Håndtering av fremtidig usikkerhet

Transkript

1 Håndtering av fremtidig usikkerhet Nåverdien av beslutninger knyttet til fleksibilitet, bærekraftighet og miljøkostnader Frode Eek Lars H. Mikalsen Hva vi kommer til å snakke om CILECCTA PROSJEKTET STATE OF THE ART USIKKERHET OG METODIKK EKSEMPEL 1 HELSINKI SB 11 EKSEMPEL 2 THE ROAD CASE MILJØDATA OPPSUMMERING

2 CILECCTA prosjektet 4 årig internasjonalt EU prosjekt ( ) «A user oriented, knowledge based suite of Construction Industry LifE Cycle CosTAnalysis software for pan European determination and costing of sustainable project options» 6 M forskningsstøtte CILECCTA prosjektet 15 partnere fra 7 europeiske land

3 Prisdata Datakilder for priser har vært tilgjengelige i mange år Spon s pricebook (UK) publisert årlig siden 1874 nå også tilgjengelig i elektronisk format Prisdata

4 CILECCTA prosjektet prisdata Format Tilgjengelighet Klassifikasjon/ kodifisering Type kostnader No CILECCTA reference Expert 1 Expert 2 Expert 3 Expert 4 Expert 5 Expert 6 Expert 7 Expert 8 1 ES , ,5 5, NO , ,5 2,5 3 PL , SWE002 9,5 5,5 3,5 9 5,5 5,5 9,5 10 9,5 5 SWE003 9,5 8,5 5,5 11 5,5 5, SWE004 9, ,5 10,5 9,5 9 9,5 7 PT001 3,5 2,5 5, , ,5 8 ES002 6, , ES003 3,5 2,5 10,5 3 11, ES004 6,5 8,5 12,5 12 9, ES005 9, ,5 9 11,5 5, UK , ES ,5 3,5 6 5,5 5, Expert 9 CILECCTA prosjektet miljødata

5 CILECCTA prosjektet miljødata CILECCTA prosjektet miljødata

6 CILECCTA prosjektet miljødata CILECCTA prosjektet kombinere pris/miljø Utfordring: Prisdatabaser og miljødatabaser er kvantifisert med forskjellige enheter Pris per stykk, miljøpåvirkning per m2 Pris per m2, miljøpåvirkning per m3 Land definerer samme begrep forskjellig Engelsk door blade = norsk dør Engelsk door set = norsk dør + dørkarm

7 CILECCTA prosjektet kombinere pris/miljø Løsning: Definere konsepter i nøytralt format, og map e begreper til og fra dette formatet inkludert eventuelle konverteringer for enheter. Som nøytralt format er den åpne standarden buildingsmart Data Dictionary (bsdd) benyttet. CILECCTA prosjektet kombinere pris/miljø

8 CILECCTA programvare Overordnet mål: Utvikle programvare behjelpelig med å ta bærekraftige beslutninger i bygg og anleggsprosjekter CILECCTA programvare CILECCTA prosjektet resulterte i programvare med følgende fokus: Fremtidig usikkerhet støttes eksplisitt Vurdering av fleksibilitet gjennomføres ved å modellere realopsjoner LCC og LCA kombineres

9 Usikkerhet Modellering skjer ved å angi navngitte verdier med tilhørende enhet og forekomst. Støttede modeller: Konstant Matematiske uttrykk Trippelestimat Tidsvarierende Navn Verdi Enhet Forekomst Byggekostnad 1000 kr År 0 Areal Høyde*Bredde m2 ingen Økning (1,2,3) % ingen Leiepris Økning kr årlig Monte Carlo simulering benyttes for beregne mulige utfall. Fleksibilitet Anerkjenne og identifisere fremtidige usikre elementer Utleiepriser Etterspørsel/behov (kontorplasser, P plasser, skoleelever, sykehuspasienter) Trafikkmengde Strømpris, gasspris, oljepris Identifisere fleksibilitet/opsjoner Forsikring/gardering mot usikre elementer Definere respons til fremtidige hendelser Når (om i det hele tatt) benytte anskaffet fleksibilitet/opsjon Kvantifisere nytteverdien av fleksibilitet/opsjon Ønsker å unngå både over og underinvestering

10 Miljøpåvirkning Klassifikasjon av miljøpåvirkninger: Impact category Category indicator Reference unit Abiotic Depletion Potential ADP kg Antimony (Sb) equivalents Global Warming Potential (100 years) GWP kg CO2 equivalents Acidification AP kg SO2 equivalents Photochemical smog POCP kg Ethene C2H4 equivalents Eutrophication EP kg Phosphate (PO4) equivalents Stratospheric Ozone Depletion ODP kg R 11 equivalents ISO 14025:2006 Environmental labels and declarations Type III environmental declarations Principles and procedures Ecoportfolio (LCC+A) Ecoportfolio: Miljøpåvirkninger slås sammen til én enkelt enhet gjennom normalisering og vekting.

