption, as well as other technologies that reduce greenhouse gas emissions, for example conversion of methane to CO 2 without electricity generation. Implementation of such small-scale technologies might qualify for one of the projectmechanisms of the Kyoto Protocol, e.g. Joint Implementation (JI) or the Clean Development Mechanism (CDM). This would mean that carbon credits will be issued to the project owners, which can be sold in the market and, thereby, contribute to the funding of the projects. At the moment there a number of changes being made to the rules of CDM and JI that could facilitate such small-scale projects. The purpose of the current project will be to look into the potential for distributed greenhouse gas reductions schemes, and the barriers that might limit their

6 implementation. In this connection, there is an opening for master students that would like to study one of the following three topics. The thesis will have to be written in English. A travel grant worth up to NOK will be made available for each student, so that interviews can be carried out with relevant stakeholders. 1. Technology Assessment Identification of small-scale technologies that might be used in a distributed system for greenhouse gas emissions Assessment of profitability of the individual technologies: main drivers and cashflow analysis, including carbon revenues Identification of main barriers that might hinder implementation, or using CDM/JI as a funding mechanism 2. Biogas in China and/or India Case study of use of small-scale biogas in China and/or India Assessment of penetration up to date, and future potential Main barriers that might hinder implementation, or using CDM/JI as a funding mechanism 3. Heat pumps and/or small-scale hydro in Ukraine Case study of the potential for use of heat pumps for reduction of greenhouse gases from district heating facilities in Ukraine, or small-scale hydro units for electricity production Assessment of penetration up to date, and future potential Main barriers that might hinder implementation, or using CDM/JI as a funding mechanism For more information contact: Kristian Tangen, PointCarbon Mob: kt@pointcarbon.com Veileder IØR: Ståle Navrud stale.navrud@umb.no ;

7 NOTAT Til: Universiteter og høgskoler Fra: Eidsiva Bioenergi v/ Alf Tunheim ( , Emne: Problemstillinger for studentoppgaver Dato: 25. februar 2010 Kopi: "[Klikk og skriv]" Kontaktperson: Torstein Bye Prisindekser og derivater for fjernvarme og bioenergi Salg av varme baserer seg ofte på langsiktige kontrakter som gjerne har mekanismer for prisregulering. Slike mekanismer er ofte basert på kundens alternativkostnad (el, olje, pellets, LNG eller LPG) og noe sjeldnere på produsentens kostnader (brensel og drift). Vi ønsker å få en bred kartlegging av hvilke relevante indekser og terminmarkeder som er tilgjengelig for disse kostnadene. Eksempler er Platts, ICE, Nord Pool, KPI, energimyndighets prisblad för biobrenslen osv. Sekundært ønsker vi en evaluering og utvelging av de mest egnede av disse. Et viktig kriterium er at det eksisterer et skikkelig marked for derivater/terminkontrakter for det som indekseres. CL. Utarbeiding av nøkkeltall og marginalkostnader for fjernvarmeanlegg Et fjernvarmeanlegg har et utall av parametre som kan justeres på. I forbindelse med valg av brenselskvalitet er det nyttig å vite hvor mye vi taper ved hver driftsstans. Hvor mye mer må vi reparere hvis vi får inn 1 % mer grus i brenselet? Hvis to kunder bruker like mye energi, men den ene har dobbelt så stor ΔT hvor mye mer tjener vi på den effektive kunden? Marginal energipris over året (på bakgrunn av brenselsvariasjoner og sommerlast), marginal besparelse ved redusert returtemperatur, drifts- og vedlikeholdsutgifter avhengig av brensels- og ovntype. Marginalkostnad fastkostnader installasjon og drift/vedlikehold på varmsentral (kr/mw). Marginalkostnader varmsentral under drift (kr/mwh). LK. Langsiktig elpris for bruk i fjernvarmeprising Energiloven krever at fjernvarmeprisen ikke overstiger prisen på elektrisk kraft. Dette har

