Levetidsmodellering som underlag for økonomiske analyser

Transkript

1 EBL temadag: Estimering av restlevetid som underlag for vedlikehold og reinvestering Trondheim, 14. og 15. oktober 2009 Levetidsmodellering som underlag for økonomiske analyser Eivind Solvang

2 Innhold Hvorfor teknisk-økonomisk analyse? Forventet økonomisk nytteverdi Definisjon av lønnsomhet Kostnadselementer Eksempel på lønnsomhet Eksempel på tekniskøkonomisk analyse

3 Hvorfor teknisk-økonomisk analyse? eller hvorfor trenger vi metoder, modeller og verktøy? Systematikk Beslutningsstøtte Dokumentasjon Kompetanse Ferdighet Kontinuerlig forbedring

4 Forventet økonomisk nytteverdi Forebyggende vedlikehold og fornyelse er utgifter til inntekts ervervelse. Utgiftene (kostnadene) er reelle størrelser som vises direkte på bunnlinjen i regnskapene. Inntektene er primært i form av forventede reduserte kostnader i framtida som følge av redusert sannsynlighet for feil. Disse inntektene er ikke observerbare selv om de kan bli betydelige. Tiltaket er lønnsomt når forventede inntekter er større enn det tiltakene koster. Andre inntekter (nytteverdier) er i form av redusert risiko for dårlig personsikkerhet, miljøbelastning og dårlig omdømme som følge av redusert sannsynlighet for feil. R A A0 FV R

5 Økonomisk nytteverdi (lønnsomhet) Lønnsomhet for et tiltak/alternativ: Sum nåverdi av økte inntekter og reduserte kostnader innenfor en analyseperiode som følge av at tiltaket gjennomføres. L(A1) = ΔI(A1) + ΔK(A1) ΔI(A1) er nåverdien av økte inntekter som følge av tiltak/alt. A1 ΔK(A1) er nåverdien av reduserte kostnader som følge av tiltak/alt. A1 Tiltaket er lønnsomt hvis L(A1) > 0. Lønnsomheten for et tiltak beregnes alltid i forhold til et referansealternativ (A0). Lønnsomhet er med andre ord en relativ størrelse. Referansealternativet kan f.eks. være å ikke gjennomføre tiltak i analyseperioden (nullalternativ). Referansealternativet må være realistisk/akseptabelt.

6 Kostnadselementer (1) Relevante kostnader for analyse av vedlikehold og fornyelse i vannkraftverk: R FV KVs KVp TK UTs UTp VT PW S Investering ifm fornyelse (reinvestering) Forebyggende vedlikehold (inkl. rehabilitering) Korrigerende vedlikehold som følge av svikt Planlagt korrigerende vedlikehold Tilstandskontroll (inngår definisjonsmessig i FV, men håndteres her separat) Utilgjengelighet som følge av svikt Planlagt utilgjengelighet Virkningsgradstap Effekt- og energitap Skroting/kassering (fjerning, avhending)

7 Kostnadselementer (2) Relevante kostnader for analyse av vedlikehold og fornyelse i distribusjonsnett: R FV KVs KVp TK KILEu KILEv PW S Investering ifm fornyelse (reinvestering) Forebyggende vedlikehold (inkl. rehabilitering) Korrigerende vedlikehold som følge av svikt Planlagt korrigerende vedlikehold Tilstandskontroll (inngår definisjonsmessig i FV, men håndteres her separat) Kunders avbruddskostnader som følge av ikke-varslede avbrudd Kunders avbruddskostnader som følge av varslede avbrudd Effekt- og energitap Skroting/kassering (fjerning, avhending)

8 Lønnsomhet av et alternativ A1 i forhold til et referansealternativ A0 A1 A0 R FV R A1: R(A1) = 100 kkr, KV(A1) = 10 kkr, KILE(A1) = 50 kkr A0: R(A0) = 80 kkr, FV(A0) = 30 kkr, KV(A0) = 20 kkr, KILE(A0) = 70 kkr R, FV, KV og KILE er nåverdier K(A1) = R(A1) + KV(A1) + KILE(A1) = = 160 kkr K(A0) = R(A0) + FV(A0) + KV(A0) + KILE(A0) = = 200 kkr L(A1) = ΔK(A1) = K(A0) K(A1) = = 40 kkr (dvs. alternativ A1 er lønnsomt)

9 Eksempel på flere alternativer A0 A1 A2 R FV R TK TK FV FV A0: Reinvestering i år 1 A1: Forebyggende vedlikehold i år 1 Reinvestering i år 6 (5 års utsettelse) A2: Tilstandskontroll og (tilstandsbasert) forebyggende vedlikehold hvert 5. år

