20171108 Forsyningsdebat Brian Vad Mathiesen

Brian Vad Mathiesen 11/8/2017

@brianvad 1

B R I A N V A D M A T H I E S E Nb v m @ p l a n . a a u . d k

F R E M T I D E N F O R E N F Æ L L E S F O R S Y N I N G S S E K T O R

C h r i s t i a n s b o r g , K ø b e n h a v n , N O V / 1 1 2 0 1 7

F O R S K N I N G S G R U P P E N F O R E N E R G I P L A N L Æ G N I N G , A A L B O R G U N I V E R S I T E T

VEDVARERENDE ENERGI, EJERSKABSFORMER OG FJERNVARMEINFRASTRUKTUR MOD 100%

VEDVARENDE ENERGI 2050

2

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

1980

'82

'84

'86

'88

'90

'92

'94

'96

'98

2000

'02

'04

'06

'08

'10

Indeks

Energiforbrug Danmark Danmark BNP

4 0 Å R =

S T A B I L E N E R G I -F O R S Y N I N G

M I N D R E C O 2

O M K O S T N I N G S E F F .

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1970 '75 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015

Primær energiforsyning, PJ

Olie Naturgas Kul og koks Andet Biomasse Vindmøller Olie til transport

EL

Varme

Tran

sport

Slutforbrug


@brianvad 2

EL OG GAS-NETTET

3

FJERNVARME OG NATURGAS-OMRÅDER I DANMARK

4


@brianvad 3

5

VI SKAL HAVE T ILL ID T IL

VORES INFRASTRUK-TURFORVALT-

NING

Energi‐besparelser

Mere effektiv energi‐

konvertering

Vedvarende energi

F L E K S I B L E T E K N O L O G I E R

I N T E G R E R E D E E N E R G I -

S Y S T E M E R

HOVEDPRINCIPPER MOD 100% VEDVARENDE ENERGI

www.EnergyPLAN.eu


@brianvad 4

7

Hvorfor det integrerede energisystem? – fordi det er billigst (www.smartenergysystems.eu)

0

200

400

600

800

1000

1200

Oil burner(mineral oil fired,<10 % FAME)

Natural gasboiler

Biomass boiler(automaticstoking)

Heat pumpair‐to‐water

Heat pumpbrine‐to‐water

Electric heating District Heating

Levelised

Cost (DKK/M

Wh)

2011 (Low) 2020 (Medium) 2030 2040 2050 (High)

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Coal Fired SteamPlant

Combined CycleGas Turbine

Onshore WindFarms

Offshore WindFarms

Photo Voltaic (6kWp)

Cap

acity Req

uired

to Produce 1 TWh (MW)

Annual Costs to Produce 1 TWh (M€/yea

r)

Electricity Generation Costs in 2015: Fossil Fuels vs. Wind

Investment Fuel O&M Capacity

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0

20

40

60

80

100

120

Coal Fired SteamPlant

Combined CycleGas Turbine

Onshore WindFarms

Offshore WindFarms

Photo Voltaic (6kWp)

Cap

acity Required to Produce 1 TWh (MW)

Annual Costs to Produce 1 TWh (M€/year)

Electricity Generation Costs in 2020: Fossil Fuels vs. Wind

Investment Fuel O&M Capacity

EnergilagringPump Hydro Storage175 €/kWh

(Source: Electricity Energy Storage Technology Options: A White Paper Primer on Applications, Costs, and Benefits. Electric Power Research

Institute, 2010)

Natural Gas Underground Storage0.05 €/kWh

(Source: Current State Of and Issues Concerning Underground Natural Gas Storage. Federal Energy Regulatory

Commission, 2004)

Oil Tank0.02 €/kWh

(Source: Dahl KH, Oil tanking Copenhagen A/S, 2013: Oil Storage Tank.

