Norsk prosessindusri ved uvidelsen av EUs kvoesysem eer 2012 En eoreisk ilnærming il endringene i bedrifenes rammebeingelser Liv Mari Halen Maseroppgave ved Økonomisk Insiu UNIVERSITETET I OSLO November 2009
Forord Oppgaven er skreve i forbindelse med fullføringen av e femårig masersudie i samfunnsøkonomi ved Universiee i Oslo. Eer 2013, med uvidelsen av EUs kvoesysem, er de mulig å unngå uslippspriser for CO 2 som fanges og lagres forsvarlig. I denne oppgaven preseneres de en dynamisk modell som benyes il å analysere hvordan ilpasningen il bedrifer i prosessindusrien i Norge endrer seg med de nye rammebeingelsene innføringen av EU-direkive i 2013 vil medføre. De blir også diskuer hvordan ulike CO 2 -kvoepriser vil påvirke prosessindusriens simulane ilpasning gjennom en aggreger renseeknologikosnadskurve sa sammen av ulike kosnadsanslag i lierauren. En sor akk il min veileder Jon Vislie ved Universiee i Oslo som har bidra med mange gode og nyige innspill, og ikke mins si smiende engasjemen. Jon har vær en flo veileder som har bruk mye av sin sommer og erfaring på å bidra il denne oppgaven. Jeg vil også ree en akk il mine kollegaer i Saisisk senralbyrå (SSB), særlig Taran Fæhn, som har bidra med kompeanse, ineresse og e god arbeidsmiljø. En akk også il Finn Førsund ved Universiee i Oslo som har vis ineresse og komme med gode kommenarer. Ellers akk il venner og familie for å ha vis ålmodighe i denne perioden. Evenuelle feil i oppgaven er mi ansvar. November 2009, Liv Mari Halen ii
Innhold FORORD...II INNHOLD... III 1. INNLEDNING...1 1.1 KORT OM RESULTATENE...3 2. EN KORT INNFØRING I INTERNASJONAL KLIMAPOLITIKK...5 2.1 GLOBALE MILJØUTFORDRINGER...5 2.2 HISTORIKK OG NORGES ROLLE...5 2.3 ENDRET RAMMEBETINGELSER FOR PROSESSINDUSTRIEN I NORGE FRA 2013...6 2.4 KLIMAKVOTER OG KVOTEHANDEL...7 3. KLIMATEKNOLOGIER...9 3.1 ULIKE TEKNOLOGIVALG...9 3.2 KARBONFANGST OG -LAGRING - CCS...9 3.3 RENSEKOSTNADSKURVE...11 4. MODELLERING AV TILPASNINGEN TIL DE NYE RAMMEBETINGELSENE...13 4.1 MODELLBESKRIVELSE...13 4.2 DRIFTBESLUTNINGEN...17 4.3 INVESTERINGSBESLUTNINGEN - OPTIMAL TILPASNING AV INNSATSFAKTORER...20 4.3.1 Opimal ilpasning uen invesering i CCS-eknologi...20 4.3.2 Opimal ilpasning med invesering i CCS-eknologi...24 4.3.3 Sammenlikning av verdifunksjonene med og uen CCS-eknologi...27 5. AVVEIINGER FOR NYE OG ETABLERTE BEDRIFTER...30 5.1 NYE BEDRIFTER OPTIMAL TILPASNING...30 iii
5.2 NYE BEDRIFTER ULIKE PRISVEKSTFORVENTNINGER...31 5.3 ETABLERTE BEDRIFTER - OPTIMAL TILPASNING...34 4.4 ETABLERTE BEDRIFTER ULIKE PRISVEKSTFORVENTNINGER...38 5.5 ETABLERTE BEDRIFTER - SPESIELLE TILFELLER...41 6. NORSK PROSESSINDUSTRI AGGREGERT TILPASNING TIL EU-SYSTEMET...47 6.1 ULIKE KVOTEPRISER...47 6.1.1 Aggreger rensekosnadskurve...47 6.1.2 Kvoepris på 500 kr/co 2...49 6.1.3 Kvoepris på 1000 kr/co 2...49 6.1.4 Kvoepris på 1500 kr/co 2...49 6.2 KVOTEPRISFREMSKRIVNINGER...50 7. KONKLUSJONER...51 KILDELISTE...54 iv
1. Innledning Prosessindusrien i Norge er i dag fria for kvoereguleringer og avgifer på klimauslipp. Fra 2008 ble deler av denne indusrien innlemme i EUs kvoesysem (EU-ETS), og fra 2013 vil hele indusrien inngå. Norge er en del av EU-syseme gjennom EØS, og hele prosessindusrien i Norge vil dermed så ovenfor kvoereguleringer og priser på klimauslipp fra 2013. Hovedproblemsillingen for denne oppgaven er hvordan bedrifers ilpasning vil kunne påvirkes av de nye rammebeingelsene dee vil innebære. Med bedrifenes ilpasning mener jeg bedrifers drifs- og inveseringsbesluninger. De er sor usikkerhe rund de markedsmessige og poliiske rammebeingelser implemeneringen av de nye kvoesyseme i 2013 vil medføre. Jeg vil se på effeken av ulike uslippspriser, eknologipriser, prisveksforvenninger og idligere ilpasninger på bedrifers drif- og inveseringsbesluninger eer innføringen av de nye kvoesyseme på norsk prosessindusri. Indusri som foredler råmaeriale som reverk, olje, kull og mealler gjennom energiinensive prosesser beegnes som prosessindusri. I 2008 so prosessindusrien for omlag 26 % Norges oale klimagassuslipp på 53,8 millioner onn CO 2 -ekvivalener (SSB 2009a). I en referansebane uarbeide av IFE (2006) er de fremskreve a uslippene fra prosessindusrien vil reduseres med rund 25 % mo 2050. De nye kvoesyseme il EU er e virkemiddel som kan bidra il å skalere ned virksomheen yerligere, eller øke inveseringene i mer miljøvennlig eknologi og dermed redusere noe av uslippene. Uvidelsen av EUs kvoehandelssysem i perioden 2013-2020 vil omfae flere sekorer, inkluder prosessindusrien. CO 2 er hovedkilden il norske klimauslipp og bidrar il hele 82 % av de oale uslippene (SSB 2009a). CCS eknologi (karbonfangs og -lagring) er e mulig uslippsreduserende alernaiv når kosnadene ved klimauslipp øker, fordi anlegg med CCS-eknologi ikke renger kvoer for den mengden CO 2 som fanges, ransporeres og lagres forsvarlig. De finnes sore muligheer for å redusere CO 2 -uslipp med CCS-eknologi fra eksiserende indusri i Norge (SFT 2007) men de finnes ingen foreløpige eksiserende anlegg. Denne ypen eknologi er baser på å fange opp CO 2 fra avgassene, enen før, under eller eer produksjonen. I denne analysen fokuseres de på eknologi som renser avgassene for CO 2 eer produksjonen. Denne ypen eknologi blir kal røykgassuvinning (pos-combusion) og er egne for eerinsallasjon på eksiserende anlegg (TelTek 2009). Den uskile CO 2 en ransporeres dereer il en underjordisk lagringsplass, uen å komme i konak med luf. På denne måen unngås en del av klimauslippe og derfor også uslippsprisingen. Dee er en relaiv ny og krafkrevende eknologi som kan ha en virkningsgrad opp mo 90 %. Jeg velger å benye en dynamisk modell av Leif Johansen baser på bedrifers inveseringsbesluninger. Dee er en versjon av Puy-Clay modellen som ser på idsuvikling av 1
