Studienævn for Planlægning og Geografi Vestre Havnepromenade 5 DK 9000 Aalborg Tlf. 99 40 83 41 allis@plan.aau.dk www.sadp.aau.dk 0 Titel: Overskudsvarme fra dagligvarebutikker Undertitel: En samfundsøkonomisk analyse af potentialet for overskudsvarme fra dagligvarebutikker i det danske fjernvarmesystem Semester: 6. semester Semester tema: Klimaforandringer og Planlægningens værktøjer Projektperiode: 3.2.2014 3.6.2014 ECTS: 15 ECTS Vejleder: Peter Sorknæs Projektgruppe: Gruppe 2 Alexander Kousgaard Sejbjerg Chris Agerfeld Svenning Kristian Brun Madsen Line Paulin Pedersen Mie Lebeck Oplag: 7 Antal sider: 92 Bilag: 27 SYNOPSIS: I dag udledes overskudsvarme fra dagligvarebutikkers køleanlæg typisk som et spildprodukt, hvilket er i uoverensstemmelse med politiske målsætninger om energieffektivisering og udvikling mod et lavemissionssamfund. Overskudsvarmen kan imidlertid udnyttes i fjernvarmenettet og således komme bl.a. butikker, kunder, fjernvarmeforbrugere såvel som miljøet til gode. Nærværende projekt søger at afdække et samfundsøkonomisk rentabelt energipotentiale for udnyttelse af dagligvarebutikkernes overskudsvarme i fjernvarmesystemet. En del af overskudsvarmen fra dagligvarebutikker kan kun udnyttes ved en markant investering i udvidelse af fjernvarmenettet eller i varmepumper, hvorfor der foretages en række frasorteringer ud fra disse tekniske forhold. Indledningsvist foretages i ArcMap en geografisk frasortering af dagligvarebutikker beliggende uden for fjernvarmenettet. Dernæst frasorteres fjernvarmeområder, hvis temperaturkrav er højere, end hvad det er muligt at levere med overskudsvarmen. Efterfølgende frasorteres fjernvarmeområder, hvis varmebehov om sommeren er dækket af affaldsog/eller industriel overskudsvarme. Dernæst udføres en samfundsøkonomisk analyse af de tilbageværende dagligvarebutikker, hvori butikker med positiv nettonutidsværdi videreføres og slutteligt opgøres i et samlet samfundsøkonomisk rentabelt energipotentiale, der desuden testes gennem en række følsomhedsanalyser. Resultatet af undersøgelsen viser, at det samfundsøkonomisk rentable energipotentiale for udnyttelse af dagligvarebutikkernes overskudsvarme er 241.158 MWh th pr. år. Projektscenariets lave etableringsomkostninger samt lange tidhorisont bevirker desuden, at udnyttelsen af overskudsvarme fra dagligvarebutikker i fjernvarmenettet selv i en følsomhedsanalyse af værste tilfælde repræsenterer en samfundsøkonomisk gevinst. I
0 Indholdsfortegnelse INDHOLDSFORTEGNELSE INDLEDNING... 1 PROBLEMFORMULERING... 5 AFGRÆNSNING... 6 ANVENDTE DEFINITIONER... 7 2.2.1 Definition af overskudsvarme... 7 2.2.2 Definition af energipotentialer... 7 PROJEKTSTRUKTUR... 9 METODE OG TEORI... 13 KVALITATIV VIDENSINDSAMLING... 13 DATABEHANDLING... 15 4.2.1 Databehandling af CVR-data... 15 4.2.2 Geokodning af dagligvarebutikker... 17 METODE TIL FRASORTERING EFTER SAMFUNDSØKONOMI... 17 4.3.1 Samfundsøkonomisk overskud... 19 4.3.2 Forudsætninger for frasortering ud fra samfundsøkonomi... 20 EKSTERNALITETER... 24 4.4.1 Definition af eksternaliteter... 24 4.4.2 Eksternaliteter i projektscenariet... 24 OVERSKUDSVARME FRA DAGLIGVAREBUTIKKER... 29 VARMEPRODUKTION I KØLEANLÆG... 29 5.1.1 Kølemidler... 30 UDNYTTELSE AF OVERSKUDSVARME... 31 DET NUVÆRENDE FJERNVARMESYSTEM... 33 FJERNVARMEN I DAG... 33 FJERNVARME I FREMTIDEN... 35 DET TEKNISKE POTENTIALE... 37 TEKNISK FRASORTERING... 41 GEOGRAFISK FRASORTERING... 41 TEMPERATURAFHÆNGIG FRASORTERING... 43 FRASORTERING EFTER AFFALDS- OG INDUSTRIEL OVERSKUDSVARME... 45 OPSAMLING PÅ DE TEKNISKE FRASORTERINGER... 48 OMKOSTNINGER OG GEVINSTER I DEN SAMFUNDSØKONOMISKE ANALYSE... 55 I
0 Indholdsfortegnelse OMKOSTNINGER I DEN SAMFUNDSØKONOMISKE ANALYSE... 55 9.1.1 Investering i tekniske komponenter... 55 GEVINSTER I DEN SAMFUNDSØKONOMISKE ANALYSE... 57 9.2.1 Marginalomkostninger... 57 9.2.2 Reduktion af udledninger... 59 DET SAMFUNDSØKONOMISKE POTENTIALE... 63 UDREGNING AF DET SAMFUNDSØKONOMISKE POTENTIALE... 63 FØLSOMHEDSANALYSER... 64 10.2.1 Marginalomkostninger... 65 10.2.2 Værdien af reduktion af udledninger... 66 10.2.3 Mængden af overskudsvarme... 67 10.2.4 Diskonteringsrente... 67 10.2.5 Værste tilfælde... 68 10.2.6 Bedste tilfælde... 69 OPSAMLING PÅ SAMFUNDSØKONOMISK ANALYSE... 70 DISKUSSION OG PERSPEKTIVERING... 71 INVESTERINGSOMKOSTNINGER... 71 UDVIKLINGEN I ANTALLET AF DAGLIGVAREBUTIKKER... 72 AFFALDSVARME I FJERNVARMESEKTOREN... 73 MILJØVURDERING... 73 POTENTIELLE BARRIERER FOR UDNYTTELSE AF OVERSKUDSVARME... 74 11.5.1 Virksomhedsøkonomisk rentabilitet... 74 11.5.2 Aktører... 78 KONKLUSION... 81 LITTERATURLISTE... 83 BILAG A1 HANS BADEN... 89 II
0 Forord FORORD Nærværende bachelorprojekt er udarbejdet på 6. semester ved uddannelsen By-, Energi- og Miljøplanlægning på Aalborg Universitet. Projektet er under det overordnede semestertema Klimaforandringer og Planlægningens værktøjer og er udarbejdet i perioden 3. februar 2014 til 3. juni 2014. Projektgruppen vil gerne rette en tak til følgende personer for kyndig vejledning gennem projektperioden: - Peter Sorknæs, Institut for Planlægning på Aalborg Universitet for inspiration og information til projektet: - Kim Clausen, Grøn Energi - Dansk Fjernvarme - Anne Baastrup Holm, Grøn Energi - Dansk Fjernvarme - Frede Hvelplund, Institut for Planlægning på Aalborg Universitet - Karl Sperling, Institut for Planlægning på Aalborg Universitet - Jan Staunstrup, Institut for Planlægning på Aalborg Universitet - Palle Sohn, COOP Danmark A/S for deltagelse i interviews: - Hans Baden, Ivar Lykke Kristensen A/S Rådgivende Ingeniører - Hans Jørgen Andersen, SuperBrugsen Skjern - Jens Friis, Kvickly Ebeltoft Læsevejledning I projektet angives kilder ved Harvards kildehenvisningsmetode. Ved kildehenvisning til lovgivning, bekendtgørelser o.lign. angives kun navn. For yderligere informationer om indhold henvises til www.retsinformation.dk for dansk lovgivning samt til http://eur-lex.europa.eu/ for EU-lovgivning. Ved henvisning til information opnået gennem de i projektet udførte interviews refereres kun til interviewedes navn. For yderligere information, se bilag med interview. Tabeller og figurer er angivet med kilde, medmindre disse er af egen produktion. III
0 Forord Bilag Foruden projektet er følgende bilag vedlagt i dette hæfte: I papirform: - Bilag A1 Referat, Hans Baden På vedlagte CD: - Projektet i elektronisk form - Bilag A1 Referat, Hans Baden - Bilag A2 Lydfil, Hans Baden - Bilag B1 Referat, Hans Jørgen Andersen - Bilag B2 Lydfil, Hans Jørgen Andersen - Bilag C1 Referat, Jens Friis - Bilag C2 Lydfil, Jens Friis - Bilag D Rundspørge - Bilag E Databehandling af CVR-data - Bilag F Metode til placering af dagligvarebutikker - Bilag G CVR-data - Bilag H Kategorisering af butikskæder - Bilag I Afgiftsudregning - Bilag J Inflationsregulering for CO 2, SO 2 og NO x - Bilag K Emissionskoefficienter og udregninger - Bilag L Samfundsøkonomisk analyse - Bilag M Følsomhedsanalyser - Bilag N Virksomhedsøkonomisk metode - Bilag O Virksomhedsøkonomisk analyse IV
