Hvordan påvirker begrenset fremsyn investeringer i norsk vindkraft?

Transkript

1 Hordan påirker begrenset fremsyn inesteringer i norsk indkraft? CREE Modellforum (14/ ) Arne Lind & Ea Rosenberg

2 Del 1: Innledning Oersikt Innledning Motiasjon Metodikk TIMES-Norway Begrenset fremsyn s perfekt fremsyn Scenarier og ørige forutsetninger Modellalternatier Etterspørselsalternatier Energipriser Etc. Modellresultater Konklusjoner 2

3 Del 1: Innledning Motiasjon Det finnes sært lite (ingenting??) som er publisert angående bruk a begrenset fremsyn i TIMES-modeller Finnes noen få eksempler på at metodikken er benyttet i andre typer energisystemmodeller Teste ut iktigheten a antakelsen om perfekt fremsyn Virkeligheten: Beslutningstakere har ikke fullstendig informasjon om fremtiden I praksis: Benytter en begrenset tidshorisont for beslutningsprosesser (sel om fremtiden er forutsigbar til en iss grad) Fra et markedssynspunkt er det ikke fornuftig å benytte en antakelse om perfekt fremsyn Mer realistisk å benytte en tidshorisont som er lik planleggingshorisonten til inesteringsbeslutninger 3

4 Del 1: Innledning Prinsipp Fremsyn Informasjon Etterspørsel, teknologikostnader, energipriser, skatter og agifter, etc Perfekt fremsyn Begrenset fremsyn m/ oerlapp 4

5 Del 2: Metodikk Metodikk 5

6 Del 2: Metodikk 6

7 Del 2: Metodikk Matematiske egenskaper For en generell* TIMES-modell gjelder følgende: Lineære relasjoner mellom inn- og utparameterne til teknologier Totalt, økonomisk oerskudd er maksimert for hele tidsperioden Konkurrerende energimarkeder med perfekt fremsyn Følgende gjelder basert på egenskapene oenfor Markedsprisen til enher are/energibærer er lik arens marginalerdipris (restriksjonens skyggepris) i det oerordnede systemet Enher økonomisk aktør maksimerer sin egen profitt eller nytte * I et ikke-generelt tilfelle kan modellen inkludere ikke-lineariteter og heltallsariable 7

8 TIMES-Norway Del 2: Metodikk TIMES er et erktøy for å generere modeller for lokale, nasjonale eller multi-regionale energisystemer Benyttes anligis for å gjennomføre analyser som omfatter hele energisektoren Optimaliseringserktøy TIMES-Norway er en tekno-økonomisk energisystemmodell for Norge Utiklet a IFE i samarbeid med NVE Høy tidsinndeling (260 tidssteg per år) Modellhorisont: Norge er inndelt i 5 regioner Valgfritt: 4 senske regioner Modellen antar perfekt konkurranse og forutseenhet og dries a fremtidig energietterspørsel 8

9 Scenarier Forutsigende (prognoser, ha om?), undersøkende (eksterne, strategiske) og normatie (beare, forandle) Modellinput Etterspørsel 9 regioner Sluttbrukergrupper (70-80) 2-3 energitjenester (arme, kjøling, elektrisitet, kjøretøykm, tonn-km) Energipriser Petroleumsprodukter Eksport/importpriser el. Skatter Bioenergipriser Ressurser Fornybare ressurser (m/potensial) Import a bioenergi (m/ restriksjoner) Elektrisitet («import») Prosesser / Konertering TIMES (Norway) Oerføring / Distribusjon Oerførings nett for elektrisitet (HV/LV) Fjernarme nett Elektrisitetsproduksjon Varmeproduksjon CHP Biomasseprosessering Hydrogenproduksjon Sluttbrukerteknologier Industri Kjeler CHP Energieffektiisering Transportsektoren Biler Busser Taxi Lastebiler Tog/trikk/bane Skip Husholdninger og næringsbygg Opparmingsteknologier Kjøling Småskala PV Fjernarme Energieffektiisering Modellresultater Energiproduksjon Teknologi Tidsasnitt Region Skyggepriser Elektrisitet Fjernarme Andre energibærere Energibruk Bruk a energibærere som en funksjon a: Tidsasnitt Sluttbrukersektor Region Sluttbrukerteknologier Kjøretøyteknologier Opparmingsteknologier Implementering a energieffektiiseringstiltak.etc. Ørig Totale systemkostnader Utslipp (CO 2 )