fremidige innsasfakorpriser, ex ane subsiusjonsmuligheer i innsasfakorene, med e fas ex pos innsasfakorforhold. Med denne modellen ønsker jeg å illusrere bedrifers ilpasning il uslippspriser som følge av EUs kvoesysem fra 2013. Jeg spesifiserer o ulike eknologimuligheer, en uren eknologi og en ren eknologi. Den urene eknologien illusrerer den normale uslippsinensive produksjonsprosessen, og den rene eknologien illusrerer yerligere invesering i renseeknologi; CCS-eknologi. Ved å implemenere uren eknologi, vil bedrifen så ovenfor uslippspriser fra 2013 besem i de europeiske kvoemarkede. Ved å implemenere ren eknologi, kan bedrifen unngå uslippspriser eller avgifer, men må beale en merkosnad ved denne relaiv mer krafkrevende og renere eknologien. Modellen benyes for å analysere både allerede eablere anlegg og nyeablering av anlegg. For nye anlegg eer vedake om EU-ETS-ilknyningen, blir informasjonen om fremidige uslippspriser inkluder i inveseringsbesluningen, mens for eldre anlegg kan EU-syseme olkes som e uforuse regimeskife. Anlegge ble eabler under forvenning om andre rammebeingelser enn de som fakisk møer anlegge eer 2013. Derfor anas bedrifens idligere ilpasning som opimal under de gamle regime, uen uslippspriser, men ikke i forhold il de nye regime, med uslippsprising. I illegg il å opimalisere sørrelsen på produksjonen fremover, vil nye anlegg ha valge mellom å invesere i renseeknologi eller beale uslippspriser. Anlegge ilpasser inveseringen under informasjonen om uslippspriser og finner førse bese løsning. Eldre anlegg derimo vil a eableringen i markede, sørrelsen på anlegge og eknologien som gi, og må finne nes bes løsningen i forhold il de nye rammebeingelsene. Anlegge har re muligheer; legge ned drifen, invesere i renseeknologi som illeggsinvesering il opprinnelig eknologi, eller beale uslippspriser. Begge yper anlegg vil ha lønnsom drif så lenge dekningsbidrage er posiiv. Besluningene i denne modellen as blan anne på grunnlag av forvenninger om løpende realpriser. Dee kan bidra il å forklare hvorfor bedrifer, ilsynelaende ideniske, kan ilpasse seg ulik i forhold il de nye rammebeingelsene de vil måe a silling il. Både realpriser på energi og uslipp er hovedkomponener i drifsbesluningen og vil dermed påvirke både produksjonsilpasning og eknologivalg. For å illusrere relevansen av forvenninger på inveseringsbesluningen på CCSeknologi, analyserer jeg en siuasjon der o ideniske bedrifer har forskjellige forvenninger om realprisveksen på innsasfakorene. Den ene bedrifen forvener en fla avgifssrukur på uslipp og en eksponeniell energiprisuvikling. Den andre bedrifen forvener en fla energiprisuvikling og en eksponeniell avgifssrukur på uslipp. Denne analysen blir gjennomfør både for ny og eablere bedrifer. 2
De finnes flere yper eknologiske ilak og inveseringer, i illegg il CCS-eknologi, for å redusere klimauslipp i prosessindusrien og dermed unngå kvoepriser på uslippe. Gjennom mi engasjemen i SSB innenfor prosjeke klimakur2020 har jeg konsruer en rensekosnadskurve over mulige eknologiske ilak for norsk prosessindusri frem mo 2020. Kurven illusrerer sammenhengen mellom de aggregere ilgjengelige ilakene i prosessindusrien, de poensielle uslippsreduksjonene ved hver ilak og ilhørende kosnad. Kurven er baser på ulike kosnadsanslag i lierauren. Uregningsmeoden er illusrer i appendiks A. Den empiriske rensekosnadskurven skal senere benyes i samkjøring med simuleringer av likeveksmodellen (MSG6) il Saisisk senralbyrå (SSB) i løpe av høsen 2009, i e oppdrag for klimakur2020 (klimakur2020 2009a). U i fra kosnadskurven er de mulig å analysere indusriens simulane ilpasning av produksjon og rensing under ulike rammebeingelser som kan gjelde eer innføringen av kvoesyseme i 2013. Kvoepriser og eknologiilak er mål il samme enhe, kroner per onn CO 2, for å leere kunne se den aggregere ilpasningen i indusrien og den oale uslippsreduksjonen. Ved ulike fikive kvoepriser er de mulig å se på oal uslippsreduksjon i prosessindusrien i Norge ved forskjellige rammebeingelser. Indusrien vil a i bruk uslippsreduserende ilak il en pris per uslippsenhe som er lavere enn kvoeprisen. I denne analysen fokuseres de på en kvoepris på 500kr/CO 2, 1000kr/CO 2 og 1500kr/CO 2. I illegg sammenliknes disse re kvoepriseksemplene med hovedscenarioe i kvoeprisfremskrivningene gjor av Klimakur2020 (Klimakur, 2009b)(se appendiks B). 1.1 Kor om resulaene E av hovedresulaene fra analysen rekker inn beydningen av prisveksforvenninger. For både ny og allerede eablere bedrifer vil prisveksforvenninger på energi og uslipp bidra il å syrke eller svekke insenivene il å invesere i CCS eknologi. Isoleres effeken av prisveksforvenninger finner vi a med forvenning om høyere realprisveks på uslipp enn på energi, vil insenivene il å invesere i CCS-eknologi syrkes for nye og allerede eablere bedrifer. Jeg har også a for meg en siuasjon der urikige forvenninger ble lag il grunn for inveseringsbesluningen il CCS eknologi. Siuasjonen blir dermed ikke opimal, verken for en eabler bedrif eller en ny bedrif, og de skaper en nes bes opimalisering med korrigering av prisveksforvenningene. For allerede eablere bedrifer som ikke hadde full informasjon om EU-syseme fra 2013 på eableringsidspunke, og de eknologiske muligheer som kan bidra il å redusere uslippskosnadene, 3
vil ikke kunne ilpasses opimal i en førs bes siuasjon il e slik regimeskife. Bedrifene vil forsee drifen så lenge dekningsbidrage er posiiv, men måe ilpasse seg il e nes bes alernaiv, som kjen i økonomisk eori ikke er opimal, og som vil medføre e effekiviesap i forhold il de førs bese alernaive. E anne spørsmål har dereer vær den aggregere ilpasningen for norsk prosessindusri il ulike kvoe- og eknologipriser. Prosessindusrien i Norge sår for, som nevn, 26 % av de oale nasjonale klimagassuslippe. For a indusrien skal bidra med en reduksjon på 26 % av klimamåle på 3,9-4,4 millioner onn CO 2 -ekvivalener, som følge av eknologiinveseringer, krever dee, i følge rensekosnadskurven, en kvoepris i overkan av 1000kr/CO 2 i 2020. Hovedscenarioe for kvoeprisfremskrivningene il Klimakur2020 (se appendiks B) ilsier a kvoeprisen ikke vil ligge på over 1000 Kr/CO 2 før eer 2020 1. Dermed vil, u i fra denne analysen, ikke prosessindusrien i Norge bidra il å nå klimamåle innen 2020 med den samme andelen som indusrien bidrar med av klimagassuslipp i dag. 1 Heller ikke før eer 2030. 4