1 Indledning INDLEDNING Trods en stadig øget politisk opmærksomhed i de seneste årtier på klimaforandringerne, er det fortsat en stor udfordring at udvikle og implementere teknologier og livstilsændringer, der kan medvirke til at reducere den antropogene CO 2-udledning, som mange eksperter er enige i er årsagen til klimaforandringerne og mange deraf afledte problemer (IPCC, 2014). Den daværende danske regering præsenterede i 2012 en målsætning for Danmarks fremtidige CO 2-udledning og mitigation heraf. Målsætningen lød på, at energi- og transportsektoren i Danmark i 2050 skulle være fossilfri og 100 % baseret på vedvarende energi (Klima-, Energiog Bygningsministeriet, 2012). Ifølge lovforslag til Lov om et klimaråd, klimapolitisk redegørelse og fastsættelse af nationale klimamålsætninger, der i skrivende stund har gennemgået første behandling og nu er henvist til udvalgsbehandling, er denne målsætning blevet ændret til, at Danmark skal: [ ] overgå til et lavemissionssamfund i 2050, det vil sige et ressourceeffektivt samfund med en energiforsyning baseret på vedvarende energi og markant lavere udledninger af drivhusgasser fra øvrige sektorer, og som samtidig understøtter vækst og udvikling. (2013/1 LSF 161) Den danske energipolitik har således som mål, at Danmark skal overgå til et lavemissionssamfund, og at overgangen understøtter vækst og udvikling. Danmark står dermed over for en stor udfordring, idet målsætningerne bl.a. kræver en enorm omstrukturering af det danske energisystem, der ikke blot skal udfase brugen af fossile brændsler, men også bidrage til økonomisk vækst og udvikling i samme omgang. I Energipolitisk Aftale 2012-2020 præsenteres en række målsætninger for den fremtidige danske energiforsyning og forbrug og dermed, hvordan Danmark skal foretage denne overgang til et lavemissionssamfund. Aftalen indeholder bl.a. mål om vækst i andelen af vedvarende energi, etablering af et smartere elnet samt energieffektivisering (Regeringen anno 2012, Venstre, Dansk Folkeparti, Enhedslisten og Det Konservative Folkeparti, 2012). I dette projekt behandles et emneområde, der netop kan bidrage til at energieffektivisere den danske energiforsyning. Projektet tager udgangspunkt i en snarlig tidsfrist i gældende europæisk og dansk lovgivning, der bevirker, at danske dagligvarebutikker allerede inden udgangen af 2014 kan få en betydende rolle i netop energieffektiviseringen af den danske energiforsyning, nærmere bestemt i minimering af spildenergi. Pr. 1. januar 2015 er det ikke længere lovligt at påfylde HCFC-kølemidler i nye såvel som eksisterende køleanlæg i EU, herunder i Danmark (EU Forordning nr. 2037/2000). Dette bevirker, at eksempelvis freonbaserede køleanlæg efter udgangen af 2014 ikke længere vil kunne serviceres eller repareres, såfremt dette kræver indgreb i kølekredsløbet eller påfyldning af kølemidlet. For at undgå situationer, hvor kølekapaciteten således kan risikeres at tabes fra den ene dag til den anden, behøver ejerne af de omtrent 5000 freonbaserede køleanlæg, som ifølge 1
1 Indledning Teknologisk Institut stadig benyttes i Danmark, at finde en ny løsning inden udgangen af 2014 (Dansk Erhverv, 2014). I andre EU-medlemslande end Danmark kan udfasningen af HCFCkølemidlerne imødekommes ved at ombygge de eksisterende freonbaserede køleanlæg til drift med andre syntetiske kølemidler såsom HFC-kølemidler. Denne ombygning er dog ikke en mulig løsning for mange af de danske ejere af freonbaserede køleanlæg, idet dansk lovgivning indeholder restriktive grænser for den tilladte mængde af HFC-kølemiddel, der må påfyldes nye og eksisterende HFC-baserede køleanlæg (Bekendtgørelse nr. 552 af 02/07/2002) (Dansk Erhverv, 2014). Ifølge COWI er denne øvre grænse for mængden af HFC-kølemiddel, der må påfyldes, medvirkende til, at løsningen med at ombygge de freonbaserede køleanlæg til drift med HFC-kølemidler kun er muligt ved meget små anlæg (COWI, 2012). Denne problemstilling repræsenterer, ifølge Dansk Erhverv, en stor udfordring for mange danske dagligvarebutikker, idet mange af disse kan risikere at skulle lukke i flere måneder for at få udskiftet køleanlæggene (Dansk Erhverv, 2014). Ved de køleanlæg, der behøver større mængder kølemiddel end dansk lovgivning tillader mht. påfyldning af syntetiske HFC-kølemidler, er det derfor nødvendigt at udskifte til køleanlæg, der er baseret på naturlige kølemidler såsom kuldioxid (CO 2) eller ammoniak (NH 3). Disse naturlige kølemidler er ikke ozonnedbrydende i samme grad som de syntetiske og er derfor ikke lovgivningsmæssigt reguleret i samme grad i Danmark. Udskiftningen til køleanlæg baseret på naturlige kølemidler er således uundgåeligt for mange danske dagligvarebutikker, hvilket vil medføre betragtelige investeringsomkostninger for de enkelte butikker (Dansk Erhverv, 2014). At køleanlæggene skiftes til at være baseret på naturlige kølemidler repræsenterer dog også en nyopstået mulighed for genanvendelse af energi, der ved de tidligere køleanlæg blot gik til spilde. Denne nyopståede mulighed for varmegenvinding skyldes, at de naturlige kølemidler opererer ved højere temperaturer end de konventionelle, syntetiske kølemidler. CO 2 opererer eksempelvis ved trykgastemperaturer på 100 120 C, mens freonanlæg ikke opererer med højere temperaturer end omkring 60 C (Advansor, u.d. [A])(Hans Baden). Med denne højere temperatur ved de naturlige kølemidler kan varmen genanvendes til bl.a. internt rumopvarmning og opvarmning af brugsvand til internt brug, samt til ekstern levering til fjernvarmenettet, når energimængden i overskudsvarmen overstiger energibehovet til internt brug. I 2012 udgjorde varmegenvinding ca. 15 % af COOP s varmeforbrug (Teknologisk Institut, 2012), men den mulige økonomiske såvel som miljømæssige gevinst ved skift til køleanlæg baseret på naturlige kølemidler begrænser sig som nævnt ikke kun til det interne brug i dagligvarebutikkerne. Da SuperBrugsen i Skjern i 2012 således skulle udskifte deres gamle køleanlæg med et nyt CO 2-baseret køleanlæg, blev der samtidigt installeret varmevekslere på det nye anlæg (Baadsgaard, 2013). Disse varmevekslere, samt et mindre antal øvrige installationer, muliggjorde, at SuperBrugsen kunne levere overskudsvarme til fjernvarmenettet i Skjern, når butikkens interne forbrug var dækket. Dette resulterede i, at SuperBrugsen i Skjern i 2013 modtog Dansk Fjernvarmes Fjernvarmeprisen 2013. Efterfølgende har også få andre dagligvarebutikker fulgt SuperBrugsen Skjerns eksempel og investeret i de nødvendige installationer, der tillader levering af overskudsvarme til fjernvarmenettet. Den skærpede politiske kurs mod ozonnedbrydende kølemidler, og de deraf følgende stigende incitamenter til udskiftning til bl.a. CO 2-baserede køleanlæg, repræsenterer således en nyopstået mulighed for at genanvende varme og tilmed opnå en større andel af overskudsvarme i det danske fjernvarmesystem, hvilket følger de politiske målsætninger om udfasning af fossile 2
1 Indledning brændsler i fjernvarmeforsyningen. Genanvendelsen repræsenterer dermed også en mulighed for at fjerne uoverensstemmelsen mellem de politiske målsætninger om ressourceeffektivitet, jf. lovforslag til Lov om et klimaråd, klimapolitisk redegørelse og fastsættelse af nationale klimamålsætninger, og det energispild, der eksisterer som følge af dagligvarebutikkernes bortkøling af overskudsvarme fra kølingsprocesser. Ifølge en rapport af Dansk Energi Analyse og Viegand & Maagøe fra 2010 er omkring 80 % af alle mindre køleanlæg i handel- og servicesektoren, i det offentlige samt inden for landbruget m.m. i Danmark baseret på freonkølemidler (Dansk Energi Analyse og Viegand & Maagøe, 2010). Der eksisterer dermed et muligt potentiale, der kan være givtigt at få undersøgt for dermed at klarlægge, hvilke energimæssige og samfundsøkonomiske betydninger udskiftningen af køleanlæg i danske dagligvarebutikker kan få. 3
1 Indledning 4
