Energiens kontekst En energihistorie med referencer til aktuel dansk og international energi- og miljøpolitik

Transkript

1 Energiens kontekst En energihistorie med referencer til aktuel dansk og international energi- og miljøpolitik Morten Boje Blarke Civilingeniør Ph.D. Bæredygtig Energiplanlægning Adjunkt v/ Inst. for Samfundsudvikling og Planlægning Aalborg Universitet

2 Læringsmål 1. lektion At forstå klimakrisens oprindelse og dens konsekvenser At forstå at det danske energisystem nuværende indretning ikke kan forklares med et det ville vi, og det alle gøre, men snarere med et det kunne vi, hvad kan I?. At reflektere over spørgsmålet: Hvad kan jeg vide? Og forstå, at erfaring er grundlaget for at kunne besvare spørgsmålet.

3 Stjernestøv

4 Liv

5 Energi

6 Et begribeligt tidsperspektiv Solsystemet dannes Første livstegn Fotosyntese / Atmosfærisk ilt PalæzoikumMezozoikum Karbon :39 Første primat :39 Første primat :07 Kontrolleret Ild :59:59 Olie udvindes :00 Stenredskaber :31 Homo Sapiens

7 Fossile kulstofdepoter Rest ved konstant forbrug som nu Rest-år Olie 40 Gas 64 Kul 162

8 Luft

9 Sådan bliver kulstof (C) til kuldioxid (CO 2 ) ved reaktion med ilt (O 2 ) Olie og gas er kulbrinter (kulstof og brint i forbindelse) Kul er beskidt kulstof (kun lidt brint) Kulstof (C) + Ilt (O 2 ) -> CO 2 + varme Brint (H) + Ilt (O 2 ) -> H 2 O + varme

10 Atmosfærisk CO2 koncentration (ppm) Keeling Kurven IPCC Stabiliserings-Niveauer Keeling Kurven 300 Pre-Industrielt Niveau 200

11 Krise?

12

13 Globalt BNP og bruttoenergiforbrug

14 CO2 emissions (mill. ton per year, corrected) Primary and fossil energy consumption (ktoe per year, corrected) BNP, bruttoenergiforbrug og CO2 emissioner i Danmark Primary energy Fossil energy CO GDP (mill. DKK, 2000-price level)

15 Electricity Production (TJ) Afkoblingen skyldes teknologisk forandring Distributed cogeneration Wind power

16 Konventionelt energisystem Power exchange Mobility Power-only plants Electricity Electricity Fuels Cooling Heat-only boilers Heat Heating Resources Conversion Exchange Demand

17 1. generations bæredygtigt energisystem Wind etc. Fuels Solar etc. Power-only plants Heat-only boilers Intermittent power CHP Electricity Heat Intermittent heat Power exchange Mobility Electricity Cooling Heating Resources Conversion Exchange Demand

18 Don Juul og Gedser-møllen Kulturkanon: Danmark har i mange år været førende inden for vindmølleteknologi, og det skyldes blandt andet det pionerarbejde, der tidligt blev udført i forbindelse med udviklingen af Gedsermøllen. [ ] Gedsermøllen pegede ud over de traditionelle små klapsejlere ved at være den første store mølle, der ikke blæste i stykker, og den var første skridt i et udviklingsarbejde, der i dag har ført til en række mølletyper både i Danmark og i udlandet.