2013)

Thermal Storage1-4 €/kWh

(Source: Danish Technology Catalogue, 2012)


@brianvad 5

IDAs Energivision 2050S T AB I L E

R AM M E R F O R I N V E S T E R I N G E R

AF 1 0 0 - V I S AF M I L L I AR D E R

K R O N E R

Principper mod 2030 baseret på omkostningseffektiv omstilling til VE

MARKEDS RE-DESIGN NØDVENDIGT – NØGLEKOMPONENTER

• Pr inc ip : Energ ibespare lser er s tad ig a fgørende• E l b e s pa r e l s e r ( u n d gå d i r e k t e e l va r m e )• B e s p a re l s e r i i n d u s t r i en • Va r m e b es pa r e l s e r – 4 0 % f r e m m o d 2 0 5 0• B a r r i e r e : G e n e re l l e b e s p a re l s es k r av a d r e s s e re r i k k e e n k e l t s ek t o r e r k o n k re t

• Pr inc ip : Nye e l forbrug• Tr a n s po r t p å d i r e k te e l a n ve n de l se ( t o g , l e t b ane r )• E l b i l e r, e l b i l e r, e l b i l e r• I n d i v i d ue l l e va r m e p u m per h vo r f j e r nva r me i k k e k a n n å u d• S t o r e va r m e p u m p er t i l f j e r n var m e• B a r r i e r e r : A f g i f t e r p å e l b ø r væ r e h ø j e – m e n k a n r e d uc e res t i l va r m e• B a r r i e r e r : B i o m a s se k r yd s s u b s t i tue r es

F R E M L A G T F O R E N E R G I K O M M I S S I O N E N

8 . N O V E M B E R 2 0 1 6

W W W . S M A R T E N E R G Y S Y S T E M S . E U


@brianvad 6

MARKEDS RE-DESIGN NØDVENDIGT – NØGLEKOMPONENTER

• Pr inc ip : Brug lavværdi energ i t i l lavværdi formål• K o n ve r t e r i ng t i l f j e r nva r me – væ k f r a n a t u r gas• A n ve n d e l s e a f s t o r e va r m e p u mper, s o l va r m e , b i o g a s o g I n d us t r i a l

o ve r s k udsva r me ( h e r u nde r d a t acen t re )• B a r r i e r e r : B i o m a s s e r e g u le r i ng o g n a t u rg as p r i s e r

– Pr inc ip : System-redes ign• Ve d va r e n d e e n e r g i , e l g a s o g f j e r n va r me n e t , l a g r i n g o g f o r s yn i n g s s i k k e r h e d

– s t o r e i n ve s t e r i ng e r, d e r k r æ ve r s t a b i l e r a m m e r• B a r r i e r e r : N u væ r e n d e ” e n e rg y o n l y ” m a r k ed ( k o r t s i g t ed e m a r g i na l

o m k o s t n i nge r ) s i k r e r i k k e n y k a p ac i t e t – o g b e va r e r i k k e e k s i s t e re nde V E o g e l k a p a c i t e t .

• B a r r i e r e r : Te k n o l og i ne u t ra l r e g u l e r i ng g i ve r i k k e l i g e m u l i g h e d e r• B a r r i e r e r : M e d e j e r s k a b e r a f g ø r e n d e – p g a . a t t e k n o l o g i e n e r d i s t r i bue re t

F R E M L A G T F O R E N E R G I K O M M I S S I O N E N

8 . N O V E M B E R 2 0 1 6

W W W . S M A R T E N E R G Y S Y S T E M S . E U

Principper mod 2030 baseret på omkostningseffektiv omstilling til VE

Status på forsyningEjerskabsforhold på Infrastruktur (Langsigtet investering, levetider 30 år +):

• Energinet.dk (ind til videre): – El‐ og gastransmission er reguleret ved hvile‐i‐sig‐selv princippet.

– Gaslagre er en kommerciel aktivitet

– Gasdistribution er indtægtsrammereguleret

• El‐distribution er indtægtsrammereguleret

• Fjernvarmenet, delvis fjernvarmeproduktion er reguleret ved hvile‐i‐sig‐selv princippet.

• Affald er reguleret ved hvile‐i‐sig‐selv princippet samt et årligt prisloft.

• Vand/spildevand er reguleret ved hvile‐i‐sig‐selv princippet samt en indtægtsrammeregulering.

I den anden ende af nettet:

• Produktion af el er konkurrenceudsat på spot‐marked (kortsigtede marginalomkostninger).

• Ny elkapacitet dog sjældent ”markedsdrevet” (Langsigtede investeringer er nødvendige).