2 Problemformulering PROBLEMFORMULERING Som nævnt eksisterer der en uoverensstemmelse mellem de politiske målsætninger om energieffektivisering og det faktum, at virksomheder, herunder dagligvarebutikker, bortkøler store mængder overskudsvarme (Sørensen, 2013). Med lovforslaget Lov om et klimaråd, klimapolitisk redegørelse og fastsættelse af nationale klimamålsætninger fremsat i marts 2014 lægges der vægt på, at overgangen til et lavemissionssamfund skal understøtte vækst og udvikling, hvorfor løsningstiltag hertil ikke kun behøver at være emissionsminimerende, men også behøver at være samfundsøkonomisk rentable. Med udgangspunkt heri, samt i den lovgivningsmæssige situation vedr. udfasning af visse kølemidler beskrevet i indledningen, undersøges der i nærværende projekt mulighederne for udnyttelse af danske dagligvarebutikkers overskudsvarme i det danske fjernvarmenet. I projektet forudsættes, jf. den lovgivningsmæssige situation beskrevet i indledning, at alle freonbaserede køleanlæg i danske dagligvarebutikker vil blive udskiftet, og at alle danske dagligvarebutikker således anvender CO 2-baserede køleanlæg inden for få år. Projektet tager udgangspunkt i ovenstående problem og arbejder nærmere bestemt ud fra følgende problemformulering: Hvor stort er det samfundsøkonomisk rentable energipotentiale for udnyttelse af overskudsvarme fra danske dagligvarebutikker i fjernvarmenettet, forudsat at alle danske dagligvarebutikker anvender CO 2- baserede køleanlæg? Som led i besvarelsen af problemformuleringen undersøges følgende underspørgsmål: - Hvilke tekniske installationer og komponenter er nødvendige for udnyttelsen af overskudsvarme fra dagligvarebutikker i fjernvarmenettet? - Hvor stor en samlet energimængde repræsenterer overskudsvarmen fra dagligvarebutikkers køleanlæg? - Hvilke økonomiske og tekniske forhold begrænser udnyttelsen af overskudsvarme fra dagligvarebutikker i fjernvarmenettet? - Hvilke investerings- og driftsomkostninger er forbundet med udnyttelsen af overskudsvarme fra dagligvarebutikker i fjernvarmenettet? - Hvad er de samfundsøkonomiske omkostninger ved produktion af den fjernvarme, som overskudsvarme fra dagligvarebutikker kan substituere? Med problemformuleringen undersøges det i hvilken grad målsætningen om øget energieffektivisering fra Energipolitisk Aftale 2012-2020 kan indfris gennem anvendelse af overskudsvarme fra dagligvarebutikker. Det primære sigte med undersøgelsen er dermed at klarlægge det umiddelbart tilgængelige energipotentiale inden for de samfundsøkonomiske rammer, som projektet stiller op. 5
2 Problemformulering Projektet opererer i et emne, der er meget nyt, og det er således vigtigt at holde for øje, at projektet udgør en forundersøgelse af emnet, og at yderligere analyser er nødvendige for at fastslå et fuldstændigt samfundsøkonomisk rentabelt energipotentiale for tilslutning af overskudsvarme fra dagligvarebutikker til fjernvarmenettet i Danmark. Resultaterne i projektet vurderes at kunne bidrage som et vigtigt indspark i diskussionen omkring fremtidens fjernvarmeforsyning. AFGRÆNSNING Følgende afgrænsninger foretages i besvarelsen af problemformuleringen: Projektet begrænser sig til udelukkende at undersøge overskudsvarmepotentialet fra køleanlæg i dagligvarebutikker. Der afgrænses således fra mindre butikker såsom kiosker, slagtere og bagere. Denne afgrænsning foretages ud fra et teknisk hensyn, da der eksisterer en nedre teknisk grænse for, hvornår overskudsvarmen fra køleanlæg kan genindvindes. Denne beskrives nærmere i afsnit 5.2 Udnyttelse af overskudsvarme. Projektets potentialeberegning afgrænser sig fra brugen af varmepumper til at hæve temperaturen på overskudsvarmen. En benyttelse af varmepumper vil potentielt kunne muliggøre udnyttelse af overskudsvarme i fjernvarmeområder, hvor fremløbstemperaturen ellers ville være for høj i forhold til overskudsvarmens temperatur. Når varmepumper ikke medtages i beregningerne er det dels på baggrund af forudgående estimater om, at kun en lille andel af fjernvarmeområderne vil have så høje fremløbstemperaturer, at dette forhold vil gøre sig gældende, og dels idet projektgruppen vurderer, at usikkerheden forbundet med estimeringen af investerings- og driftsomkostninger ved varmepumperne er for store. Dette bunder dels i, at navnlig driftsomkostninger vil afhænge af bl.a. varmepumpernes specifikke COP-faktor 1, som vil afhænge af temperaturen i de fjernvarmeområder, hvori dagligvarebutikkerne ligger, og bunder dels i, at varmepumperne vil øge dagligvarebutikkernes elforbrug, hvorfor det vil være nødvendigt i projektets samfundsøkonomiske analyse at udregne de samfundsøkonomiske omkostninger, som et øget elforbrug ville medføre. Dette perspektiv ligger uden for projektets primære fokus, hvorfor dagligvarebutikker beliggende i fjernvarmeområder, hvor kravet til temperatur ikke kan mødes, ikke medtages i projektets analyser. Projektet afgrænser sig fra en eventuel fremtidig udbygning af fjernvarmesektoren. Flere fjernvarmeområder er i dag under udbygning, og analyser peger mod en fortsat national udbygning i fremtiden (Ingeniøren, 2014). Når der ikke tages hensyn til en eventuel udbygning af fjernvarmesektoren i analysen skyldes det, at denne udvikling fortsat er usikker, og omfanget af den uvis. Nærværende projekts metode til udregning af et endeligt samfundsøkonomisk potentiale består desuden af en række afgrænsninger i form af frasorteringer løbende gennem projektet. Disse løbende frasorteringer behandles i kapitel 3 Projektstruktur og løbende i projektet og beskrives derfor ikke videre her. 1 COP: Coefficient of performance angiver forholdet mellem en varmepumpes optaget og afgivet energi og er dermed et mål for effektiviteten af varmepumpen ved givne temperaturer. (Grundfos, u.d.) 6
2 Problemformulering ANVENDTE DEFINITIONER Med udgangspunkt i problemformuleringen søges der i nærværende projekt at belyse potentialet for anvendelse af overskudsvarme fra dagligvarebutikker i fjernvarmenettet. For at kunne besvare denne problemstilling er det dog først og fremmest nødvendigt at definere, hvad der forstås ved overskudsvarme, ligesom det er nødvendigt at afklare, hvordan de beregnede potentialer defineres og benævnes. 2.2.1 Definition af overskudsvarme Energistyrelsen og Skatteministeriet udarbejdede i 2006 en rapport om barrierer for udnyttelse af overskudsvarme, hvori de beskriver overskudsvarme som mængden af varme, der ikke kan anvendes yderligere i produktionsprocesserne, når en virksomhed har gjort alt for at energieffektivisere sine produktionsprocesser (Skatteministeriet & Energistyrelsen, 2006). Overordnet kan overskudsvarme bruges enten internt eller eksternt. Intern udnyttelse af overskudsvarme beskriver brugen af overskudsvarme til egen opvarmning i en virksomhed, herunder også varmt vand til eksempelvis rengøringsformål i virksomheden. Ved ekstern udnyttelse af overskudsvarme forstås anvendelsen af overskudsvarme til fjernvarmenet eller til opvarmning i andre virksomheder (Viegand Maagøe, 2013). I nærværende projekt defineres overskudsvarme som det biprodukt, der fremkommer ved køling af fødevarer i dagligvarebutikker. Ifølge Hans Baden, rådgivende ingeniør hos Ivar Lykke Kristensen A/S, kan omtrent 25 % af denne overskudsvarme bruges internt til dagligvarebutikkernes eget forbrug, mens de resterende 75 % kan sælges eksternt som fjernvarme. Selvom nærværende projekt søger at afdække potentialet for at anvende overskudsvarmen i fjernvarmenettet, repræsenterer selv den overskudsvarme, der anvendes internt i den enkelte butik en substitution af fjernvarme, der ellers skulle leveres fra fjernvarme- eller kraftvarmeværker. Når der i det følgende henvises til overskudsvarme, refereres der derfor til den samlede producerede mængde overskudsvarme, uanset om denne anvendes internt eller eksternt. 2.2.2 Definition af energipotentialer En undersøgelse af potentialet for anvendelse af overskudsvarme fra dagligvarebutikker kan foretages ud fra forskellige forståelser af et potentiale. I nærværende projekt arbejdes med følgende definitioner af energipotentiale. Der defineres et overordnet teknisk energipotentiale. Dette tekniske energipotentiale omfatter hele den producerede mængde overskudsvarme fra dagligvarebutikker, uanset om denne er teknisk tilgængeligt under eksisterende forhold. Videre defineres et reduceret potentiale, som benævnes det umiddelbart tilgængelige energipotentiale. I dette frasorteres overskudsvarme, der kun teknisk kan udnyttes ved udvidelse af fjervarmenettet eller ved brug af varmepumper. Dette definerede potentiale er således den mængde overskudsvarme, hvis udnyttelse udelukkende afhænger af den initierende investering i komponenter direkte forbundet med udvinding og anvendelse af overskudsvarme, se kapitel 5 Overskudsvarme fra dagligvarebutikker. Desuden frasorteres i det umiddelbart tilgængelige energipotentiale også fjernvarmeområder, hvor mængden af eksisterende overskudsvarme indebærer, at yderligere overskudsvarme ikke er nødvendig. Endelig defineres et samfundsøkonomisk rentabelt energipotentiale, der reducerer 7