19

20 Bogø-møllen

21 Efterkrigstiden er en kulstof-rus tømmermændene har varet siden den 6. oktober 1973

22 Betalingsbalancekrisen

23 Energi og samfund

24 Atomkraft udgik i 1985 af den offentlige energiplanlægning

25 Katastrofen

26 Kul-eventyret Brændselsforbrug i elproduktionen Kul Olie

27 Risager-møllen

28 Første bæredygtige energiplan

29 Hvilke begivenheder er afgørende, og hvilken betydning har de for vores valgmuligheder i dag? 1904 Selskabet af Vindelektrikkere grundlægges af La Cour 1942 Bogø møllen 1957 Gedser møllen 2000 Middelgrundens havvindmøllepark Elsam Produktion fremlægger OOA Elsam "Dansk DGU OVE 1. af Three Atomkraft oliekrise Riisager står finder planer etableres peger Energiplan" Mile 2. frem oliekrise fejl om møllen Island på ud Tjernobyl i Mors af atomkraft Elsams energiplanlægningen uheld indledes "Energi til A-affald rapport uheld 2000" Barsebæk I stop oliekrise "Dansk Energiplan" oliekrise Atomkraft ud af energiplanlægningen "Energi 2000" OOA opløses Barsebæk II stop Elsam fremlægger planer om atomkraft DGU finder fejl i Elsams rapport Elsam peger på Mors til A-affald Klimakonference Toronto Brundtland rapporten OOA står frem 1979 Three Mile Island uheld Tjernobyl uheld OVE etableres "Skitse til alternativ energiplan" 1976 Produktion af Riisager møllen indledes 1983 "Energi for fremtiden - Alternativ energiplan" 1990 Vindeby havvindmøllepark

30 Gældende internationale forpligtelser Global klimaaftale: EU-byrdefordeling I perioden skal opnås en 21% reduktion i CO2-udledningen i forhold til 1990, svarende til at vi skal ned på 54,8 Mt. CO2 per år. Seneste manko: 13 Mt. EU-kommissionens energi- og miljøpakke fremlagt 21/ % vedvarende energi i Danmark i 2020 (26,8% efter dansk opgørelsesmetode)

31 Gældende nationale planer og aftaler En visionær dansk energipolitik 2025 Danmark skal på langt sigt være 100% uafhængig af fossile brændsler 30% vedvarende energi i 2025 National energiaftale indgået 21/ % vedvarende energi i MW vindkraft frem mod ,3 PJ energibesparelser årligt 5,75% biobrændstof i 2010, 10% i 2020 af brændstofanvendelsen i landtransport. 1 mia. kr. om året fra 2010 til F&U i energi Elbiler, varmepumper mm.

32 Fremtidens bæredygtige energisystem? Fuel storage Mobility Vindkraft Wind power etc. etc. Intermittent Diskont. elektricitet power Power Eludveksling Exchange Electricity Elektricitet Electricity Brændsler Fuels Kraftvarme Tri- and Kraftvarme Quad-gen (el. QUAD) Mechanical Varmepumpe Heat Cooling Electricity storage Cooling Køling Heat Varme Heat Solvarme Solar heat etc. etc. Intermittent Diskont. varme heat Thermal Termisk Storage lagring Exchange Resources Conversion Relocation Demand and storage

33 Energivalg Vurderingsmetode og eksempel med teknisk-økonomisk konsekvensvurdering Morten Boje Blarke Civilingeniør Ph.D. Bæredygtig Energiplanlægning Adjunkt v/ Inst. for Samfundsudvikling og Planlægning Aalborg Universitet

34 Læringsmål 2. lektion At kende en planlægnings-model, der systematisk og komplet understøtter planlæggerens mission At kende til velfærdsøkonomisk metode og gennemføre et hands-on crash-course i teknisk-økonomisk konsekvensvurdering

35 Energipolitikkens udfordring Hvor og hvordan kan vi reducere det fossile brændselsforbrug uden at det påvirker samfundsøkonomien, statskassen, samt virksomheders og husholdningers økonomi i udpræget negativ grad? Til reflektion: Hvordan udvikler vi vores forståelse for vækst, udvikling, forandring og økonomi for at kunne tage behørig hensyn til de konsekvenser ressourceforbrug og miljøpåvirkning kan få på længere sigt?

36 Energiplanlægningens udfordring Hvilke forandringer er ønskelige, og hvordan gennemføres de effektivt? Hvad er de samfunds-, stats-, privat-, og selskabs-økonomiske konsekvenser?

37 At beslutte Latinsk decidere ; at afskære; at foretage et valg; at nå frem til en løsning, der afslutter usikkerhed og debat Beslutningsmetoder Demokrati Magt Rationalitet Individualitet Etik Tilfældighed?