2. En kor innføring i inernasjonal klimapoliikk 2.1 Globale miljøufordringer En av de sørse miljøufordringene verden sår ovenfor er globale klimaendringer. Den globale gjennomsnisemperauren på jordoverflaen er sigende og har i følge FNs klimapanel (IPCC) sege med om lag 0,6 grader i løpe av de sise 100 årene. Dee har før il sadig smeling av isen på Sydpolen og breer rund om i verden slik a havnivåe har øk mellom 10 og 20 cm i løpe av de samme idsinervalle. Dee må, i følge klimapanele, sees i sammenheng med den krafige økningen av konsenrasjonen av klimagasser i amosfæren (Miljøverndeparemene 2005). IPCC slår også fas a klimagassuslippene vil øke med hele 90 % innen 2030 hvis ikke verden gjør nødvendige endringer (SFT 2009a). Klimaendringene kan få alvorlige økologiske, sosiale og økonomiske konsekvenser. Menneskeskape klimaendringer kan komme raskere enn økologiske sysemer klarer å ilpasse seg. Dessuen vil økningen av havnivåe føre il reduksjon av landareal, med sore konsekvenser for ulike folkegrupper. Disse klimaendringene vil også kunne gi flere og sørre ilfeller av eksreme værforhold som ørke, sorm og flom (Miljøverndeparemene 2005). Klimaendringene er en global ufordring som hele verdenssamfunne må a ansvar for. Den samfunnsøkonomiske kosnaden ved uslipp av klimagasser er sor, men som kjen er de vanskelig å få akuelle akører il å a innover seg eksernalieskosnader i e såkal fri marked. Markedsmekanismene fanger ikke opp slike kosnader selv om klimagassuslipp er e biproduk som avhenger av innsasfakorene. Fordi dee er e verdensomspennende problem, og klimagassuslipp har samme miljøskadeeffek uavhengig av uslippskilde og lokalisering, er de behov for inernasjonale avaler sor (SFT 2009b). 2.2 Hisorikk og Norges rolle Klimakonvensjonen fra 1992 var den førse inernasjonale samarbeidsavalen med fokus på sabilisering av klimagasskonsenrasjon i amosfæren. Bakgrunnen for denne konvensjonen var å forhindre farlig, menneskeskap påvirkning på de naurlige klimasyseme. Gjennom klimakonvensjonen ble de forplike å veda nasjonale klimasraegier og å gjennomføre ilak for å begrense lands uslipp av klimagasser. Konvensjonen la grunnlage for videre inernasjonal samarbeid om de globale miljøprobleme. I 1997 ble Kyoo-prookollen ferdigforhandle. Denne fassae reslig bindende uslippsforplikelse for enkele indusriland (Miljøverndeparemene 2005). Prookollen ble raifiser av Norge i 2002, og den var i 2007 raifiser av oal 189 land. Norge har i Kyoo-prookollen 5
forplike seg il å ikke øke sine klimagassuslipp med mer en 1 % i perioden 2008-2012, i forhold il uslippene i 1990 (Miljøverndeparemene 2007). Norske myndigheer vedok å eablere e uslippskvoesyseme i Norge i 2005-2007. I denne perioden operere en kun med kvoer udel grais av norske myndigheer il kvoeplikige indusrier. Dee omfae CO 2 -uslipp fra 48 bedrifer som so for mellom 10-15 prosen av de oale norske klimagassuslippe. Kvoesyseme gjald i førse periode indusri innenfor energianlegg med effek på over 20 MW, raffinering av mineralolje, røsing og sinring av jernmalm, produksjon av søpejern og sål, semen og kalkproduksjon og glass, glassfiber og keramiske produker. I nese periode, 2008-2012, er Norges kvoesysem bli en del av EUs kvoehandelssysem. Denne perioden overlapper også med forplikelsesperioden i Kyoo-avalen. (SFT 2009b). Norge har forplike seg inernasjonal il å redusere klimauslipp gjennom Kyoo-prookollen og har få ildel kvoer av FN, ilsvarende våre forplikelser. Med andre ord er lang færre kvoer gi enn uslippe i dag. EU-ETS-ilknyningen omfaer indusribransjer som reforedling og peroleumsvirksomhe. Uslippsomfange innenfor kvoesyseme har øk il ca 40 prosen av Norges oale klimagassuslipp (SFT, 2009b). De ble nå mulig å handle kvoer med land innefor dee kvoesyseme. 2.3 Endre rammebeingelser for prosessindusrien i Norge fra 2013 Den vedae periode 3 av EUs kvoehandelssysem fra 2013-2020 vil omfae flere sekorer, inkluder flere meallindusrier. Kvoeildelingen vil bli harmoniser på EU-nivå, og ordninger med nasjonale ildelingsplaner vil bli avskaffe. Anlegg med CO 2 -håndering (CCS eknologi) renger ikke kvoer for CO 2 som ransporeres og lagres forsvarlig (Europalov 2009). Norsk ilknyning i periode 3 vil føre il a deler av norsk prosessindusri sår ovenfor endrede rammebeingelser. Tilpasningen il bedrifene innenfor den nye sekoren vil nå bli avhengig av markedsprisen på kvoer, i illegg il de marginale rensekosnadene på uslipp. Ved innføring av EU-syseme i 2013 vil prosessindusrien i Norge så overfor re ulike ilpasningsalernaiver. De førse er å redusere klimagassuslippene ved hjelp av eknologi, energieffekivisering eller nedleggelser il nøyakig den uslippsmengden de ildele kvoene dekker. Indusrien renger i dee ilfelle verken kjøpe eller selge uslippskvoer. De andre alernaive er å redusere mer enn ildel kvoemengde ved hjelp av renseeknologi og selge de reserende kvoene på kvoemarkede. En redje mulighe er å forsee å slippe u klimagasser uover den ildele 6
kvoemengden ved å kjøpe de reserende uslippskvoene på kvoemarkede. Tilbyderne av uslippskvoer i kvoemarkede er bedrifer med ilsvarende uslippsak som bedrifene i Norge, men som har klar å redusere sine uslipp mer enn de uslippsake ilsier. Uanse hvilke av disse alernaivene prosessindusrien måe velge, vil Norge måe overholde de inernasjonale forplikelsene gjennom Kyoo-prookollen og EU-ETS-samarbeid. 2.4 Klimakvoer og kvoehandel En klimakvoe er en fri omseelig illaelse il uslipp av e onn CO 2. E kvoesysem baseres på vangsrasjonering av uslipp der de deles u mindre anall kvoer enn de er behov for. Både land (i Kyoo-avalen) og bedrifer (i EU-ETS) får udel kvoer og på denne måen presses klimagassuslippene ned. Prisen på kvoer blir besem som i e hvilke som hels anne marked gjennom ilbud og eerspørsel. En bedrif som har høyere uslipp enn ildel uslippskvoe, vil være nød il å kjøpe kvoer. Samidig vil en bedrif som har lavere uslipp enn ildel uslippskvoe, kunne selge kvoer. Bedrifenes valg av uslipp og kvoekjøp vil være avhengig av kosnadene ved å redusere uslipp, enen ved å invesere i ny eknologi eller ved å redusere akiviesnivå. Er kosnaden ved å redusere uslipp høyere enn kvoeprisen, vil eerspørselen eer kvoer øke, og ved konsan ilbud vil prisene presses opp. Mosa hvis rensekosnaden ligger under kvoeprisen, vil kvoeprisene reduseres. Dee vil besemme kvoeprisen og føre il rensing der de er mes kosnadseffekiv. De finnes mange forskjellige ype kvoer og fordelingssysemer (SFT 2009b). En profimaksimerende bedrif, som er logisk å ana a de flese bedrifer i de flese indusrier er, vil allid velge de opimale u i fra den informasjonen som er ilgjengelig. Begge alernaiv er mulige å måle i kroner per onn CO 2, og dermed vil de opimale valge være de rimeligse per onn CO 2 på marginen. Med andre ord er de realisisk å ana a med prosessindusriens nye rammebeingelser, fra 2013, vil bedrifene måe vurdere eknologiske inveseringer for å unngå uslippspriser. Hvis inveseringer er relaiv billigere enn kvoeprisen i markede, vil de være kosnadseffekiv å invesere i eknologi. De vil dermed bey en uslippsreduksjon hvor marginalkosnaden ved å rense er lavere enn kvoeprisen. Samidig vil de ikke være noen uslippsreduksjon gjennom eknologiilpasning når marginalkosnaden ved å rense er høyere enn uslippsprisen. Men miljøeknologi er en langidsinvesering, og flere forhold enn dagens uslippspriser vil bli inkluder i bedrifenes inveseringsbesluning. Både fremidig kraf- og kvoeprisuviklingen er vikige komponener i besluningsprosessen. 7