2 Problemformulering det umiddelbart tilgængelige energipotentiale, idet overskudsvarmen kun udnyttes, hvor investeringerne er samfundsøkonomisk rentable. Foruden disse potentialer er det muligt at beregne et virksomhedsøkonomisk rentabelt energipotentiale. Dette potentiale findes, hvor investeringen er umiddelbar rentabel for den enkelte dagligvarebutik og tilhørende fjernvarmeselskab med opfyldelse af de krav disse har til tilbagebetalingstider. Denne beregning medtager afgifts- og tilskudsordninger og giver dermed et øjebliksbillede af det faktiske potentiale med det eksisterende afgiftssystem. Selvom det virksomhedsøkonomisk rentable energipotentiale behandles overordnet i projektets diskussion er det grundet projektets tidsramme ikke en del af den primære undersøgelse. Da nærværende projekt kan anses for at være en forundersøgelse, der belyser potentialet i den tidlige fase, vil det dog være fordelagtigt senere dybdegående at belyse virksomhedsøkonomien som afgørende for, hvor mange projekter der er realiserbare i den samfundsøkonomiske analyse. Det indbyrdes forhold imellem de fire potentialer er illustreret ved Figur 1. Virksomhedsøkonomisk rentabelt energipotentiale Samfundsøkonomisk rentabelt energipotentiale Umilddelbart tilgængeligt energipotentiale Teknisk energipotentiale Figur 1: Det indbyrdes forhold mellem de fire typer potentialeberegninger. Det tekniske energipotentiale repræsenterer det totale potentiale og kan reduceres til et umiddelbart tilgængeligt energipotentiale, der ikke tager hensyn til eventuelle udbygninger af fjernvarmenettet eller anvendelse af varmepumper. Det samfundsøkonomisk rentable energipotentiale repræsenterer endnu en reduktion i energipotentialet og kan videre reduceres til et virksomhedsøkonomisk rentabelt energipotentiale. Til Figur 1 bør det kommenteres, at det i givne situationer, hvor en investering eksempelvis indebærer negative eksternaliteter for samfundet i en sådan grad, at dette overstiger de positive gevinster for samfundet, er muligt, at et virksomhedsøkonomisk rentabelt energipotentiale vil kunne repræsentere et større potentiale end det samfundsøkonomiske. 8
3 Projektstruktur PROJEKTSTRUKTUR Problemformuleringen besvares overordnet ved først at redegøre for grundlæggende forhold, der danner udgangspunkt for en senere frasortering af fjernvarmeområder eller dagligvarebutikker, hvor denne type varmegenvinding ikke er umiddelbart teknisk mulig. Med udgangspunkt i det reducerede energipotentiale er det muligt at udføre den endelige samfundsøkonomiske analyse. Følgende kapitel redegør for projektets overordnede struktur. Indledningsvis præsenteres i kapitel 4 Metode og teori projektets metodiske grundlag, i.e. vidensindsamling, databehandling, metoden bag projektets samfundsøkonomiske analyse samt en beskrivelse af eksternaliteter forbundet med udnyttelsen af overskudsvarme fra dagligvarebutikker. Herefter redegøres for tekniske aspekter ved køleprocesser samt den generelle teknik bag varmegenvinding fra køleanlæg i dagligvarebutikker. Denne redegørelse danner bl.a. udgangspunkt for de senere tekniske frasorteringer samt for en udredelse af den nødvendige investeringsomkostning i forbindelse med udnyttelse af overskudsvarmen. Herefter beskrives den nuværende brændselssammensætning i fjernvarmesektoren. Dette gøres med henblik på senere at kunne kortlægge de energimængder, som overskudsvarmen substituerer i fjernvarmeproduktionen. Med udgangspunkt i metodekapitlet, den tekniske redegørelse og beskrivelsen af fjernvarmesektoren, indledes projektets frasorteringer af dagligvarebutikker. Det overordnede tekniske energipotentiale for overskudsvarme fra dagligvarebutikker beregnes ud fra en kortlægning af antallet af dagligvarebutikker og en kategorisering efter forventet individuelt leveringspotentiale. Dette overordnede tekniske energipotentiale for overskudsvarme beregnes således som én samlet energimængde og danner udgangspunkt for de efterfølgende frasorteringer. Der foretages i alt tre frasorteringer, hvoraf den første foretages efter dagligvarebutikkernes geografiske placering. Dagligvarebutikker beliggende uden for fjernvarmeområder antages som teknisk utilgængelige og dermed uinteressante i en samfundsøkonomisk potentialeberegning. Herefter udføres en frasortering ud fra temperaturhensyn, da nogle fjernvarmeområder har en så høj fremløbstemperatur, at anvendelse af overskudsvarme fra dagligvarebutikker ikke vil være teknisk muligt uden en yderligere investering i varmepumper. Afslutningsvis i den tekniske frasortering frasorteres dagligvarebutikker ud fra mængden af affaldsvarme og industriel overskudsvarme i de enkelte fjernvarmeområder. Det tilbageværende energipotentiale kan betragtes som det umiddelbart tilgængelige energipotentiale. Den følgende samfundsøkonomiske beregning søger dernæst at kortlægge, hvor meget af dette energipotentiale, der ikke kan udnyttes på samfundsøkonomisk rentabel vis og derfor må frasorteres. Efterfølgende afprøves det samfundsøkonomisk rentable energipotentiale i en række følsomhedsanalyser. Slutteligt diskuteres projektets resultater i en diskussion, der efterfølges af projektets konklusion. Projektets struktur er illustreret i Figur 2. 9
3 Projektstruktur UDNYTTELSE AF OVER- SKUDSVARME DET NUVÆRENDE FJERN- VARMESYSTEM DET TEKNISKE ENERGIPOTENTIALE GEOGRAFISK FRASORTERING TEMPERATURAFHÆNGIG FRASORTERING FRASORTERING EFTER AFFALDS- OG INDUSTRIEL OVERSKUDSVARME SAMFUNDSØKONOMISK FRASORTERING DET SAMFUNDSØKO- NOMISKE POTENTIALE DISKUSSION OG PERSPEKTIVERING KONKLUSION Figur 2: Strukturdiagram den indledende redegørelse for tekniske aspekter bag udnyttelse af overskudsvarme og det nuværende fjernvarmesystem danner grundlag for en beregning af et overordnet teknisk potentiale og de efterfølgende frasorteringer. Med udgangspunkt i det umiddelbart tilgængelige energipotentiale kan det samfundsøkonomiske potentiale beregnes og de samfundsøkonomiske konsekvenser afdækkes. 10
3 Projektstruktur Det er nødvendigt at pointere, at projektets metodiske tilgang, hvor den samfundsøkonomiske analyse foretages på baggrund af en række tekniske frasorteringer, er udtryk for et metodisk valg. De tekniske frasorteringer foretaget i nærværende projekt kan i høj grad forstås som økonomiske udfordringer, der kunne værdisættes og dermed medtages direkte i en samfundsøkonomisk analyse. Når disse frasorteres uden hensyntagen til økonomi, er det ud fra en forventning om, at en eventuel værdisætning af anlægsarbejde forbundet med udvidelse af fjernvarmenettet vil være kompleks og behæftet med stor usikkerhed, ligesom brugen af varmepumper ville kræve uddybende indsigt i elmarkedets priser. Benyttelsen af tekniske frasorteringer i nærværende projekt skal således medvirke til at overskueliggøre den endelige samfundsøkonomiske beregning med henblik på at opnå så præcist et resultat som muligt inden for projektets tidsramme. 11