• Gasmarked (og olie) er fuldt liberaliseret, men i sagens natur begrænsede antal leverandører (kortsigtede marginalomkostninger).

• Fjernvarmeproduktion ”konkurrenceudsat” hvor muligt (kortsigtede marginalomkostninger).

• Ny fjernvarmekapacitet drevet af værker og bundet af lovgivning, der sikrer laveste omkostninger på markedsvilkår enten ved indgåelse af kontrakt (marked) eller ved investeringer i ny kapacitet (hvile‐i‐sig‐selv).

12


@brianvad 7

Innovation i fjernvarmeforsyningen ved selveje/andelssystem siden start 90’erne

• Udvikling fra få selskaber til mange selskaber til færre selskaber

• Styrkelse af naturgas‐kraftvarme i Danmark

• Stigende udnyttelse af overskudsvarme, affaldskraftvarme, biomasse og solvarme samt investeringer i varmelagre og sæsonlagre.

Energistyrelsen

Innovation og udvikling af fjernvarme‐forsyningen i Danmark

• Over 400 værker på få år.

• Andel vokset 45% markedsandel til 120 PJ eller ca. 54% andel af endeligt forbrug

• Større anvendelse af naturgas K/V

• Større og større andel VE (biomasse og sol)

14

0%

50%

100%

1990 '95 '00 '05 '10 '15El (varmepumper, elkedler mm)Vedvarende energiAffald, ikke-bionedbrydeligtKulNaturgasOlie

Energistyrelsen


@brianvad 8

Vi undersøger varmemarkederne i EU28+3

15

• En historisk redegørelse af national udvikling af varmeinfrastruktur, varme‐

og brændselsforbrug.

• En undersøgelse af de governance regimer der former varmemarkederne:

brændselspriser, afgifter, skatter, støtteordninger, energieffektivisering,

planlægningsværktøjer, forretningsmodeller m.fl.

• Dette vil give et empirisk grundlag til at identificere hvordan

varmemarkeder bliver formet og reguleret i EU28+3, samt hvad der

resulterer i succesfuld varmeplanlægning.

Heating and Cooling(% of Final Energy Demand)

Source: Mapping and analyses of the current and future

heating‐cooling fuel deployment, DG Energy, 2016

Det er ikke kun i Danmark, der er brug for varmt vand og opvarmning!


@brianvad 9

Varmebehov fra Peta3 (www.heatroadmap.eu)

London<5% FJV

København>90% FJV

Rom<5% FJV

Bukarest~75% FJV

Renewable Energy in Heating and Cooling

(% of Primary Energy for H&C)

Source: Mapping and analyses of the current and future

heating‐cooling fuel deployment, DG Energy, 2016

Danmark er godt med, mht. vedvarende energi i varmeforsyningen!


@brianvad 10

Kort over ”Heat synergies” områder i PETA4 for Holland (www.heatroadmap.eu)

• Forbrug: 296 PJ/y

• Overskudsvarme: 560 PJ/y

• Fjernvarme: 5%

• Vedvarende energi i varmeforsyningen: 3%

‐ Ikke tekniske barrierer!

Sammenhængen mellem vedvarende energi ivarmesektoren og fjernvarme

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

0% 20% 40% 60%

Ren

ewab

le Energy Share in Heating & Coolin

g (%

)

District Heating Share (%)

Austria Belgium

Bulgaria Croatia

Cyprus Czech Republic

Denmark Estonia

Finland France

Germany Greece

Hungary Ireland

Italy Latvia

Lithuania Luxembourg

Malta Netherlands

Poland Portugal

Romania Slovak Republic

Slovenia Spain

Sweden United Kingdom


@brianvad 11

Effektiviseringer i fjernvarmeforsyningen ved selveje/andelssystem

• Faldende priser (seneste få år)

• Faldende nettab• Stabile/faldende

omkostninger til administration.

• Større og større dækning (+ cirka 1% om året)

21

Udviklingen af fjernvarmeforsyningen

i Europa

Side 22

• Over 6000 anlæg i Europa

• Danmark en af de førende med over 50% dækning af nettovarmebehov.(Unik stor dækning i parcelhuse)


@brianvad 12


i Europa

Side 23



• Mere overskudsvarme Europa i resten af EU


i Europa

Side 24



• Mere overskudsvarme Europa i resten af EU

• Danmark unik mht. f.eks. Sol, biomasse og kraftvarme/varmelagre.