Akørene i prosessindusrien har ha en viss forusigbarhe når de gjelder krafpriser. Gjennom avaler mellom krafleverandørene, saen og anleggene har prisnivåe vær sabil over id, og dermed gjor besluningsprosessen noe mer oversiklig. Når de gjelder kvoeprisuvikling, er de flere akører i markede som har forsøk å eablere fremidige avgifsbaner. Dee er også en del av mandae il Klimakur2020. Selv om de nye EU-syseme ikke rer i kraf før 2013, er de mulig å lage fremskrivninger av kvoepriser på bakgrunn av kunnskap om markedsmekanismer og indusrisammensening i Europa/EØS-område. Pålieligheen i disse avgifsbanene og fremskrivningene kan diskueres. De er forsa mange usikkerhesmomener i e slik prosjek. En vikig variabel som vil påvirke både eerspørsel og ilbud av uslippskvoer, og dermed også prisen, er eknologikosnader og uvikling. 8
3. Klimaeknologier 3.1 Ulike eknologivalg De finnes flere eknologimuligheer for å redusere klimagassuslipp. Uslipp kan modelleres som en innsasfakor i enen produksjonen eller i selve forbruke av produke. Klimaeknologiske forbedringer vil kunne gi en økning i produksjonen eller e forbedre produk uen øk klimagassuslipp. Med andre ord vil eknologiske endringer og inveseringer kunne redusere miljøskadelig uslipp uen en reduksjon i produksjonsmengde eller forbruk. Denne forbedringen i miljøeknologier kan deles opp i fire ulike grupperinger: Renseeknologi som besår av klimagassuskillelse fra ulike produksjonsprosesser, effekivisering som besår av øk gjennomsnisproduksjon for hver enhe av innsasfakoren klimagassuslipp, subsiusjon som vil si a klimagassuslipp kan ersaes med alernaive innsasfakorer for å produsere samme gode, og eknologiomlegging som vil si invesering i ilsvarende produksjonsprosess, men som er mindre uslippsinensiv per produser enhe (SSB 2009b). 3.2 Karbonfangs og -lagring - CCS Renseeknologi innebefaer meodene for karbonfangs og -lagring (Carbon Capure and Sorage CCS). CCS eknologi er en akuell renseeknologi vedrørende uslipp fra sore karbonuslipp som fra prosessindusrianlegg i ilegg il krafverk baser på fossil brensel (gass, kull, olje). Teknologien er baser på å rense uslippsgass for CO 2 enen før, under eller eer forbrenningsprosesser (SSB 2009b). Uskillelse av CO 2 fra eksosen eer produksjonen har funne sed, kalles røykgassrensing (pos combusion removal). Slike renseanlegg kan eermoneres og er de mes akuelle både for indusri og krafanlegg i dag. De er også den fangseknologien som har komme lengs i uvikling (TelTek 2009). Meoden er noe forskjellig for prosessindusri i forhold il gasskrafverk selv om den er baser på samme eknologi. De er flere fakorer som spiller inn ved kosnadsesimering av fangs fra indusriuslipp, blan anne pga brensel og råsoffer som benyes i den CO 2 -produserende prosessen. Røykgassen fra indusriproduksjon kan ha høye verdier av andre klimauslipp og søv som vil gi miljøskade. Kosnadene av disse skadene vil måe veies opp mo kosnadene ved å forbehandle røykgassen. Uslippspunkene for indusriuslipp kan være spred over hele indusriområde, og derfor vil de sille krav il ranspor av uslipp il fangsanlegge. Dessuen vil indusriuslipp inneholde varierende konsenrasjon av CO 2, noe som skaper sore forskjeller i fangskosnader (TelTek 2009). 9
Røykgassrensing er en svær energikrevende prosess. For å frigjøre CO 2 eer selve renseprosessen, kreves sore mengder energi i form av damp. I mosening il gasskrafverk kan denne energien som ofes ikke henes u fra produksjonen i prosessindusrien, men må fremskaffes gjennom e separa energiverk. Hva dee energiverke er fyr på, avgjør hvor mye av uslippene som fakisk unngås. Fyrer energiverke på elekrisie fra vannkraf, vil de ikke føre il mer uslipp av CO 2 enn de som allerede slippes u fra indusrianlegge. Men hvis energiverke derimo fyrer på kull, vil dee generere sore mengder klimagassuslipp i illegg il opprinnelig uslipp (TelTek 2009). Dee gir opphav il o ulike definisjoner av reduser mengde klimagassuslipp ved invesering i renseeknologi; rense og unngå. Rense er den fakiske mengden som blir fange opp av de oale uslippe eer a fangseknologien er a i bruk. Unngå er differansen mellom opprinnelig uslipp og uslipp som er igjen eer implemenering av renseeknologien. Med andre ord er denne uregningen inkluder illeggsuslippe som genereres gjennom krafverke. CO 2 -fange eller rense er derfor sørre i mengde enn CO 2 - unngå. Dee vil si a kosnader mål i kroner per onn CO 2 -unngå vil være høyere enn kosnader mål i kroner per onn CO 2 -rense. Rensekosnadene blir ofes mål i kroner per onn CO 2 -unngå. De er denne kosnaden som represenerer de fakiske rensebidrage. I illegg il invesering i selve renseeknologien kreves de yerligere invesering i ranspor og lagring av oppfange CO 2. Her kan kosnadene variere mye i forhold il lokalisering og ranspormuligheer, men på dee område er de muligheer for visse bedrifer å unye sordrifsfordeler som kan redusere kosnadene. Med andre ord er de mulig a flere uslippspunkkilder går sammen om e ransporsysem/rørsysem som ransporerer og lagrer fange CO 2 fra flere indusri- eller krafanlegg. Dee kan eksempelvis være ugifsbesparende fra indusriområder som Grenland og Trondheimsfjorden (Kvinge 2009). De er i illegg forske på en uvinningsmeode av olje ved hjelp av CO 2 (enhanced oil recovery, EOR) som muligens kan gi posiiv avkasning på selve lagringsprosessen. De er allikevel de sore energibehove ved implemenering av CCS eknologi som ugjør hovedkomponenen i drifskosnadsbilde (IPCC 2005:341-343). De beregnes a rund 60-70 % av merdrifkosnadene ved slik renseeknologi sammer fra øk energibehov (TelTek 2009). De finnes ulike kosnadsanslag i lierauren på renseeknologi i prosessindusrien. IPCC rapporen Special Repor on Carbon Dioxide Capure and Sorage fra 2005 gir e inernasjonal kosnadsbilde på Karbonfangs og -lagring ved ulike punkkilder. I Norge har blan anne SINTEF gjennomfør en sørre undersøkelse i forkan av rapporen Kosnadsesimering av CO 2 -håndering fra 2008. I følge en av bidragsyerne, Peer E. Røkke, er disse anslagene forenkle og gjor med hensik for å vise kosnadsforskjeller for fangs fra forskjellige indusrikilder (Røkke 2009). Senere har TelTek, på oppdrag av SFT, publiser rapporen CO 2 -fangs av uslipp fra indusrianlegg (2009) som er en videreføring av SINTEF-rapporen fra 2008. TelTek-rapporen anslår rensekosnadene ved 10