3 Projektstruktur 12
4 Metode og teori METODE OG TEORI For at belyse validiteten af resultaterne i undersøgelsen redegøres i dette kapitel for de metodiske overvejelser, der knytter sig til projektets benyttede metoder. Da den anvendte teori i dette projekt i høj grad er operationel, og de enkelte teorier metodisk forankrede, gennemgås disse i sammenhæng med deres respektive metoder. I dette kapitel præsenteres således en teoretisk diskussion af de anvendte metoder og værktøjer og disses konkrete anvendelse i projektet, herunder eventuelle til- og fravalg i de enkelte analyser. I nærværende projekt anvendes litteraturstudier, interviews og mere uformelle rundspørger i projektets dataindsamling. Derudover danner den samfundsøkonomiske analyse den primære metodiske ramme for projektets potentialeberegninger. Endelig anvendes programmet ArcMap som værktøj til en række geografiske analyser. I projektet er en del af den benyttede baggrundsviden indsamlet ved litteraturstudie. Projektgruppen har i den forbindelse været opmærksom på de gængse udfordringer ved denne metode, i.e. bl.a. kildernes troværdighed. Disse uddybes og beskrives ikke nærmere. I det nedenstående beskrives overvejelser bag projektets kvalitative vidensindsamling, ligesom det uddybes, hvordan metoden samfundsøkonomisk analyse og værktøjet ArcMap er anvendt i dette projekt. KVALITATIV VIDENSINDSAMLING Der er i projektet foretaget i alt tre interviews; To interviews med centrale personer fra dagligvarebutikker, der allerede leverer overskudsvarme til fjernvarmenettet, i.e. brugsuddeler i Skjern SuperBrugsen, Hans Jørgen Andersen, og varehusdirektør i Kvickly Ebeltoft, Jens Friis, og et ekspertinterview med rådgivende ingeniør ved Ivar Lykke Kristensen A/S, Hans Baden. Foruden disse interviews er der foretaget to telefoniske rundspørger blandt forskellige fjernvarmeselskaber. Interviews Interviewene med Hans Jørgen Andersen og Jens Friis bidrager med oplysninger om de respektive projekters tilblivelse, herunder konkrete udfordringer forbundet herved. Interviewet med Hans Baden bidrager til indsigt i generelle tekniske og økonomiske aspekter forbundet med udnyttelsen af overskudsvarme fra dagligvarebutikker i fjernvarmenettet. Pågældende interviews er foretaget i projektets indledende fase og med et sigte mod at skabe forståelse for det undersøgte emnefelt, (kølesystemer, fjernvarmenettet mv.) og dette emnefelts sammenhæng med de omgivende forhold (arbejdsgange, praktiske og økonomiske begrænsninger mv.). I denne indledende vidensindsamling er det kvalitative interview valgt som metode, idet den åbne og løse struktur giver mulighed for, at den interviewede kan bringe nye 13
4 Metode og teori emner og vinkler i spil, der ikke kun skaber afklaring, men også potentielt udvider projektets undersøgelsesramme. Interviewene med Hans Jørgen Andersen og Jens Friis er foretaget telefonisk. Denne løsning er ressourcebesparende, men giver samtidig visse udfordringer for den indbyrdes forståelse og kan virke hæmmende på interviewets flow. Denne udfordring imødekommes ved en lidt mere struktureret interviewform, hvor en på forhånd defineret spørgsmålsrække sørger for struktur og udvikling i interviewet. Denne form sikrer, at alle på forhånd definerede spørgsmål besvares, men kan have som konsekvens, at færre nye og ukendte områder bringes på banen. Dette kompromis accepteres, da pågældende to interviews betragtes som mindre centrale for projektet. Interviewet med Hans Baden er foretaget i lokaler hos Ivar Lykke Kristensen A/S. Denne løsning er mere ressourcekrævende, men giver de bedste forudsætninger for gensidig forståelse og reducerer derved risikoen for misforståelser. Det direkte møde viste sig videre givtigt, idet det gav interviewede mulighed for at benytte tegninger, tabeller og diagrammer i sin gennemgang af gennemførte projekter. Interviewet ansigt til ansigt tillod en mindre struktureret form, der som ønsket bidrog til bedre rammer for, at respondenten kunne berøre emner uden for interviewets oprindelige fokus. Endelig gav mødet mulighed for en mindre ekskursion til et større kølelager, hvor lignende principper for udnyttelse af overskudsvarme kunne ses i brug. Alle tre interviews er optagede og resumeret i noter. Der henvises til Bilag A1 Referat, Hans Baden, Bilag B1 Referat, Hans Jørgen Andersen og Bilag B1 Referat, Jens Friis for referater af de tre interviews, og til Bilag A2 Lydfil, Hans Baden, Bilag B2 Lydfil, Hans Jørgen Andersen og Bilag C2 Lydfil, Jens Friis og for optagelserne af de tre interviews. Rundspørger Der er foretaget to forskellige rundspørger i forbindelse med projektet. Den første rundspørge søger at afdække fjernvarmeselskabernes generelle holdning til at aftage overskudsvarme, og den anden søger at afdække, hvilke fjernvarmeområder der er dækket af affaldsvarme og/eller industriel overskudsvarme om sommeren. Den første rundspørge er foretaget med henblik på at opnå en overordnet forståelse for fjernvarmeselskabernes villighed til at benytte overskudsvarme fra dagligvarebutikker, samt hvilke krav disse stiller til en eventuel aftagning af denne. Fjernvarmeselskaberne er udvalgt efter størrelse (decentrale og centrale værker) samt efter, at der, for hver af de decentrale og centrale værker, er høje og lave fremløbstemperaturer om sommeren. Det er forsøgt at medtage et repræsentativt udsnit af fjernvarmeselskaberne for i videst muligt omfang at afdække holdninger, muligheder og begrænsninger fra fjernvarmeselskaberne, der potentielt gør sig gældende ved udnyttelse af overskudsvarme fra dagligvarebutikker i fjernvarmenettet. Den anden rundspørge er foretaget med henblik på at klarlægge, hvilke fjernvarmeområder der er dækket af affaldsvarme og/eller industriel overskudsvarme om sommeren. Fjernvarmeselskaberne er specifikt udvalgt efter, at de enten anvender affaldsvarme eller industriel overskudsvarme i deres fjernvarmenet. Den anden rundspørge adskiller sig fra den første rundspørge ved at være rettet mod specifikke fjernvarmeområder, hvorimod den første rundspørge er af mere generel karakter. Rundspørgerne er foretaget telefonisk med samme begrænsninger til følge som tidligere beskrevet. Dette betragtes dog ikke som en stor usikkerhed af flere årsager. I første rundspørge er 14
4 Metode og teori det primære formål, at opnå bred og meget overordnet forståelse, hvorfor detaljeringsgraden er forholdsvis lav. Der arbejdes ikke ud fra deciderede interviewguides, men enkelte spørgsmål, der varierer alt efter hvilken retning samtalen bevæger sig i. Den første rundspørge repræsenterer således den laveste grad af struktur i den kvalitative vidensindsamling. I anden rundspørge søges der afklaring på ganske få i forvejen definerede spørgsmål. Den klare stuktur forventes her at mindske usikkerhederne forbundet med undersøgelsen. Der henvises til Bilag D Rundspørge, for hovedpunkterne fra den første rundspørge, og afsnit 8.3 Frasortering efter affaldsog industriel overskudsvarme, for resultatet af den anden rundspørge. DATABEHANDLING Analyserne foretaget i nærværende projekt tager alle udgangspunkt i en opgørelse af et overordnet teknisk potentiale for udnyttelsen af overskudsvarme fra dagligvarebutikker. Grundkomponenten til denne opgørelse udgøres af et udtræk af CVR-data, der gør det muligt at isolere, kategorisere og geografisk placere dagligvarebutikkerne i Danmark. Databehandlingen af pågældende CVR-data udgør udgangspunktet for alle af de følgende analyser og er derfor medtaget her. For databehandlingen bag projektets øvrige undersøgelser henvises til bilag og det pågældende afsnit. I dette underafsnit beskrives indledningsvist den metodiske databehandling af CVR-data, samt de fejlkilder, som