11 CILECCTA eksempler Eksempler: Dual Fuel Boiler demonstrerer grunnleggende prinsipper Modellering av usikkerhet og fleksibilitet Isolasjon av bygning Fra paper «Flexible Strategies for long term sustainability under uncertainty» Motorvei «Large scale demonstration» case Alle eksempler bygget fra grunnen i programvaren. Eksempel: Dual Fuel Boiler Problemstilling: Har gas boiler Vurderer å erstatte den med en oil boiler Oljekostnader lavere enn gasskostnader Må kjøpe oil boiler (200 ) eller en dual fuel boiler Kan benytte både gass og olje Dyrere i innkjøp enn oil boiler (2200 ) Det er en kostnad forbundet med å bytte fra gass til olje og motsatt (100 ) Fremtidige gass og oljepriser er usikre

12 Eksempel: Dual fuel boiler Innkjøp av oil boiler: 200 i år 0 Eksempel: Dual fuel boiler Modellering av gasspris: Dagens pris 2 /m3 50% sannsynlighet for at pris øker med 10% årlig 50% sannsynlighet for at pris minker med 10% årlig

13 Dual fuel boiler Én enkelt simulering av gasspris variasjon Flere simuleringer

14 Eksempel: Dual fuel boiler Gassforbruk 2000m3 årlig: Gasspris matematisk uttrykk: variasjon * forbruk Eksempel: Dual fuel boiler Tilsvarende for oljepris:

15 Eksempel: Dual fuel boiler Prosjekt: Studieperiode: 25 år Diskonteringsrente: 6% Tre alternativer: 1. Fortsette med eksisterende gas boiler 2. Kjøpe ny oil boiler 3. Kjøpe ny dual fuel boiler og benytte det til enhver tid billigste fyringsmiddelet Eksempel: Dual fuel boiler Alternativ 1: Fortsette med eksisterende gas boiler Referanse til tidligere definert usikker gasspris

16 Eksempel: Dual fuel boiler Alternativ 2: Kjøpe ny oil boiler Innkjøp av oil boiler Referanse til tidligere definert usikker oljepris Eksempel: Dual fuel boiler Alternativ 3: Kjøpe ny dual fuel boiler, og benytte det til enhver tid billigste fyringsmiddelet Starter med å bruke gass Dersom oljekostnad er rimeligere enn gass, bytt til olje Dersom gasskostnad er rimeligere enn olje, bytt tilbake til gass Pris for å bytte betales året det byttes

17 Eksempel: Dual fuel boiler Simulering Eksempel: Dual fuel boiler Inspeksjon av simuleringer: For hvert år i studieperioden vises kostnader og eventuelle tilstander for fleksible alternativer.

18 Eksempel: Dual fuel boiler Eksport til Excel: Eksempel: Dual fuel boiler Histogram: Hvilke verdi intervaller havnet nåverdiene fra simuleringene i? mange Antall forekomster få dyrt billig Kostnad (NPV)

19 Eksempel: Dual fuel boiler Boxplot Simulering med lavest kostnad Kostnad (NPV) billig dyrt 50% av simuleringer havnet i farget område (P25 P75) Simulering med høyeste kostnad Eksempel: Dual fuel boiler S kurver: Sannsynlighet for at kostnad (NPV) blir dyrere enn ett gitt beløp Sannsynlighet dyrt billig Kostnad (NPV)

20 Eksempel: Dual fuel boiler Sensitivitetsanalyse Simuleringer foretas ved endre ønskede verdier over et intervall Eksempel: Diskonteringsrente: analysere fra 2% til 12% Kostnad for å bytte mellom fyringsmidler: analysere fra 5000 til 0 Eksempel: Dual fuel boiler Sensitivitetsanalyse: Sammenligning av dual fuel boiler og eksisterende gas boiler. Dual fuel boiler mest gunstig Eksisterende gas boiler mest gunstig

21 Eksempel: Isolere bygning Vurderer å isolere bygning Isolering medfører kostnad, men energiforbruk blir lavere Fremtidig energipris er usikker Miljøaspekt isolering har CO2e kostnad energiforbruk har CO2e kostnad Eksempel: Isolere bygning Tre alternativer 1. Ingenting: Ingen isolering 2. Isolere nå: Isolering i år 0 3. Fleksibel: Isolering senere dersom energipris øker Altså: isolerer når vi (sannsynligvis) tjener inn isolasjonskostnader ved reduserte fremtidige energiutgifter. Benytter Least Squares Monte Carlo simulering for å finne «Optimal Stopping Point» for når det sannsynligvis lønner seg mest å isolere.