10 Del 2: Metodikk Begrenset fremsyn: Implementering i TIMES Løsningen blir utledet iteratit for hert tidssteg For her iterasjon er beslutningsariablene definert kun for en undergruppe a den totale tidshorisonten For hert tidssteg blir en (lokal) optimal løsning x* utledet for «tidsundergruppen» Utalgte resultater blir lagret til neste iterasjon (ahenger a oerlapp) Den endelige løsningen består a akkumulerte ariable Består a en kombinasjon de ulike interasjonsløsningene 10

11 Del 3: Scenarier og forutsetninger Scenarier og ørige forutsetninger 11

12 Del 3: Scenarier og forutsetninger Analyseforutsetninger Gjennomsnittlig kraftpris Konstante energipriser fra UK NL Nåærende skattepolitikk Konstante energiskatter fra Skatt på biodiesel = dieselskatt etter 2020 Nullutslippsbiler unntatt for engangsagift og moms til 2020 Omsetningsagift for kjøretøy basert på CO2- utslipp, effekt og ekt til 2050 SE1 DE DK SE2, SE3, FIN, RUS Kraftpris import/eksport (NOK2005/MWh) Ørig: Diskonteringsrente 4% (høyere for isse etterspørselsteknologier) Enoa s nåærende teknologistøtteordninger er inkludert til 2020 Direkte elopparming begrenset a TEK10 Sertifikatmarkedet er inkludert 12

13 Scenarier Del 3: Scenarier og forutsetninger Modellalternatier: Perfekt fremsyn = Ingen timestep Begrenset fremsyn I = 10 års timestep med 5 års oerlapp Begrenset fremsyn II = 5 års timestep med 2 års oerlapp Etterspørselsalternatier: REF referanse i CenSES-framskriningene REF-HIGH med høyt elektrisitetsforbruk (økt etterspørsel i industrien) REFH med økende krafthandelspriser og andre energipriser REF-EE referanse med mulighet for energieffektiiseringstiltak Scenario REF / HIGH / REFH REF-EE Alternati A B C D A B G Global rente 4% 10% 4% 4% 4% 10% 4% Sertifikatpris NOK/MWh EE-mål No No No No No No Yes 13

14 Del 4: Analyser Analyser 14

15 Del 4: Analyser Ha har i fokusert på? Vi har fokusert på følgende parametere i analysene Total kraftproduksjon Vindkraftproduksjon Vannkraftproduksjon Krafthandel Elforbruk Energieffektiiseringsmål Analysetid 15

16 Del 4: Analyser Norsk kraftproduksjon i PF TS10_5O TS5_2O 4% rente El-ser = 165 NOK/MWh [TWh] Ref Høy el Øk epriser EE 16

17 Del 4: Analyser Norsk kraftproduksjon i PF TS10_5O TS5_2O 10% rente El-ser = 165 NOK/MWh [TWh] Ref Høy el Øk epriser EE 17

18 Del 4: Analyser Norsk kraftproduksjon i PF TS10_5O TS5_2O 4% rente [TWh] Ref Høy el Øk epriser Ref Høy el Øk epriser El-ser: 120 El-ser:

19 Del 4: Analyser Norsk indkraftproduksjon i 2030 PF TS10_5O TS5_2O [TWh] REF EL PR EE REF EL PR EE REF EL PR REF EL PR EE ' 165 kr/mwh 165 kr/mwh 200 kr/mwh 120 kr/mwh EE-mål 4% rente 10 % rente 4% rente 4% rente 4% rente 19

20 Del 4: Analyser Norsk indkraftproduksjon i 2030 PF TS10_5O TS5_2O [TWh] REF EL PR EE REF EL PR EE REF EL PR REF EL PR EE ' 165 kr/mwh 165 kr/mwh 200 kr/mwh 120 kr/mwh EE-mål 4% rente 10 % rente 4% rente 4% rente 4% rente 20