implemenering av CCS-eknologi for ulike punkkilder, men uelaer anslag for ranspor og lagringskosnader. Oljedirekorae har i løpe av våren 2009 beregne kosnader for ranspor og lagring av CO 2, og dee kan sees som illeggskosnader il anslagene gjor av TelTek for å sammenfae de oale rensekosnadene ved CCS (Kvinge 2009). For å kunne sammenlikne ulike anslag er de vikig å se på anakelsene bak uregningene og om de er unngå eller rense mengde CO 2 som er beregningssammenhengen. Meoden som generel brukes i kosnadsanslagene, er annuiesmeoden 2. Denne beregningsmeoden krever anakelser om prosjekes økonomiske eller ekniske leveid og kalkulasjonsrene som brukes i nåverdiberegningene. En krone i kosnader og inneker i dag verdsees høyere en én krone i en senere periode. De er også vikig å ha kjennskap il selve eknologiens forvenede leveid, drifsid, rensegrad og kosnader for å sammenlikne ulike kosnadsanslag. Appendiks A illusrerer uregningsmeoden på renseeknologi for en semenbedrif i Norge. 3.3 Rensekosnadskurve Som en del av mi engasjemen i SSB i forhold il klimakur2020 har jeg konsruer en rensekosnadskurve over ulike eknologiske ilak i prosessindusrien baser på kosnadsanslag i lierauren. For å konsruere en aggreger kurve for hele prosessindusrien, må alle mulige klimaeknologier og poensielle uslippsreduksjon inkluderes. Fremgangsmåen for uregning av CCSeknologikosnader for hver del av indusrien er lik og illusrer i appendiks A (for semenindusrien). Sammensilling av rensekosnadene ved de ulike ilakene for prosessindusriene viser a CCS er lang mer kosbar enn andre mulige eknologiske ilak som bioenergiovergang, prosessopimalisering og rensing av andre uslippskomponener enn CO2. Kosnadskurven fremsilles ved å rangere ilakene eer kosnadsannuieer og plasserer dem i e (X,Y)-diagram med akkumulere uslippsreduksjoner langs X-aksen og marginalkosnadene (ved de sise ilake) langs Y-aksen. Meoden gir oss følgende rensekosnadskurve for prosessindusrien, der CCS-prosjekene er årsak il den brae økningen på sluen av kurven. 2 Annuie av inveseringskosnadene + drifskosnader per idsperiode gir annuieer. 11 inveseringskos * r T 1 1 (1 r) 0
Figur 1: Kosnadskurve 2500 2000 NOK/CO2 1500 1000 500 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 mill onn CO2 Kilde: SFT, SINTEF, TELTEK, Kvinge. Jeg vil komme ilbake il kosnadskurven og diskuere denne nærmere i del 6. 12
4. Modellering av ilpasningen il de nye rammebeingelsene 4.1 Modellbeskrivelse Til å modellere bedrifers ilpasning ved uslippspriser og CCS-eknologi, har jeg valg å bruke en versjon av Leif Johansens Puy Clay-modell (Johansen 1972). Dee er en dynamisk modell som ar innover seg løpende kosnader i illegg il fase kosnader, og dermed også forvenninger om fremidige kosnader og innek. I forhold il en myopisk modell hvor ilpasningen skjer der marginalkosnad er lik marginalinnek, vil en Puy Clay-modell diskonere alle forvenede kosnader og inneker over hele bedrifens forvenede leveid og ilpasse seg slik a neddiskoner verdi av en fakors grenseprodukivie mosvares av neddiskoner merulegg. Dee kan resulere i a bedrifens økonomiske leveid er korere enn dens ekniske leveid, som de ikke as hensyn il i andre myopiske ilpasningsmodeller. Med Puy Clay-modelleringen er de mulig å illusrere fakorer som ikke er konsane over bedrifens ekniske eller økonomiske leveid og som spiller inn i en evenuell miljøeknologiinveseringsbesluning. Modellen anar subsiusjonsmuligheer mellom innsasfakorer før produksjonen er i gang, men så for inveseringen er gjor, og produksjonen sarer, vil innsasen av den enkele fakor, og dermed produksjonen være gi. Dee kalles ex ane subsiusjonsmuligheer og ex pos fas innsasfakorforhold i innsasfakorene. Innsasfakorene i denne fremsillingen er kapial, kraf og CO 2 -uslipp, noe som er represenaiv for prosessindusrien som er særdeles kapial-, energiog uslippsinensiv. De anas embodied 3 eknologisk uvikling i modellen, slik a eldre bedrifer har lavere gjennomsnisprodukivieen av innsasfakorene enn de nyere årgangene. Dee er modeller i form av energieffekivisering. Eldre bedrifer renger relaiv mer energi som innsasfakor for å produsere lik mengde enn de nyere bedrifer med mer moderne eknologi renger. For å a i bruk ny eknologi er bedrifen nød il å gi opp den eldre eknologien ( scrap ) og invesere i ny. De vil si a den enese muligheen for energieffekivisering er å invesere i ny eknologi. De er også mulig å inkludere disembodied eknologisk fremgang i modellen. Dee går u på a bedrifer blir med produkive over id uen å måe reinvesere i ny eknologi. Jeg ser bor fra disembodied 4 eknologisk fremgang og velger å konsenrere meg om embodied eknologisk fremgang. 3 Enese måen å øke gjennomsnisprodukivieen over id er å invesere i ny kapialusyr og kase de gamle. 4 Mulig å øke gjennomsnisprodukivieen over id uen å invesere i ny kapialusyr; for eksempel energieffekivisering. 13