10 Sviktmodell Vedlikeholdsobjekt Design Skadetyper Påkjenning Teknisk tilstand Tiltak Svikt (uønskede hendelser) Barrierer / konsekvensreduserende tiltak Konsekvens av svikt Risiko (uønskede hendelser)

11 Sannsynlighet for svikt/hendelse Svikt (uønsket hendelse) Oljekjøler for transformator Initierende hendelse Oppdages lekkasjen? Eksplosjon/ brann? Slukkes brannen? Skade kun på trafo? Resultat av hendelsen (utfall) Konsekvens av svikt Ja Vann i olje/isolasjon 0,6 0,12 Lekkasje Ja Skadet trafo av vann i 0,1 0,0064 trafoolje Ja 0,2 0,8 Ja Havarert trafo 0,3 0,0173 Nei Nei 0,4 0,9 Nei Havarert trafo m.m. 0,7 0,0403 Nei Vann i olje/isolasjon 0,2 0,016

12 Eksempel på analyse (1) Oppgaven går ut på å vurdere lønnsomheten av å rehabilitere trinnkobleren på en hovedtransformator. Eksperter har spesifisert en levetidskurve for den dominerende skadetypen (skadetype_1) for denne trinnkoblertypen. Basert på ekspertvurdering: Forventning 10%-kvantil alfa beta EBL-Kode: DDD 1 15,00 8,00 6,24 2,40 Enhet: Trinnkobler (prosjektoppgave 2) 2 15,00 10,00 13,13 1,14 Type: 3 10,00 4,00 3,43 2,91 Skadetype: Skadetype_1 4 3,00 1,00 2,62 1,15 Vurdert av: Sum: 43,00 Gitt tilstand/alder: ny Kumulativ Tilstand: x ny år Sviktsannsynl. sannsynlighet Alder: MTTF: 43 Levetidskurven gjelder for en nyrehabilitert trinnkobler. Forventet tid til svikt etter rehabilitering er 43 år.

13 Sviktsannsynlighet, f(t) Kumulativ sannsynlighet, F(t) Eksempel på analyse (2) Det er nylig gjennomført tilstandskontroll av trinnkobleren. Tilstanden med hensyn til skadetype_1 er vurdert til å være lik 3. Basert på ekspertvurdering: Forventning 10%-kvantil alfa beta EBL-Kode: DDD 1 15,00 8,00 6,24 2,40 Enhet: Trinnkobler (prosjektoppgave 2) 2 15,00 10,00 13,13 1,14 Type: 3 10,00 4,00 3,43 2,91 Skadetype: Skadetype_1 4 3,00 1,00 2,62 1,15 Vurdert av: Sum: 43,00 Gitt tilstand/alder: ny Kumulativ Tilstand: x 3 år Sviktsannsynl. sannsynlighet Alder: MTTF: 6, , , , , ,16 1,20 3 0, , , , ,14 5 0, , ,00 0,12 0,80 0,10 Forventet tid til svikt_1 for skadetype_1 0,08er 6 år. Sannsynligheten for svikt_1 de 5 første 0,60 årene er 0,39. 0,06 0,04 0,40 0,02 0,20 0, år 0,00

14 Sviktsannsynlighet, f(t) Kumulativ sannsynlighet, F(t) Eksempel på analyse (3) Tilstandsvurderingen av trinnkobleren omfatter også en skadetype_2. For denne er det ikke spesifisert noen levetidskurve. De som foretok tilstandsvurderingen estimerte forventet tid til svikt for denne skadetypen (svikt_2) til å være 10 år med en usikkerhet i form av et 10%-kvantil lik 4 år %-kvantil 4,00 år Resultat for: Gammafordeling 2. Forventningsverdi 10,00 år Formparameter: alfa 3,43 år beta 2,91 t F(t) 10%-kvantil 4,00 år 10,000 % Sviktsannsynl. Kumulativ Forventningsverdi 10,00 år 57,183 % sannsynlighet 1 0, , , , , , ,09 1,20 4 0, , ,08 5 0, , ,00 0,07 0,06 Sannsynligheten for å få svikt_2 i løpet av de 5 første årene er 0,17. 0,05 0,04 0,03 0,80 0,60 0,40 0,02 0,01 0,20