38 At vurdere At bedømme, fra engelsk: at evaluere, dvs. at undersøge betydningen af noget for nogen Grundlæggende kriterier: godt og ondt? Lyst og smerte? Vurderingsmetoder Teknisknaturvidenskabelig Miljø Teknologi Makro-økonomisk Teknisk-økonomisk Social-politisk Juridisk Arbejdsmiljø Arkitektonisk Kulturel-religiøs...?

39 Hvordan planlægge..? Hvordan opbygger vi kontekstuel forankring, etablerer dømmekraft, og øger chancen for et klogt valg? Hvordan vurderer vi fordele og ulemper ml. alternativer? Hvordan forbereder vi os grundigt på eksperimentet?

40 Express intent Where to go? Internal context Experiment Planning dynamo What to do, if anything? What is the problem, for whom? Where are we now coming from? External Context Winners & loosers (comparative consequences, costs-benefits) Where are we going? What are the options?

41 Trin 1: Problem><mål er planlægningens dynamo Where to go? Express intent Where to go? Internal context Planning dynamo Experiment Planning dynamo What to do, if anything? Where are we now coming from? What is the What is the problem, for problem, for whom? whom? What is the problem, for whom? Winners & loosers (comparative consequences, costs-benefits) External External Context Context Where are we going? External Context What are the options?

42 Trin 2: Hvor står vi nu og hvordan nåede vi hertil? Internal context Where to go? Express intent Internal context Experiment Planning dynamo What to do, if anything? What is the problem, for whom? Where are we now coming from? Where are we now coming from? Winners & loosers (comparative consequences, costs-benefits) External Context Where are we going? What are the options?

43 Trin 3: Undersøg og sammenlign problemløsninger Express intent Where to go? Internal context Winners & loosers (comparative consequences, costs-benefits) Where are we going? What to do, if anything? Experiment What is the problem, for whom? Planning dynamo Where are we now coming from? External Context What are the options? Winners & loosers (comparative consequences, costs-benefits) Where are we going? What are the options?

44 Trin 4: Udtryk intention og beslut et eksperiment Express intent Express intent Express intent Where to go? Internal context What to do, if anything? Experiment What to do, if anything? Experiment Experiment What is the problem, for whom? Planning dynamo Where are we now coming from? External Context Winners & loosers (comparative consequences, costs-benefits) Where are we going? What are the options?

45 Express intent Where to go? Internal context Experiment Planning dynamo What to do, if anything? What is the problem, for whom? Where are we now coming from? External Context Winners & loosers (comparative consequences, costs-benefits) Where are we going? What are the options?

46 Det vise planlægningsgrundlag Problem-funderet og mål-orienteret Interaktiv kontekst-erkendelse Velfærdsøkonomisk vurdering med distributionseffekter (Hvem vinder, hvem taber) Åbenhed om intentioner Vilje til eksperimenter

47 Makro >< Mikro Makroøkonomi: Samlet nationaløkonomi Vækst, beskæftigelse, inflation, udlandsgæld Top Down Mikroøkonomi: Partielle problemstillinger og deres løsning Marginal indflydelse statisk - på den samlede samfundsøkonomi Bottom Up

48 Pareto forbedringen Et projekt udgør en Pareto forbedring, hvis det forbedrer nogles velfærd uden at forringe andres velfærd (problem: sjældent forekommende) Et projekt udgør en potentiel Pareto forbedring, hvis nogles fordele er større end andres ulemper (problem: ignorerer distribution af velfærd)

49 Velfærdsøkonomiske værktøjer Cost-benefit vurdering Værdisætning af fordele og ulemper i enheden danske kroner Øger velfærden, hvis summen af tilbagediskonterede virkninger er positiv, baseret på princippet om en potentiel Pareto forbedring Cost-effectiveness vurdering Når en væsentlig konsekvens ikke kan værdisættes (f.eks. miljø, sundhed) Øger velfærden, gør de projekter, der billigt opfylder målet, relativt set.