8 medført at de fleste fjernvarmeselskap har en prismodell som følger elprisen. Elprisen er som oftest Nord Pool spot. Imidlertid svinger spotprisen svært mye og gir dermed uforutsigbare priser for både kunde og leverandør. Kunder misliker at fjernvarmeprisen øker som følge av lite vann i vannkraftverkene og leverandørene misliker at varmeprisen under vårflommen er lavere enn egne brenselsutgifter. Det er derfor grunner til å finne en elpris som er mer forutsigbar en spot. Et mulig alternativ er at prisen på levert energi settes i god tid i forkant av leveransetidspunktet på bakgrunn av priser på derivater. Et slikt derivat er Nord pool forward kvartal. Disse handles opp til to år fram i tid. En mulig modell kan da være å bruke disse. Da vil prisen for fjernvarme i 2012-Q2 bli fastsatt i slutten av 2010-Q2 på bakgrunn av hva 2012-Q2-forwarden ble omsatt for i 2010-Q2. En slik pris vil gi kundene mulighet for å budsjettere mer nøyaktig. Den vil være følsom overfor langsiktige svingninger i energimarkedet, men i liten grad bry seg om hydrologiske variasjoner. Det er avgjørende at en slik elpris blir robust mot tukling (at noen handler derivater for å påvirke prisen). Dessuten må prisen, og kalkulasjonsmetoden, være entydig både kunde og leverandør må uavhengig ha mulighet å regne den ut. Det kan dessuten være fornuftig å få Nord pool eller annen nøytral aktør til å gjøre dette til et produkt, på linje med NPN 365 ( Vi ønsker å få belyst de forskjellige problemstillingene i forbindelse med en slik referanse-elpris. På bakgrunn av dette ønsker vi ett eller flere forslag til en slik elpris. Basert på historiske data bør det utarbeides en oversikt over hvor den foreslåtte elprismodellen sammenliknes med elspotpris. CL. Webgrensesnitt for fjernvarmeanlegg Fjernvarmeanlegg og enkeltstående varmesentraler er spennende installasjoner som publikum ofte vil vite mer om. Som produsent har vi store mengder data tilgjengelig som vil kunne være av interesse for publikum. Eksempler kan være sanntid energiproduksjon (fordelt på energikilde), historisk energiproduksjon, hvor mye CO_2-utslipp man har spart, hvor mye luftkvalitet man har forbedret. Her er et godt eksempel _.aspx. Vi ønsker at løsningen er enkel (gjerne bare en side) og tilpasset små anlegg (små anlegg har ikke så mange avanserte måleparametre som store anlegg). Siden skal kunne brukes både som webside, men også kunne vises eksempelvis på ikkeinteraktiv storskjerm. AT. Solvarmepanel på Lena for forsterking av anlegget Et solcellepanel vil kunne dekke mesteparten av sommerbehovet når biokjel er stoppet og bidra litt også ellers i sesongen. BR.

9 Prisstruktur fjernvarme Ny prisstruktur for fjernvarme. Ref. Mainova som priser fastpris pr kw effekt og fløde, samt betaling for hver kwh. BR. Vurdering av prismodell for Fjernvarmeleveranser? Momenter vi ønsker belyst: - Beskrive ulike modeller for prising av fjernvarme - Vurdering av i hvilke tilfeller de ulike modellene fungerer best - Erfaringer fra de forskjellige fjernvarmeselskapene - Beskrive ulike kundesegmenter - Vurdere hvilke prismodeller som vil passe best for de ulike kundegruppene - Hva liker/misliker kundene? - Scenarioer når pris justeres, hvilke konsekvenser får det? - Bør vi endre tankegang om kontrakter og prising? - Er det mulig med åpne prislister med forskjell i pris for kunder med store uttak og små uttak? CL. Gassifisering av biomasse Gassifisering av biomasse kan representere en interessant teknologi som utgangspunkt for en biobasert energiforsyning. Spesielt er det viktig å merke seg at teknologien har vist seg anvendbar i mindre skala enn mange alternative prosesser for energiutnyttelse fra biomasse. Kunnskapen om gassifisering og noe av teknologien som er utviklet omkring dette stammer fra mellomkrigstiden da spesielt tyske forskningsmiljøer konsentrerte seg om produksjon av syntesegass for å bøte på manglende oljeressurser. I en sekundær utnyttelse av syntesegassen kan man tenke seg et helt spekter av forskjellige anvendelser: - direkte forbrenning (damp/varmtvann) - Forbrenning i gassmotor eller i gassturbin? - lagring/foredling (for bruk senere aller andre steder) - Fischer-Tropsch prosess Alle disse mulighetene er ikke like realistiske å gjennomføre, men bidrar til å belyse de mulige videre utviklingstrinn som aktualiseres dersom man kan finne en god og fleksibel teknologi for gassifiseringsprosessen. Det pågår et EU-prosjekt på utnyttelse av ulike typer biomasse til gassifisering (Universitetet i Wien og miljøet Güssing) som Trysil Fjernvarme har fått innspill fra via Hans Jacob Mydske, NEPAS (IFE-Kjeller). Mulige forskningsoppgaver og studentprosjekter kan være: - Søk i litteratur for å finne relevant informasjon (studentoppgave) - Patentsøk for å finne relevant teknologi/leverandør (studentoppgave)