er behæftet ved metoden. Dernæst beskrives den benyttede metode til geokodning af dagligvarebutikkerne. Der henvises til Bilag E Databehandling af CVR-data for en systematisk og mere uddybende gennemgang af databehandlingen af CVR-data, og til Bilag F Metode til placering af dagligvarebutikker for en systematisk gennemgang af databehandlingen foretaget til den geografiske placering i ArcMap. Resultatet af databehandlingen kan ses i Bilag G - CVR-data. 4.2.1 Databehandling af CVR-data Projektgruppen har af Region Midtjylland fået udleveret CVR-data over udvalgte brancher i Danmark. Der er i alt 17.931 butikker i datasættet, der bl.a. oplyser butikkernes navn og adresse. Datasættet indeholder dog også mange butikker, som ikke er relevante for dette projekt. Datasættet indeholder f.eks. servicestationer, bagere og slagtere, som således skal frasorteres jf. projektets afgrænsninger. Indledningsvis grovsorteres data, og brancher uden tilknytning til dagligvarebutikker frasorteres, hvilket næsten halverer mængden af butikker til 9.258. Dagligvarebutikkerne inddeles i kæder, hvorefter de butikker, som af navn ikke er en del af en kæde, bliver undersøgt. Undersøgelsens formål er at afklare, hvorvidt den enkelte butik reelt er en dagligvarebutik, en kiosk eller eksempelvis et handelsselskab. Undersøgelsen foretages vha. Google Maps og Street View. Denne metode er særdeles tidskrævende og udføres derfor kun på de butikker, hvor butiksnavnet ikke kan fastslå butikkens identitet i tilfredsstillende grad. Under denne undersøgelse slettes adskillige butikker, som viser sig ikke at være dagligvarebutikker. Branchen købmænd og døgnkiosker gennemgås ligeledes, og heri identificeres 456 dagligvarebutikker. I Figur 3 illustreres databehandlingen af CVR-data. 15
4 Metode og teori CVR-data 17.931 Frugt og grøntforretninger Slagter- og viktualieforretninger Fiskeforretninger Detailhandel med brød, konditori og sukkervarer Detailhandel med drikkevarer Tobaksforretninger Anden detailhandel med fødevarer i specialforretninger Servicestationer 8.673 Tilbageværende butikker Købmænd og døgnkiosker Supermarkeder Discountforretninger Anden detailhandel fra ikkespecialiserede forretninger 9.258 3.026 Figur 3: Databehandlingen af CVR-data, hvor det fremgår, hvilke brancher der medtages, og hvilke der slettes, samt hvor mange dagligvarebutikker der henholdsvis medtages og slettes. Opsummeret er der, jf. CVR-data udleveret af Region Midtjylland, i alt frasorteret 14.905 butikker, hvilket bibeholder 3.026 dagligvarebutikker fordelt i hele Danmark. CVR opdateres en gang i døgnet og burde derfor altid være fuldt opdateret (CVR.dk, u.d.). Projektgruppen har dog konstateret flere fejl og mangler i datasættet. Det er blevet observeret, at nogle butikker ikke er i registret eller ikke er blevet fjernet fra registret. Et eksempel på dette er føtex i Holstebro, som er blevet omdannet til en Netto, men stadig fremgår af CVR-data som værende en føtex. Et andet eksempel er REMA 1000 på Østerbro i Aalborg, som ikke er med i datasættet. Denne usikkerhed om datasættet er problematisk, da det ikke er muligt for projektgruppen at vide, hvor stort problemet reelt er, idet det ikke inden for en realistisk tidshorisont er muligt at tjekke alle butikker. I Bilag H - Kategorisering af butikskæder kan en sammenligning af antallet af dagligvarebutikker, der benyttes i den videre analyse, og det opgivne antal dagligvarebutikker på de respektives kæders hjemmesider ses. CVR-data er på denne måde tjekket for fejl. Det fremgår, at antallet af dagligvarebutikker i CVR-data sammenlagt kan opgøres til 3.026, hvilket er tæt på de 2.960 dagligvarebutikker, som er opgjort på kædernes hjemmesider, hvilket i nogle tilfælde kun er omtrentlige tal. Det vurderes derfor af projektgruppen, at det benyttede datasæt giver et meget realistisk billede af antallet af dagligvarebutikker i Danmark. Butikkerne i CVR er, efter projektgruppens overbevisninger, ikke altid indtastet korrekt, hvilket kommer til udtryk ved den store mængde data, som bliver slettet eller flyttet. Især branchen 16
4 Metode og teori købmænd og døgnkiosker indeholder mange forskellige slags butikker, og projektgruppen har derfor efter bedste evne tilpasset datasættet til dette projekts anvendelser. Der er risiko for, at noget data bliver fejlagtigt slettet, og andet data fejlagtigt bliver bibeholdt. Sådanne fejl er dog forsøgt minimeret, og omkring 350 butikker er således blevet nærstuderet. Der er dog fejlkilder behæftet ved denne nærstudering, som hovedsageligt er baseret på butikkens navn og Google Maps samt Street View. Google Maps og Street View gør det muligt at finde den enkelte butik og derefter afgøre, om data evt. skal slettes. Google Maps og Street View er som oftest opdateret mellem 2008 og 2011, og butikker kan derfor ændre karakter, uden det er blevet noteret af projektgruppen. På trods af fejlkilderne forbundet ved metoden vurderes det, at resultaterne af butikkernes nærstudering er retvisende. CVR-data indeholder ligeledes mange duplikeringer, i.e. butikker der fremgår to gange. Årsagen til dette er ukendt, men disse duplikeringer er fjernet af projektgruppen. Det formodes, at der ikke er flere duplikeringer tilbage i datasættet, og at der ikke fejlagtigt er blevet slettet butikker. Excel funktionen Remove Duplicates, der automatisk undersøger for duplikeringer, er blevet benyttet til dette. Det udleverede CVR-data er det bedst tilgængelige data, der findes i Danmark, og på trods af de ovenstående fejlkilder, vurderes det anvendte data at være retvisende. 4.2.2 Geokodning af dagligvarebutikker For at kunne sammenkoble dagligvarebutikkerne med deres respektive fjernvarmeområder, geokodes dagligvarebutikkernes i ArcMap vha. to datasæt; CVR-datasættet og et adressetema fra Ministeriet for by, bolig og landdistrikter. Kilden for adressetemaet er Bygnings- og Boligregistret, BBR (Ministeriet for By, Bolig og Landdistrikter, u.d.). For en systematisk gennemgang af databehandlingen se Bilag F - Metode til placering af dagligvarebutikker. Dataudtrækket fra CVR indeholder husnummer, vejnummer og kommunekode. Disse tre tal vil, når de er sat sammen, danne et unikt ID (herefter adresse ID, ADRID) for hver butik, og der er kun én bygning i Danmark med dette specifikke ADRID. For at placere butikken geografisk, er det nødvendigt at kende koordinaterne til dette unikke ADRID, hvorfor et adressetema fra Ministeriet for by, bolig og landdistrikter anvendes. Adressetemaet indeholder, ud over koordinater, også en lang række andre informationer, som er blevet fjernet, da de er irrelevante for projektet. Når disse to datasæt kombineres, er det således muligt at eksportere data til ArcMap, og herefter placere butikkerne på et kort. Arbejdet er hovedsageligt udført i Excel. METODE TIL FRASORTERING EFTER SAMFUNDSØKONOMI I dette afsnit beskrives den metodiske tilgang til projektets samfundsøkonomiske analyse, der udgør et af frasorteringsparametrene, jf. kapitel 3 Projektstruktur. I afsnittet beskrives først begrebet samfundsøkonomisk overskud. Herefter præsenteres generelle forudsætninger oftest benyttet i samfundsøkonomiske analyser, og i forbindelse hermed beskrives og argumenteres valg og fravalg i benyttelsen af disse forudsætninger i dette projekt. Samfundsøkonomiske analyser benyttes ofte til at belyse og opgøre et samfunds omkostninger og gevinster ved givne investeringer, og analyserne kan dermed udgøre en essentiel del af be- 17