22 Eksempel: Isolere bygning Isolasjonsmateriale: Expanded Polystyrene (EPS) EPS insulation Polystyrene Pentane Styrene Deion. water Ethylbenzene Nitrogen Ethene Deion. water Benzene Benzol Ethen Natriumhydroxid Benzene Ethene NaOH HCl Naphtha Naphtha Naphtha Naphtha Naphtha Forenklet «production value chain» for EPS, inkludert energy carriers Electricity Gas Oil Eksempel: Isolere bygning Manuelt oppsett:

23 Eksempel: Isolere bygning Alternativer: Foreta isolering dersom kostnad ved å isolere sannsynligvis tjener seg inn i løpet av den resterende studieperioden Eksempel: Isolere bygning Prosjekt: Studieperiode 40 år Diskonteringsrente 4% Resultat av simuleringer: Middelverdi/standardavvik beregnes for alle enheter i prosjektet, her EUR og CO2e

24 Isolere bygning Histogram: Hvilke verdi intervaller havnet simuleringer i? mange Antall forekomster få billig dyrt Kostnad (NPV) Eksempel: Isolere bygning Boxplot: Simulering med høyeste kostnad Kostnad (NPV) dyrt billig 50% av simuleringer havnet i farget område (P25 P75) Simulering med laveste kostnad

25 Eksempel: Isolere bygning S kurver Eksempel: Isolere bygning Senter: middelverdi Høyde/bredde: standardavvik Kombinert analyse dyrt Kostnad (NPV) billig liten stor Miljøpåvirkning

26 Eksempel: Isolere bygning Sensitivitetsanalyse Studieperiod: år Diskonteringsrente: 0 10% Eksempel: Motorvei «Large scale demonstration» utført av APIA XXI, spansk ingeniørfirma Prosjekt Legge ny 53.9 km lang 4 felts vei mellom Vilagrassa og Alfarràs i Catalonia, Spania Hvilke kombinasjoner og dimensjoner på veilag som bør velges avhenger av fremtidig trafikkøkning Fremtidig trafikkøkning usikker

27 Eksempel: Motorvei Trafikk måles med enhet daily mean heavy traffic intensity (IMDp) (gjennomsnittlig døgntrafikk * % tungtrafikk) Trafikkøkning spesifikasjon fra spanske myndigheter: Trippelestimat Eksempel: Motorvei En enkelt simulering av fremtidif trafikk

28 Eksempel: Motorvei Trafikk kategorier og trafikken de håndterer: Eksempel: Motorvei Lagdelene i en vei definerer trafikkmengden veien kan håndtere påkrevet vedlikehold mulighetene for oppgradering

29 Eksempel: Motorvei Spansk standard for veilegging: Trafikkmengde Kvalitet Eksempel: Motorvei 7 alternativer ble valgt modellert:

30 Eksempel: Motorvei Alternativ T2 (lav trafikk) T1 T0 (høy trafikk) A 800 IMDp 2000 IMDp F 2000 IMDp Miljødata for vei legging

31 A B C D E F G Ikke fleksibel 1 potensiell oppgradering 2 potensielle oppgraderinger Eksempel: Motorvei Resultater inkluderer alle kostnader og miljøpåvirkninger tilknyttet veilegging og veidrift. Verdier er per m2 må multiplisere med ca for å få kostnader for hele motorveien.

32 Eksempel: Motorvei stor Miljøpåvirkning liten billig Kostnad (NPV) dyrt Eksempel: Motorvei dyrt Kostnad (NPV) billig Diskonteringsrente lav høy A B C D E F G

33 Eksempel: Motorvei dyrt Kostnad (NPV) billig lav Trafikk høy A B C D E F G Eksempel: Motorvei høy Diskonteringsrente lav lav Trafikk høy A B C D E F G

34 Norge i dag ECO Product

35 Norge i dag (forts.) ECO Product Utvikling Digitalisering (web services, import/eksport av data) Tilrettelegging for bruk også i LCA sammenheng 2010: ca. 100 produkter 2015: 500+ Mange flere utenlandske EPD er ønsker å bli vurdert «Nordic Guide to Sustainable Materials» Oppsummering

36 ??? KUNNSKAP TEKNOLOGI PROOF OF CONCEPT INTERNASJONALT/REGIONALT SAMARBEID OG STANDARDER POLITISK VILJE PENGER TIL Å GJENNOMFØRE PRIORITERING OPP MOT ANNEN DIGITALISERING