21 Del 4: Analyser Norsk indkraftproduksjon i 2030 PF TS10_5O TS5_2O [TWh] REF EL PR EE REF EL PR EE REF EL PR REF EL PR EE ' 165 kr/mwh 165 kr/mwh 200 kr/mwh 120 kr/mwh EE-mål 4% rente 10 % rente 4% rente 4% rente 4% rente 21

22 Del 4: Analyser Norsk indkraftproduksjon i 2030 PF TS10_5O TS5_2O [TWh] REF EL PR EE REF EL PR EE REF EL PR REF EL PR EE ' 165 kr/mwh 165 kr/mwh 200 kr/mwh 120 kr/mwh EE-mål 4% rente 10 % rente 4% rente 4% rente 4% rente 22

23 Del 4: Analyser Norsk indkraftproduksjon i 2030 PF TS10_5O TS5_2O [TWh] REF EL PR EE REF EL PR EE REF EL PR REF EL PR EE ' 165 kr/mwh 165 kr/mwh 200 kr/mwh 120 kr/mwh EE-mål 4% rente 10 % rente 4% rente 4% rente 4% rente 23

24 Del 4: Analyser Vannkraftproduksjon Ny produksjon oer 10 MW (inkl o/u) All kapasitet bygges ut (ca 2030) Ingen forskjell fra scenario til scenario Småkraft Kostnadsklasse I: All kapasitet bygges ut (ca 2040) Ingen forskjell fra scenario til scenario Småkraft Kostnadsklasse II 4% diskonteringsrente: All kapasitet (ca 10 TWh) bygges ut (ca 2040) 10% diskonteringsrente: Stor ariasjon i utbygging, fra 0 til 10 TWh Størst utbygging med økende energipriser Minst utbygging med mulighet for energieffektiisering Noe ariasjon i utbygging som funksjon a ulikt fremsyn (timestep) (+/- 1.4 TWh) 24

25 Elforbruk Del 4: Analyser [TWh] Statistikk REF HIGH REFH REF-EE

26 150 Elforbruk Del 4: Analyser [TWh] Statistikk REF HIGH REFH REF-EE

27 Krafteksport Del 4: Analyser Netto krafteksport i 2030 Endring i nettokrafteksport i 2030 ed bruk a timestep 4% rente 165 kr/mwh EE REFH HIGH REF Netto krafteksport i 2030 (TWh/år) TS5_2O TS10_5O PF 4% rente 4% rente 10 % rente 4% rente 4% rente 165 kr/mwh 165 kr/mwh 200 kr/mwh 120 kr/mwh EE-mål EE REFH HIGH REF REFH HIGH REF EE REFH HIGH REF EE REFH HIGH REF Endring i nettokrafteksport i 2030 (TWh/år) TS5_2O TS10_5O 27

28 Del 4: Analyser Mål om 27% energieffektiisering i 2030 PF TS10_5O TS5_2O Ny kapasitet i EE-mål (GW)

29 Del 5: Konklusjon Konklusjon 29

30 Del 5: Konklusjon Konklusjon Modellresultatene iser at begrenset fremsyn har større effekt på «produksjonssiden» enn på «sluttbrukersiden» Typiske trekk ed «produksjonssiden»: Større inesteringer Lang, teknologisk leetid Eksempler på teknologier: Vindkraft, annkraft og eksportforbindelser Typiske trekk ed «sluttbrukersiden»: Konstant etterspørsel -> Med muligheter for teknologibytte (og energibærer) Ved økende diskonteringsrente Effektene a begrenset fremsyn blir betydelig mindre Unntak for de mest «ekstreme» scenariene Betydelig reduksjon i analysetid Oer 80% for isse scenarier Energieffektiiserings-restriksjonen ga ikke så stort utslag som forentet Hadde forentet større forskjell mellom resultatene for hh perfekt og begrenset fremsyn 30

31 Del 5: Konklusjon Takk for oppmerksomheten! Arne Lind, PhD Senior research scientist Institute for Energy Technology 2027 Kjeller, Norway 31