I modellen anas de i illegg sigende realpriser på både energi og uslipp over id. Produkprisveksen anas å være mindre enn prisveksen på innsasfakorene. Dee grunner i anakelsen om a eerspørselen eer varer produser av norsk prosessindusri forvenes å falle over id (se for eksempel IFE 2006), samidig som oal eerspørsel eer kraf forvenes å øke og ilbude av uslippskvoer vil reduseres. Dee vil gi høyere realprisveks i innsasfakorene enn i produkprisen, slik a de marginale kosnadene vokser mer, relaiv il de marginale innekene over id. Som ugangspunk ser jeg på en bedrif som vurderer å eablere seg i prosessindusrimarkede eer implemeneringen av EUs kvoesysem i 2013. Enhver bedrif sår ovenfor o valg; drifsbesluningen - om de i de hele a er lønnsom å produsere innenfor denne indusrien gi a en invesering er gjor, og inveseringsbesluningen - hvordan innsasfakorene bør ilpasses for å gi sørs, neddiskoner nåverdi av dekningsbidrage. I denne modellen vil derfor valg av eknologiype spille inn. Bedrifen vil måe maksimere o profifunksjoner, en med uren eknologi, uen CCS, og en med ren eknologi, med CCS. Ved invesering i CCS-eknologi vil bedrifen være sil ovenfor øke energikosnader, fordi e slik anlegg har sore energikrav, men også lavere uslippskosnader, fordi e slik anlegg reduserer uslipp med nesen hele 80 % av opprinnelig uslipp (CO 2 -ungå, ikke CO 2 -rense) 5. Forvenninger om uslipp- og energiprisuvikling vil være avgjørende fakorer for inveseringsbesluningen om CCS- eknologi. De vil være lønnsom å invesere i denne indusrien så lenge nåverdien av de fremidige dekningsbidrage uover inveseringsugifene, gi valg eknologi og årgang, er posiiv over den poensielle perioden bedrifen opererer. De vil si så lenge valg ype eknologi, med ilsvarende gjennomsnisprodukivieen av innsasfakorene, gir posiiv dekningsbidrag, vil de være lønnsom med drif. I sammenheng med valg av CCS-eknologi eller ikke, må denne besluningsprosessen gjennomføres separa for å finne opimal ilpasning i begge ilfeller av eknologivalg. Dereer er de mulig å sammenlikne forskjellen i nåverdi for de ulike opimale ilpasningene. De valge av eknologi, enen renseeknologi eller uslippspriser, som gir den høyese nåverdien, er den kosnadseffekive, og dermed også den opimale, ilpasningen il EUs kvoesysem i 2013. 5 I modellen normaliseres dee il 0 uslipp ved invesering i renseeknologi og valg av uren eknologi er uslippe proporsjonal med krafinnsasen. Resulaene blir de samme som med 20 % uslipp ved invesering i renseeknologi, men gjør uregningene enklere og effeken av uslippspriser klarere. 14
Følgende variabler inngår i modellen: Tidspunk for invesering. s Nåværende idspunk. r Diskoneringsrae, ar hensyn il a en krone i dag er mer verd enn en krone på e senere idspunk. as () Forvene løpende uslippspris/kvoepris per onn CO 2 som slippes u i prosessen. Denne prisen blir besem i EUs kvoemarked gjennom ilbud og eerspørsel, og kan dermed sees på som gi il ehver idspunk (lien åpen økonomi). Siden bedrifen ser på fremidige inneker og kosnader, illusrerer denne variabelen den forvenede løpende uslippsprisen, ikke den sanne. qs () Forvene løpende energipriser per kwh. Denne prisen blir besem i energimarkede gjennom ilbud og eerspørsel. Avaler blir ofe inngå mellom indusribedrifer, saen og krafilbydere slik a forvene løpende realenergipriser faller sammen med de fakisk løpende realenergipriser over en gi periode. En begrunnelse for slike avaler er å sikre sabilie i markede og øke inveseringsinseniver da usikkerhesfakoren faller bor. p() Forvene løpende produkpris. Dee blir besem i markede for prosessindusriproduker og kan bli se på som gi il ehver idspunk (lien åpen økonomi). Men på besluningsidspunke vil de være normal å ro a denne er usikker og inngår i kalkylen som en forvene sørrelse. Denne sørrelsen normaliseres il 1; ps () 1 s. z() Uslipp som følge av produksjonen il en bedrif av årgang, mål i onn CO 2. Denne vil bli faslag gjennom eknologivalge på inveseringsidspunke. Grunne anakelsen om kun embodied eknologisk fremgang vil denne mengden være gi for hele bedrifens økonomiske leveid. 15
v () Kraf som innsasfakor i produksjonen il en bedrif med årgang, mål i kwh og fassa ex ane. Grunne anakelsen om kun embodied eknologisk fremgang vil også denne mengden være gi for hele bedrifens økonomiske leveid. k () Kapial som innsasfakor i produksjonen il en bedrif med årgang, fassa ex ane, med ilhørende kapialpris normaliser il 1. De vil si a alle priser måles i enheer av ferdigvaren eller kapialvaren som har samme måleenhe. Slik a produkpris og kapialpris uvikler seg hel parallel. () Kapialkosnad ved å invesere i CCS-eknologi. Denne kosnaden besår av selve eknologiinveseringen, rør il ranspor og lagring av CO 2. v () z () Uslipp mål i onn CO 2 i lineær sammenheng (proporsjonal) med krafinnsas 6 i produksjonen og dermed også sørrelsen på bedrifen. Uslipp for en bedrif er de samme over hele bedrifens økonomiske id, og energibehove er besem ex ane, kan derfor ansees som en konsan eer inveseringsidspunke. () ( z()) ( v()) Øke drifkosnader som følge av øk energibehov ved innføring av CCS-eknologi. Denne anas å være en funksjon av oaluslipp og dermed også en funksjon av opprinnelig energi som innsasfakor. Vi anar a ( z) er ilsrekkelig deriverbar med hensyn på uslipp, og ( z) 0. V (;0) Nåverdi av all fremidig profi uen invesering i CCS-eknologi. V (;1) Nåverdi av all fremidig profi ved invesering i CCS-eknologi. 6 I modellen er uslipp proporsjonal med krafinnsas, fordi krafinnsas er en av o innsasfakorer i modellen. I prosessindusrien kan innsasen som genererer uslipp også være råvareinnsasen (eksempelvis bruk av olje (eller kull) i semenproduksjon) 16
x() f( v(), k(),) Bedrifens ex ane produkfunksjon av innsasfakorene kapial og energi, og inveseringsidspunke som illusrerer embodied eknologisk fremgang. Normale anakelser med posiive, men avakende grenseprodukivie for begge produksjonsfakorer. Videre anas de a ex ane-produkfunksjonen har konsan skalaubye. Grenseprodukivieen for f.eks. energi, skriver vi som f : fv ( vk,, ). Nyere eablere bedrifer skal vi ana krever mindre v bruk av energi per produser enhe enn eldre bedrifer med eldre årganger av kapialusyr. Argumene i produkfunksjonen fanger opp de som idligere er omal som embodied eknologisk fremgang og represenerer de eknologiske nivåe på inveseringsidspunke. 4.2 Drifbesluningen Bedrifen vil ha lønnsom drif så lenge dekningsbidrage er posiiv. De vil med andre ord si a så lenge de løpende innekene er sørre enn de løpende kosnadene, vil bedrifen ha posiiv dekningsbidrag og nedleggelse vil ikke være lønnsom. Bedrifene vil se en endring i kosnadssrukuren eer innføring av EU-kvoesyseme fra 2013. I hovedrekk vil de nye rammebeingelsene fra EU-syseme påvirke både inveseringsbesluningen og drifbeingelsen, men valg av renseeknologi eller ikke vil være bedrifens mulighe il å syre ilpasningen. Drifbeingelsen vil være ulik for de o mulige ilpasningene: Uen invesering i renseeknologi vil drifbeingelsen il en bedrif av alder s, når den sår ovenfor uslippspriser, se slik u på idspunk s 7 : 0 p()() s x q()() s v a()() s z x () ( qs ( ) as () ) v () 0 0 p()() s x q()() s v a()() s z s x () ( qs ( ) as ( ) ) v () 0 DRIFT LEGGE NED (1) 7 p () 1for alle 17