10 - Termodynamisk modellering/optimalisering av forgassingsreaksjonen (forskning?) - Detaljstudier på den enkelte anvendelseprosess som beskrevet over. OT. Fjernvarmenett som varmebuffer Ulike måter å bruke økning av temperatur i nettet for å bufre varme mot høylastperioder. På den måten kan vi (kanskje?) øke andel bio (ikke så mye el/olje), og øke el produksjon (som kun er aktuell når en kjører (kun)bio(?). KF. Kartlegge tilgjengelige målesystemer for flis til mindre anlegg Vekt systemer på flisbiler Enkle håndholdte målesystemer for fukt og akseinnhold Kvalitetssikringssystemer for oppgjør av flisleveranser. Visuell vurdering av flisbil med kamera, for oppgjør pr lm3 (Sjåføren tar bilde med mobil, og bruker også dette som underlagfor leveransen) Fuktmåling av brensel i store volumer / billass. Vet Sverige har kommet mange mil lengre enn oss også på dette feltet, men også de har dette bare på forsøksstadiet. Det snakkes om installasjon på bil, men jeg ser like gjerne dette montert permanent sammen med måle/vektramper. Altså permanente stasjonert nær våre store varesentraler (Gjøvik og Lillehammer). I tillegge skulle vi hatt en meres sann modell, metode / måling for å fastesette brennverdier i bresel. Vi må på måte identifisere de elementene som trekker dette ned. F. eks varmegang / gjæring / forråtnelse / jordmasseandeler / finstoffer osv! Mottakskontroll av fukt i råstoff Metoder for måling av fukt. Her skjer d mye, og tror det burde være interessant. Både på nye tekniske løsninger, og prøvetaking/omfang, osv. Både fukt, finstoff annet. Måleinstrument for å beregne nedre brennverdi og andre energiparametre for flis mm. Her har jeg et skrikende behov for å finne gode måleløsninger, da våre formler er basert mye på synsing, og ikke på virkelighet. (nedre brennverdi er den samme i dag hos Mjøsen på alt av treslag, ferskt eller gammelt.) Måling av finfraksjoner mm. i flis Sold systemer for å måle finfraksjoner koster utrolig mye i dag. Er det mulig å finne målesystemer for flislevering på en enklere måte? Finstoff Stikker

11 Dimensjonen på flisa. Askevurderinger i forhold til anleggets drift. Hvordan leser vi kjelens drift i forhold til askeinnhold med tanke på gløderest mm? Måling av virkningsgrad på et biobrensel anlegg Mange anlegg betaler råstoffet ut fra levert energi fra fyranlegget. Hvordan skal vi kunne komme fram til en virkningsgrad på fyranlegget? Er det mulig å beregne vrikningsgrad ut fra askeinnhold, O2, CO2 målinger mm? Torv og torvutvinning i forhold til klima problematikk Ressursen torv, er dette en verdi i framtidig klimafokus? Er det mulig å høste torv fra en bærekraftig utvikling, i form av å høste like mye som tilveksten er? JS. Planlegging og utforming av varmsentraler i urbane områder I urbane strøk er det ofte flere hensyn å ta med hensyn til ytre miljø. En varmsentral med brenseltransport, dampfane og utforming av bygget kan både forskjønne og komme i konflikt med miljøet rundt. Ved planlegging av lokalisering og utforming av varmsentral er det mange hensyn å ta, både formelle krav og uformelle interesser. Ofte oppstår det konflikter som er begrunnet i uvitenhet og usikkerhet, heller en faktiske interessekonflikter. Vi ønsker en utredning som (a) går gjennom formelle plan- og byggekrav som stilles til en varmsentral, (b) gir forslag til utforming og (c) foreslår tiltak i planprosessen.