4 Metode og teori slutningsgrundlaget for investeringer. Begrebet samfundsøkonomi referer overordnet set til udnyttelsen af et samfunds knappe ressourcer til at dække de menneskelige behov, og der fokuseres på økonomien som en helhed (Gyldendal, 2014). Formålet med samfundsøkonomiske analyser er at forbedre grundlaget for prioriteringen af samfundets knappe ressourcer (Energistyrelsen, 2005). En samfundsøkonomisk analyse er et overordnet økonomisk metodeværktøj, hvis resultater i høj grad afhænger af de forudsætninger og antagelser, som analysen beror på. Resultatet er i høj grad afhængigt af, hvilke forudsætninger der vælges at benytte, og hvilke værdier disse forudsætninger tillægges. Et eksempel herpå er diskonteringsrenten, hvormed omkostningerne og gevinsterne fra en given investering tilbagediskonteres. Denne diskonteringsrente benyttes for at kunne sidestille ind- og udbetalinger, der falder på forskellige tidspunkter, således disse kan summeres til en nutidsværdi. Diskonteringsrenten medfører, at fremtidige betalingsstrømme tillægges mindre værdi, end hvis de var faldet i nutiden. Argumenterne for at benytte diskonteringsrenten kan være mange og ikke mindst forskellige alt efter hvem, der spørges. Af ofte fremførte argumenter kan nævnes, at diskonteringsrenten bl.a. kan være et udtryk for tabt mulighed for alternative afkast ved investeringer i andre emner, usikkerheden om, hvorvidt betalingerne i fremtiden falder eller ej, og at forbrugere generelt værdisætter nutidige omkostninger og gevinster højere end fremtidige. Størrelsen af diskonteringsrente kan, navnlig ved projekter med længere tidshorisonter, have afgørende betydning for den samfundsøkonomiske analyses resultater. Dette afsnit præsenterer og diskuterer derfor, hvilke forudsætninger og antagelser, der benyttes i projektets frasortering efter samfundsøkonomi, således analysen og resultater bliver transparente. Der skelnes i den samfundsøkonomiske teori mellem to indgangsvinkler til beregning af den samfundsøkonomiske værdi af et planlagt projekt; faktorprismetoden og markedsprismetoden. Faktorprismetoden beregner den samfundsøkonomiske værdi ud fra en ressourcetilgang med udgangspunkt i de samfundsøkonomiske omkostninger, der er forbundet med produktionen af et givent gode, eksempelvis en ny vejstrækning. Faktorprisen medregner ikke afgifter og skatter, da disse betragtes som en omfordeling inden for samfundet og derfor ikke repræsenterer en reel omkostning for samfundet ved etablering af et projekt. (Trafikministeriet, 2003) Markedsprismetoden beregner den samfundsøkonomiske værdi ud fra borgernes præferencer, og den afspejler dermed den betalingsvillighed, borgeren har for et bestemt gode. Markedspriser opgiver således den samfundsøkonomiske værdi i forbrugerpriser, der inkluderer skatter og afgifter. (Trafikministeriet, 2003) Den samfundsøkonomiske potentialeberegning foretaget i nærværende projekt tager udgangspunkt i faktorprismetoden, og opgiver således det samfundsøkonomisk rentable energipotentiale ud fra en overordnet ressourcetilgang, der ikke forholder sig til fordelingen af værdi internt i samfundet via skatter, afgifter og tilskud. Dette projekts metode til udvælgelse af et samfundsøkonomisk rentabelt energipotentiale for overskudsvarme fra dagligvarebutikker tager udgangspunkt i Energistyrelsens Vejledning i samfundsøkonomiske analyser på energiområdet fra 2005 (revideret i 2007) samt Finansministeriets Vejledning i udarbejdelse af samfundsøkonomiske konsekvensvurderinger fra 1999, men afviger dog på en række punkter fra disse. Disse afvigelser er dels funderet i projektgruppens egne vurderinger og dels med udgangspunkt i Varmeplan Danmark 2010 18
4 Metode og teori Forudsætningskatalog for samfundsøkonomiske analyser på energiområdet af Rambøll Danmark og Aalborgs Universitet. I dette projekt er det overordnede formål med den samfundsøkonomiske analyse ikke direkte at vurdere og opgøre den tilbagediskonterede nutidsværdi af et konkret projekt af en given størrelse, men derimod til at afgrænse, hvor meget af det umiddelbart tilgængelige energipotentiale, der kan udnyttes på en samfundsøkonomisk rentabel manér. I praksis identificeres dette samfundsøkonomisk rentable potentiale ved at udarbejde den samfundsøkonomiske analyse på dagligvarebutiksniveau, dvs. ved systematisk frasortering af dagligvarebutikker ud fra samfundsøkonomiske forudsætninger. Er summen af tilbagediskonterede omkostninger og gevinster ved investeringen i den nødvendige teknologi til udnyttelse af overskudsvarmen i en given dagligvarebutik beliggende i et specifikt fjernvarmeområde negativ, da frasorteres dagligvarebutikken og dens tilhørende energipotentiale indledningsvis fra opgørelsen. Den samfundsøkonomiske analyse udføres dermed ved først at udregne nettonutidsværdien af den enkelte investering til udnyttelse af overskudsvarme i en dagligvarebutik, og opnås der herved en positiv nettonutidsværdi, medtages dagligvarebutikken direkte i opgørelsen af potentialet for overskudsvarme. Efter at alle dagligvarebutikker, hvis investeringer giver positive nettonutidsværdier, er medtaget, opnås dermed en samlet nettonutidsværdi, der repræsenterer en positiv værdi af en vis størrelse. Samfundet kan dog, på samfundsøkonomisk rentabel vis, potentielt stadig udnytte en større mængde overskudsvarme, end disse dagligvarebutikker kan afgive, i og med, at der eksisterer en mulighed for at medtage nogle af de dagligvarebutikker, hvis investering i sig selv medfører en negativ nettonutidsværdi, og stadig opnå en samlet nettonutidsværdi for hele projektscenariet, der er positiv. I praksis vil medtagelsen af dagligvarebutikker med negativ nettonutidsværdi ikke modtage finansiering fra offentlig side, idet en sådan finansiering må anses som værende konfliktende med formålsparagraffen i Lovbekendtgørelse nr. 1184 af 14. dec. 2011 (Varmeforsyningsloven) om fremme af den mest samfundsøkonomiske forsyning af varmt vand. 4.3.1 Samfundsøkonomisk overskud Beregningen af samfundsøkonomisk overskud er tilsvarende den traditionelle cost benefit analyse, hvor der udregnes en nutidsværdi. Omkostningerne (costs) kan bl.a. indbefatte anlægsinvesteringer, brændselsomkostninger, drifts- og vedligeholdelsesomkostninger og negative miljøeffekter såsom CO 2-omkostninger m.fl. Gevinsterne (benefits) kan bl.a. indbefatte sparede alternative omkostninger, værdien af det producerede, værdien af de sparede miljøeffekter m.fl. Nettonutidsværdien angiver tilbageføringen af fremtidige indtægter og udgifter i hele projektets tidshorisont og er givet ved: T: investeringens tidshorisont r: diskonteringsrenten t: specifikke år (1, 2, 3 19, 20) for pengestrøm B t: gevinsterne i det specifikke år, t. C t: omkostningerne i det specifikke år, t. Nettonutidsværdi (NNV) = B t C t (1 + r) t T t=0 19
4 Metode og teori 4.3.2 Forudsætninger for frasortering ud fra samfundsøkonomi I dette afsnit gennemgås generelle forudsætninger, som ifølge Energistyrelsen, Finansministeriet, Rambøll Danmark og Aalborg Universitet kan være relevante at inddrage og overveje i samfundsøkonomiske analyser. I gennemgangen af forudsætningerne præsenteres også projektgruppens overvejelser om de givne forudsætninger, ligesom det beskrives, hvilke forudsætninger der benyttes, og hvilke der fravælges i dette projekts samfundsøkonomiske analyser. Der er især to udfordringer i forbindelse med samfundsøkonomiske analyser; en generel usikkerhed om udviklingen i fremtiden (f.eks. energiprisers udvikling) og problematikken i at prissætte forskellige værdier og samfundsmæssige hensyn. De virkninger, der umiddelbart kan være svære at prissætte omfatter bl.a. forsyningssikkerhed, afledt teknologiudvikling, arbejdsmiljø, sundhed og miljøpåvirkninger. (Energistyrelsen, 2005) Disse virkninger er behandlet i afsnit 4.4 Eksternaliteter. Definition af projektscenarie I samfundsøkonomiske analyser er en tydelig definition af det nye tiltag/projekt i forhold til den nuværende situation