Med andre ord vil en bedrif av årgang uen CCS-eknologi ha lønnsom drif så lenge gjennomsnisprodukivieen for energi eller kraf er høyere, eller lik, kalkulasjonsprisen på bruk av energi. Kalkulasjonsprisen er gi som summen av den direke realprisen på energi ( qs ()) og realprisen på de uslippe som produksjonsprosessen genererer( as ()). De vil si a drif er lønnsom så lenge vi har: x () qs () as () (2) v () Med anakelsene om a eldre bedrifer har e relaiv høyere energiforbruk enn de nyere bedrifene ved lik produksjonsnivå, vil gjennomsnisprodukivieen for energi være lavere jo eldre usyre er. Derfor vil eldre årganger måe legge ned ved relaiv lavere realkalkulasjonspris på bruk av energi enn nyere, mer effekive årganger, se figur 2. Anar også sadig sigende realpriser på de løpende kosnadene, dee er en forenkling som gir e enydig nedleggelsesidspunk 8. Figur 2- Likning (2) x ( ) v ( ) x v qs () as () * id Alder 8 Med varierende prisveks vil ikke nedleggelsesidspunke være like enydig og en er nød il å a innover seg oppsarskosnader og kosnaden ved å ha kapasieen sående. 18
Med invesering i renseeknologi vil drifbeingelsen il en bedrif med alder s, når den sår ovenfor uslippspriser, se slik u på idspunk s: 1 p()() sx qs ()(() v ()) x () qs ( )( v () ( v ())) 0 1 p()() sx qs ()(() v ()) x () qs ( )( v () ( v ())) 0 DRIFT LEGGE NED (3) Med andre ord vil en bedrif av årgang med CCS-eknologi ha lønnsom drif så lenge x () gjennomsnisprodukivieen av samle energibruk ( ) som innsasfakor er høyere v () ( v ()) eller lik realprisen på kraf ( qs ()). Definerer vi samle energibruk som (): v() ( v()) vil beingelsen se slik u: x () qs () (4) () Også her anas de a gjennomsnisprodukivieen for samle energibruk er synkende med alder på usyr. Og da vil bedrifer av eldre årganger måe legge ned relaiv idligere enn bedrifer med nyere og mer effekiv eknologi, se figur 3. Figur 3 Likning (4) x() () x qs () * id Alder 19
Den sise bedrifen i produksjon, den eldse akive bedrifen, er de anlegge med følgende gjennomsnisproduk av energi: Uen renseeknologi, illusrer i figur (2): * x( ) qs () as () (5) * v ( ) Med en gjennomsnisproduksjon for energi som er idenisk med realprisen på energi og uslipp. Med renseeknologi, illusrer i figur (3): x qs () * ( ) * ( ) Med en gjennomsnisproduksjon for energi som er idenisk med realprisen på energi. (6) Dee viser a når gjennomsnisprodukivieen for samle energibruk er høyere eller lik realprisen på energi vil anlegge ha posiiv dekningsbidrag og dermed lønnsom drif. 4.3 Inveseringsbesluningen - opimal ilpasning av innsasfakorer Spørsmåle om hvorvid vi ønsker å invesere i e anlegg i prosessindusrien, avhenger av verdifunksjonene. Hvis V (;1) 0og, V (;0) 0vil invesering i anlegge være lønnsom uanse valg av renseeknologi. Andre del av problemsillingen blir å finne hvilken ilpasning il de nye EU kvoesyseme som gir høyes forvene nåverdi. Ved å maksimere nåverdien av fremidige inneker og ugifer for de o ulike eknologivalgene, er de mulig å finne den opimale ilpasningen ved å sammenlikne nåverdien av fremidige ugifer og inneker ved ren eknologi og uren eknologi. Bedrifene velger i henhold il MaxV (: j ) j (0,1). 4.3.1 Opimal ilpasning uen invesering i CCS-eknologi Vi sarer med en siuasjon der en evenuell bedrif skal eableres i prosessindusrien, eer innføringen av uslippspriser i 2013 er kjen, og som velger å unngå invesering i renseeknologi. Dersom eablering av en bedrif i denne indusrien er valg av enreprenøren og verdifunksjonen er posiiv, uen å invesere i renseeknologi ( V (;0) 0), blir den påfølgende problemsillingen hvilken ilpasning av kapial- og energiinnsas som er opimal. Ved å invesere i e kapialusyr svarende il sørrelsen k, 20
med ilhørende energiinnsas v (), på idspunk, vil nåverdi av fremidig dekningsbidrag uover inveseringsugifen være gi ved følgende funksjon: + θ0 rs ( ) V (;0) = [ psx ()() qsv ()() aszs ()()] e ds k () + θ0 rs ( ) = [ fv ((), k (), ) (() qs + as () λ)() v] e ds k () (7) Førse ledd i denne verdifunksjonen angir nåverdi av fremidige dekningsbidrag, diskoner med diskoneringsraen r over hele bedrifens forvenede leveid fra inveseringsidspunk ( ) il nedleggelsesidspunk ( 0 ). Drifbeingelsen avgjør når bedrifen legges ned, på bakgrunn av sigende realpriser på kraf og uslipp i forhold il produkpris. Bedrifen kan ikke benye senere eknologisk fremgang uen å legge ned bedrifen og reinvesere. Når innsasfakorforholde er fassa, vil hver fakors marginalprodukivie være konsan. Nåverdien av fremidig dekningsbidrag uover inveseringsugifen er derfor lås il kapial- og energiinnsas fra eableringsidspunke. Verdifunksjonen maksimeres med hensyn på innsasfakorene k og v for å finne opimal ilpasning ved drif uen CCS-eknologi. Vi har allerede fassa drifbesluningen for e anlegg som er eabler, og vi anar a både og 0 kan oppfaes som gie sørrelser. k og v velges slik a V (;0) maksimeres. Vi finner a opimal ilpasning av innsasfakorer, gi ved kombinasjonen 0 0 ( v, k ) uen CCS-eknologi må ilfredssille følgende o førseordensbeingelser: Førse beingelse er ilpasning il opimal kapialmengde: Beingelse 1: V (;0) k 0 0 0 r( s) 0 0 0 r( s) f ( v, k, ) p( s) e ds10 k f ( v, k, ) e ds 1 k ps () 1 s (8) Opimal ilpasning av kapial er den kapialmengden som maksimerer verdifunksjonen, gi de marginale kapialkosnadene og den opimale ilpasningen av energi, over inveseringens oale økonomiske leveid. Kapialprisen er normaliser il 1 i denne modellen, slik a nåverdien av oale marginalproduk av kapial må dekke kapialprisen lik 1, i opimum. Vensre side av (8) illusrerer 21