50 FV Velfærdsøkonomiens grundlæggende formel! FV PV( 1 i) T FV: Future Value PV: Present Value i: Rente T: Planperiode (f.eks. år) Years

51 NPV Nuværdi NPV t T B t C (1 i) 0 t t NPV: Net Present Value T: Planperiode i: Rente t: År indenfor T Years

52 Omkostninger for hvem? Samfundsøkonomi Statsøkonomi Privatøkonomi Faktor priser x x Skatter og moms x x Statstilskud x x Markeds-internaliserede miljøomkostninger Eksternaliteter, ikkemarkeds-internaliserede omkostninger Samfundsøkonomisk diskonteringsrente Privat- /selskabsøkonomiske diskonteringsrente x x x x x x

53 En aktuel case: Tilskudsordning til energieffektive opvarmningssystemer ved skrotning af oliefyr versus Individuel oliefyring Luft-væske varmepumpe

54 Om tilskudsordningen Træder i kraft den 1. marts Boligejere kan ved skrotning af et oliefyr få tilskud til køb og installation af en varmepumpe, et solvarmeanlæg eller tilslutning til fjernvarme kr. til fjernvarme kr. til luft- vand-varmepumpe kr. til væske-vand varmepumpe 25 % til solvarmeanlæg Samlet finanslovsbevilling: 400 mio. kr.

55 Plenumopgave Hvilke samfunds-, stats-, og privatøkonomiske konsekvenser vil det have hvis en boligejer i 2010 vælger at skrotte sit oliefyr og installere en luft-vand varmepumpe?

56 Metode og forudsætninger

57 Definer Reference og Alternativer med fokus på forskelle og systemgrænser 2. Bestem tekno-økonomiske forudsætninger, fordele og ulemper, samt ricisi Generelle forudsætninger (diskonteringsrente, planperiode) Tekniske nøgletal (virkningsgrader, CO2 emissionsfaktorer for brændsler, energibehov, nettab) Drifts- og investeringsomkostninger (scrapværdi, levetider) Ressourceomkostninger (brændselspriser, miljøomkostn.) Skat, moms, afgifter (v/ statsfinansiel, selskabsøkonomisk) Evt. øvrige eksternaliteter (Valutabehov, beskæftigelseseffekt) 3. Modelér og sammenlign cash-flows

58 Reference Varmebehov 18,1 MWh/år Brændsel: Fyringsolie Årsmiddel varmevirkningsgrad: 80% D&V: DKK inkl. moms per år Resterende levetid: 20 år

59 Alternativ Varmebehov 18,1 MWh/år Brændsel: El Årsmiddel COP: 3,4 Investering: DKK inkl. moms D&V: DKK 0 per år Levetid: 20 år

60 Andre forudsætninger Planperiode: 20 år Planår: 2010 Moms: 25 % Faste priser Samfundsøkonomisk realrente: 6 % Privatøkonomisk realrente: 15 % AKE Elforsyning OK Fyringsolie Aktuelle el- og brændselspriser skal fremskrives ud fra ENS forudsætningskatalog Mineralolieafgifter antages konstante i faste priser Jvf. ENS metode: CO2 emissionsfaktor = 0 for forandringer i elforbrug 1 liter fyringsolie svarer til 0,036 GJ (42,7 0,85 kg/l)

61 Plenum modelarbejde Generelle forudsætninger Enhed Samf. økon. kalkulationsrente % 6% Privat økon. kalkulationsrente % 15% Moms % 25% Planår årstal 2010 Planperiode år 20 Varmebehov Varmebehov GJ/år 65,16 Teknologi Reference Alternativ Brændsel Text Fyringsolie El CO2 emissionsfaktor kg/gj 74 0 Varmevirkningsgrad / COP % 80% 340% Brændværdi GJ/liter og GJ/MWh 0,036 3,6

62 Resultater Uden tilskud Med tilskud Samfundsøkonomisk NPV Statsøkonomisk NPV Privatøkonomisk NPV Privatøkonomisk IRR 21% 26% Privatøkonomisk simpel tilbagebetalingstid 6,4 5, Uden tilskud Med tilskud Samfundsøkonomisk NPV Statsøkonomisk NPV Privatøkonomisk NPV