15 Eksempel på analyse - Lønnsomhet Resultatet av tilstandsvurderingen tilsier at det bør gjennomføres tiltak innen kort tid. Alternativ 1 (A1) er å foreta en omfattende rehabilitering av trinnkobleren (FV2) det første året i analyseperioden. Referansealternativet (A0) er å gjennomføre noe rutinemessig vedlikehold (FV1) i starten av neste år (første år i analyseperioden), og gjenta dette etter 5 år. Når FV1 gjentas etter 5 år skjer dette i etterkant av en ny tilstandskontroll (TK), som er en del av referansealternativet. A1 A0 FV FV1 TK FV

16 A1 A0 FV FV1 TK FV Rehabiliteringen FV2 koster 150 kkr og har en økonomisk levetid på 10 år. Rehabiliteringen FV2 antas å bringe tilstanden tilbake til tilnærmet nytilstand med hensyn til skadetype_1. Det rutinemessige vedlikeholdet FV1 i referansealternativet koster 30 kkr og har en økonomisk levetid på 5 år. Tilstandskontrollen TK koster 20 kkr. Forventet tid til svikt_1 etter rutinemessig vedlikehold FV1 er 12 år. 10%-kvantilet for dette estimatet er 5 år. Forventet tid til svikt_2 etter rutinemessig vedlikehold FV1 og rehabilitering FV2 er henholdsvis 10 år og 20 år. 10%-kvantilet for dette estimatet er henholdsvis 5 år og 10 år. En svikt medfører at 7 MW blir liggende ute i 3 timer og 1 time for henholdsvis svikt_1 og svikt_2. Forsyningen omfatter 40% industri, 20% handel og 40% husholdning. Utbedringen av svikt_1 og svikt_2 koster henholdsvis 200 kkr og 100 kkr.

17 Utkoblinger Utkobl. eff. Utetid Utbedring KILE-satser kr/kwh Industri Handel og tjenester Jordbruk Husholdning kw h kkr Svikt Ikke-varslet avbrudd 49,4 49, Svikt Varslet avbrudd 34,8 34, Planlagt utkobling Rente (% pa) 4,5 Analyseperiode år nr -> Sannsynlighet svikt 1 for A1 0,0000 0, , , , , , , , , , Sannsynlighet svikt 1 for A0 0,2000 0, , , , , , , , , , Sannsynlighet svikt 2 for A1 0,1000 0, , , , , , , , , , Sannsynlighet svikt 2 for A0 0,2000 0, , , , , , , , , , Effekttap for A1 kw -> Effekttap for A0 kw -> Ekv. kostnad av tap (kr/kw år) Alt. 1 (A1) kkr år PV (kkr) Årlige kostnader (kkr) Reinvestering ,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 FV ,0 19,0 19,0 19,0 19,0 19,0 19,0 19,0 19,0 19,0 19,0 FV 0,0 TK 0,0 Tap 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 KILE pga svikt 1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 KILE pga svikt 2 24,1 0,0 0,0 0,2 0,7 1,6 2,8 4,4 6,3 8,3 10,3 KILE pga planlagt utkobling 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Utbedring pga svikt 1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Utbedring pga svikt 2 7,0 0,0 0,0 0,1 0,2 0,4 0,8 1,3 1,8 2,4 3,0 Utbedring ved planl. utkobling 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Sum 181,0 19,0 19,0 19,2 19,9 21,0 22,6 24,7 27,1 29,6 32,2 0,0 Alt. (A0) kkr år PV (kkr) Årlige kostnader (kkr) Reinvestering ,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 FV ,1 6,8 6,8 6,8 6,8 6,8 6,8 6,8 6,8 6,8 6,8 FV 0,0 TK 16,0 20,0 Tap 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 KILE pga svikt 1 156,0 0,7 6,4 17,9 32,3 46,5 0,7 6,4 17,9 32,3 46,5 KILE pga svikt 2 51,5 0,0 0,9 4,4 10,7 18,5 0,0 0,9 4,4 10,7 18,5 KILE pga planlagt utkobling 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Utbedring pga svikt 1 30,1 0,1 1,2 3,5 6,2 9,0 0,1 1,2 3,5 6,2 9,0 Utbedring pga svikt 2 14,9 0,0 0,3 1,3 3,1 5,4 0,0 0,3 1,3 3,1 5,4 Utbedring ved planl. utkobling 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Sum 322,6 7,7 15,6 33,8 59,1 86,2 27,7 15,6 33,8 59,1 86,2 0,0 A0-A1 Lønnsomhet (nåverdi) 141,6-10,8-3,1 12,8 32,9 52,3 4,6-6,6 4,8 19,9 34,8 0,0

18 Takk for oppmerksomheten