nåverdien av oale marginalinneker fra kapial, og høyre side illusrerer kapialprisen normaliser il 1. Dersom vensre side av (8) hadde vær sørre enn høyre side vil bedrifen kunne øke verdifunksjonen ved å øke kapialinnsasen. Mosa, ved sørre kapialpris enn nåverdien av oal marginalinnek av kapial, vil de gi øk verdifunksjon å redusere mengden kapialinnsas. Dee kommer fra anakelsen om posiiv, men avakende grenseprodukivie for begge innsasfakorene. Seer vi eableringsidspunke, 0, med kapial- og produkprisen som er lik 1 får vi følgende urykk: 0 0 0 rs k (,, ) 1 0 f v k e ds f v k 0 0 k (,, ) r 1 e r0 Med enkel omregning og bruk av Taylors formel 9 kan marginalprodukivieen av kapial i opimum illusreres som summen av diskoneringsraen og depresiering ved lineær avskrivning: 0 0 1 fk ( v, k, ) r (10) 0 Dee viser ydelig a opimal ilpasning av kapialmengde avhenger av diskoneringsfakoren og den inverse av forvene leveid. Korere forvene leveid eller øk diskoneringsrae, vil gi en lavere kapialinvesering i opimum, igjen fra anakelsen om posiiv, men avakende marginalprodukivie av kapial 10. (9) x 0 e e x1x 9 r0 r0 0 0 r * e re r(1 r 0) 1 fk ( v, k, ) r r0 r0 r0 1 e * e e 1 1r 0 1 0 10 For å sammenlikne dee resulae med en myopisk modell, som anar koninuerlig subsiusjonsmuligheer i innsasfakorene, kan vi see a 1 0, med som depresieringsraen. Beingelsen (10) vil være idenisk med den for en myopisk produsen som ilpasser seg ved å maksimere en ordinær profifunksjon. Forskjellen i de o maksimeringssiuasjonene er a ved en myopisk fremsilling, vil bedrifene kunne jusere ilpasningene il de løpende realprisene på innsasfakorene på ehver idspunk, men i denne Puy Clay-modellen må hele ilpasningen skje på inveseringsidspunke, og vil være konsan over produksjonsperioden, og dermed også avhengig av den forvenede leveiden il bedrifen. Prosessindusrien i Norge er svær kapial- og energiinensiv, og anlegg i denne indusrien har vanskelig for å ilpasse kapial og energimengde il endringer i realprisene på innsasfakorene på kor sik. Dee fører il a de er den effekive realprisen på innsasfakorer som spiller inn i inveseringsbesluningen. Anar vi videre a bedrifens forvene leveid går mo uendelig, 0, vil 1 0, og marginalprodukivieen av kapial vil være lik diskoneringsrenen. Dee vil være de samme som å ana ingen depresiering i en myopisk fremsilling. 0 22
Videre ser vi på opimal ilpasning av energi med følgende beingelse: Beingelse 2: 0 0 0 0 r( s) r( s) V (;0) fv( v, k, ) p( s) e ds ( q( s) a( s) ) e ds 0 v 0 0 0 0 r( s) r( s) f ( v, k, ) e ds ( q( s) ( a( s) ) e ds v Opimal ilpasning av energimengde er den mengden energi som maksimerer verdifunksjonen, gi drifkosnadene, energi- og uslippspriser og opimal ilpasning av kapial, over inveseringens oale økonomiske leveid. Vensre side represenerer nåverdi av den oale marginalinneken fra energi, og høyre side represenerer nåverdi av de oale drifkosnadene, både energi- og uslippspriser. Hvis nåverdien av de oale marginalinnekene fra energi hadde vær høyere enn nåverdien av de oale drifkosnadene, vil bedrifen øke profien ved å øke energiinnsasen i produksjonen. Mosa, ville verdifunksjonen øke ved å redusere energiinnsasen i produksjonen dersom nåverdi av oale drifkosnader er høyere enn nåverdien av de oale marginalinnekene fra energi. Dee bunner også i anakelsen om posiiv, men avakende grenseprodukivie av innsasfakorene. Nåverdien av de oale drifkosnadene besår av realprisen på energi og uslipp for en bedrif som ikke inveserer i renseeknologi eller CCS eknolog. Fra anakelsen om sigende realpriser på energi og uslipp i forhold il produkprisen vil vi få følgende beingelse: 0 ( ( ) ( ( ) ) r( s) qs as e ds q a f v k q a 0 0 () () v(,,) ( 0) ( 0) 0 r( s) e ds Denne beingelsen foreller a marginalprodukivieen av energi i inveseringsidspunke ikke er lik realprisen på energi og uslipp på idspunk, men lik den effekive realprisen på energi og uslipp, baser på den forvenede leveiden il prosjeke. Bedrifene i modellen ar høyde for realprisveksen i ilpasningen 11. Den opimale mengden energi i denne dynamisk modelleringen er den energimengden som har en marginalprodukivie over realprisen på energi og uslipp på inveseringsidspunke, men (11) (12) Når de gjelder selve den opimale kapialmengden, er de vanskelig å si hvilken av de o versjonene som gir sørs kapialinensiv produksjon. Dee avhenger av forvene uslippsprisveks. Men med anakelser om sigende realpriser, vil en dynamisk modellering med anakelse om fas innsasfakorforhold i hele produksjonsperioden, a dee innover seg. Derfor vil denne ypen fremsillingen gi en mer kapialinensiv produksjon i inveseringsidspunke enn i en myopisk fremsilling. Samidig som den myopiske fremsillingen vil være mer kapialinensiv på nedleggelsesidspunke. Dee baseres på a en myopisk modell illaer koninuerlig ilpasning il endringer i realprisene, mens en Puy-Clay-modell bare illaer ilpasning il forvenninger om realprisendringer ex ane, ikke ex pos. 23
under realprisen på energi og uslipp på nedleggelsesidspunke. Dermed lik den effekive realprisen på energi og uslipp, baser på den forvenede leveiden il prosjeke. Dee for, som nevn over, å ersae muligheen il å korrigere ilpasningen ved endringer i realpriser eer eableringsidspunke, gi anakelsen om embodied eknologisk fremgang. Seer vi også her inveseringsidspunk i periode 0, 0, gir beingelsen: f ( v, k, ) v 0 0 rs rs qse () ds (() as) e ds 0 0 0 0 0 rs 0 e ds Senere i analysen vil jeg se på den opimale ilpasningen med ulike forvenninger om uslipp- og energipriser. Jeg vil se på forskjellen i ilpasningen ved en forvenning om fla avgifssrukur og eksponeniell energiprisuvikling og mosa, forvenninger om fla energiprisuvikling og eksponeniell avgifssrukur. (13) 4.3.2 Opimal ilpasning med invesering i CCS-eknologi Tilsvarende vil gjelde for de andre alernaive; nemlig a de nye anlegge eableres med invesering i renseeknologi. Dersom inveseringen da også har en posiiv verdifunksjon, ( V (;1) 0), blir den påfølgende problemsillingen, som i idligere ilfelle, hvilken ilpasning av kapial- og energiinnsas som er opimal når bedrifen har valg å invesere i renseeknologi. Forskjellen fra de foregående ilfelle er a inveseringsbesluningen nå inneholder merkosnaden ved renseeknologi, kapialprisen og øk energibehov μ (). Samidig vil en bedrif som velger invesering i renseeknologi unngå kvoepriser for rense uslipp i de nye EU-syseme fra 2013, og dermed unngå as () som realpris på uslipp 12. Nåverdien av fremidige dekningsbidrag uover samle kapialugif ved å anskaffe denne renseeknologien vil være gi ved følgende verdifunksjon: + θ1 rs ( ) V (;1) = [ psx ()() qs ()(() v + μ() ] e ds (() k + β) + θ1 rs ( ) = [ f( v ( ), k ( ), ) ( qs ( )( v ( ) + φλ ( v ( ))] e ds ( k ( ) + β) (14) 11 Dee avviker også fra saisk ilpasningseori der opimalieskrierie er a marginalprodukivieen skal være lik realprisen, korriger for diskonering og realprisveks il ehver idspunk. Innsasfakorene ilpasses il enhver endring i realpriser og/eller diskoneringsraen slik a marginalprodukivieen er lik realprisen for maksimal profi. 12 Anar full rensing. 24