@brianvad 13

Sammenligning af ”reguleringseksperimenter” på varmeområdet i EU

• Hvordan er det gået med varmebesparelser?

• Hvordan er det gået med vedvarende energi andelen i opvarmningen generelt?

• Hvordan er det gået med udbredelsen af fjernvarme og individuel varmeforsyning?

• Hvordan er det gået med kraftvarme, affaldskraftvarme?

25

Sammenligning af ”reguleringseksperimenter” på fjernvarmeområdet i EU

• Hvorfor kommer der flere forbrugere på i Danmark og hvorfor stagnere/falder fjernvarmeandel i udlandet?

• Hvordan kan det være, at kost‐priserne tyder på at være lavere i Danmark end i Tyskland og Sverige?

• Hvis ikke der er tekniske forskelle, handler det så om regulering/marked?

26


@brianvad 14

Hvad har virket?

• Hypotese: Tillid

27

Hvad har virket?

• Hvad består Tillid særligt af i den danske regulering? En vigtig kombination af:1. Forbrugereje + 2. Hvile‐i‐sig‐selv princippet

• Hvad tyder det på der er af fordele?– Tillid fra erhverv og husholdninger. (vigtig forhindring i f.eks. Holland

og Sverige)– Forbrugerpriser er konkurrencedygtige på markedsvilkår og hviler på

langsigtede investeringer i teknologier med lange levetider. (vigtig forhindring for fjernvarme bl.a. omkring de tyske stadt‐verke)

– Rammerne har været stabile over en lang årrække.– Store forandringer teknologisk over kort tid. (investeringsvillighed)– Gennemsigtighed i priser ved åbne regnskaber.

28


@brianvad 15

Den ”nye” dagsorden

• Forventning om mulig effektiviseringsgevinst, gevinst ved multiforsyning og kapitalinteresser=

• Dagsordener:– Benchmarking– ”Privatisering” – ”Prisloft”

Energitilsynet

Udfordringer ved benchmarking og prisloft

30Energitilsynet


@brianvad 16

Mekanismer i Hvile‐i‐sig‐selv (non‐profit) kontra Indtægtsrammeregulering

• Hvile‐i‐sig‐selv regulering:– Virksomhedens mål: Lave priser nu og

fremover for erhverv og husholdninger (ved forbruger‐/kommunalt eje)

– Mulighed for (demokratisk) kontrol: Gennemsigtighed i priser og langsigtet prisdannelse med nuværende afgifts‐/skattestruktur.

– Har vist sig god til at sørge for langsigtede investeringer

– Hvile‐i‐sig‐selv‐princippet giver et kontrollerbart (lokalt og konkret) prisloft, baseret på faktiske forhold, og ikke teoretiske generelle prislofte baseret på beregnede gennemsnit. KONTROLER DET!

– Tvunget til at investere i teknologi der giver lave langsigtede omkostninger. (er mere end Non‐Profit)

Mulige risici ved ændret regulering på fjernvarmeområdet

1. Husholdninger og erhverv (forbrugere) risikere at betale mere eller flere gange for samme vare.

2. Risiko for at ejerskabet kommer langt væk fra forbrugeren.3. Langsigtede investeringer bliver nedprioriteret som følge af

virksomhedens blandede formål (Multiforsyning).4. Indtægtsrammeregulering kræver mere offentlig kontrol eller mere

regulering. 5. Der opstår en ”kampplads”, hvor myndighederne ofte vil være

bagefter. 1. Nye måder at få hævet indtægtsrammen vil konstant blive ”testet”.

Ændringer i regulering vil halte bagefter nye måder at ”teste” systemet på.

2. Det er overvejende sandsynligt for få offentlige medarbejdere tabe den kamp, mod virksomhedernes jurister og økonomier

6. Risiko for suboptimal omstilling til vedvarende energi


@brianvad 17

Spørgsmål

Documents

20171108 Forsyningsdebat Brian Vad Mathiesen