nødvendig. Det er dog ikke muligt på nuværende tidspunkt at definere projektscenariets omfang mht. mængden af samfundsøkonomisk rentabelt overskudsvarme, idet det netop er projektets formål at identificere dette. Projektscenariet kan dog defineres ved en substitution af en delmængde af den nuværende varmeproduktion med overskudsvarme. Mængden, der substitueres, vil være svarende til det beregnede samfundsøkonomisk rentable potentiale for udnyttelse af overskudsvarme. Tidshorisont / levetid Et projektets samfundsøkonomi udregnes bl.a. ud fra dets levetid, som er angivet i formlen for nettonutidsværdi. Valget af tidshorisont for samfundsøkonomiske analyser kan have stor betydning for, hvilken nettonutidsværdi analyserne resulterer i. Tidshorisonten bør dog, jf. Finansministeriets vejledning, vælges således at alle relevante forskelle i omkostninger og gevinster for forskellige scenarier medtages (Finansministeriet, 1999). I forbindelse med dette projekts samfundsøkonomiske analyse benyttes en tidshorisont, der er lig investeringens levetid, i.e. antallet af år, som de tekniske installationer i form af bl.a. varmeveksler, pumpe, elforsyning m.v. vurderes at kunne være operationsdygtige. På denne vis medtages investeringen samt alle de gevinster, som investeringen kan afstedkomme. Til trods for, at dette projekt behandler et relativt nyt emne, kan installationernes levetid estimeres med rimelig sikkerhed, idet selve løsningen med genanvendelse af overskudsvarme består af allerede velkendte og velafprøvede komponenter, der længe har været brugt i andre funktioner. Netop dette forhold kan også være medvirkende til, at investeringen er forbundet med mindre risici og en evt. længere levetid end tilfældet kunne være med nyudviklede komponenter, der ikke i lige så høj grad er optimerede og velafprøvede. I dette projekts samfundsøkonomiske analyser anvendes en tidshorisont på 20 år, hvilken er baseret på Hans Badens erfaringer og vurdering af de tekniske installationers levetid. I valget af denne tidshorisont har projektgruppen identificeret to fejlkilder. For det første vil visse dele af den tekniske installation, ifølge Hans Baden, stadig være fuldt operationsdygtige selv efter den valgte tidshorisonts udløben, hvorfor omkostningerne til for- 20
4 Metode og teori nyelse/udskiftning af installationen vil være mindre end den indledende investeringsomkostning. Denne forskel vil yderligere forøges, idet der ved fornyelse af installationen må antages at være et mindre behov for ingeniørrådgivning og dimensionering af anlægget. Investeringen besidder ved tidshorisontens udløb således stadig en restværdi også benævnt scrap-værdi, hvilken med rette burde repræsentere en positiv gevinst ved investeringen. Der er, ifølge Energistyrelsen, imidlertid store usikkerheder forbundet ved estimering af scrap-værdier (Energistyrelsen, 2005), og projektgruppen vurderer ligeledes, at en estimering af værdien af de funktionsdygtige komponenter er forbundet med så store usikkerheder, at inkludering af scrap-værdien vil bevirke, at metoden og dermed resultatet bliver mindre transparent. Scrapværdien medtages således ikke i projektets samfundsøkonomiske analyse, på trods af, at projektgruppen, overvejende funderet i Hans Badens vurdering, anerkender, at investeringen efter tidshorisontens udløb vil have en vis scrap-værdi. Udeladelsen heraf medfører dermed, at projektscenariet fremstår mindre rentabelt, og at potentialet for udnyttelse af overskudsvarme, der er samfundsøkonomisk rentabelt således undervurderes. For det andet udgør en tidshorisont på 20 år en relativ lang periode mht. markedskræfter og - tendenser, hvorfor der med rimelig sikkerhed vil være dagligvarebutikker, der i perioden enten vil lukke ned, flytte eller på anden vis ændre forudsætninger for, at investeringens estimerede levetid bliver investeringens faktiske levetid. Se afsnit 11.2 Udviklingen i antallet af dagligvarebutikker for yderligere uddybning og diskussion af dette argument. Således vil der med en vis sandsynlighed være en delmængde af projektscenariets investering, der ikke udnyttes til fulde, jf. at benyttelsesperioden bliver kortere end den estimerede levetid. Denne fejlkilde bevirker, at investeringen i realiteten kan blive mindre rentabel, end hvad den estimerede levetid implicerer. Det endelige samfundsøkonomisk rentable potentiale vil med udeladelse af dette hensyn dermed blive overvurderet i dette projekts resultater. Diskonteringsrente Til beregninger af projekters nettonutidsværdi er diskonteringsrenten som anført af stor betydning for det endelige resultat. Som nævnt betyder medtagelsen af diskonteringsrenten, at omkostninger og gevinster, der ligger i fremtiden, tilskrives en mindre betydning i dag i form af en lavere værdi i opgørelsen af nettonutidsværdien. Efter ændringer i den anbefalede diskonteringsrente, der hidtil har været 6 %, er den reale samfundsøkonomiske diskonteringsrente, som Energistyrelsen anbefaler givet i Tabel 1 (Energistyrelsen, 2013 [B]). År Diskonteringsrente 0-35 4 % 36-70 3 % 70 og efterfølgende år 2 % Tabel 1: Den reale samfundsøkonomiske diskonteringsrente (koorigeret for inflation) (Energistyrelsen, 2013 [B]) Dette projekts samfundsøkonomiske analyse udføres med en real diskonteringsrente efter Energistyrelsens anbefaling på 4 %, jf. at projektets tidshorisont på 20 år kun opererer i første periode (0-35 år). I og med diskonteringsrenten er af så afgørende betydning for den beregnede nettonutidsværdi, udføres der i forbindelse med dette projekts samfundsøkonomiske analyse en række følsomhedsanalyser med forskellige diskonteringsrenter. Således udføres følsomhedsanalyser med reale diskonteringsrenter på henholdsvis 2 % og 6 %. 21
4 Metode og teori Investeringsomkostninger Grundet usikkerheden i fastlæggelsen af fremtidige investeringer og herunder også driftsomkostningerne, angiver samfundsøkonomiske analyser ofte et interval, som disse omkostninger må forventes at befinde sig inden for. Energistyrelsen anbefaler i deres vejledning at benytte gennemsnitlige værdier, hvis der ikke eksisterer konkrete priser (Energistyrelsen, 2005). Investeringsomkostningerne benyttet i dette projekts samfundsøkonomiske analyse udgøres af gennemsnitspriser baseret på de få eksisterende cases med udnyttelse af overskudsvarme i dagligvarebutikker og er desuden funderet i en antagelse om, at investeringsomkostningerne vil være nærmest ens selv for dagligvarebutikker i forskellige størrelser. Denne antagelse er ifølge Hans Badens vurdering i overvejende grad holdbar, idet komponenterne og de tekniske installationer, der behøves, i overvejende grad er de samme (og samme størrelse / kapacitet) for dagligvarebutikker i forskellige størrelse. For nærmere beskrivelse og fastsættelse af de nødvendige investeringer for projektscenariet, se underafsnit 9.1.1 Investering i tekniske komponenter. Marginalomkostninger ved varmeproduktion I projektscenariet substitueres en delmængde af den nuværende varmeproduktion med overskudsvarme, hvorfor det er nødvendigt at opgøre værdien af det substituerede varmeproduktion. Dette afhænger dels af mængden, der substitueres og dels af marginalomkostningerne, som fjernvarme- og kraftvarmeværkerne har ved produktionen af varmen. I den samfundsøkonomiske analyse beregnes værkernes marginalomkostninger ud fra de variable priser i Energitilsynets Varmeprisstatistik. Moms, afgift og nettab fratrækkes disse variable priser, hvilket er yderligere beskrevet i 9.2.1 Marginalomkostninger. Afgifter og tilskud I investeringsprojekter vil der oftest være nogle afgiftsgevinster eller afgiftstab for husholdninger, ligesom der kan forekomme forskellige tilskud, der kan gøre en investering mere eller mindre rentabel. Afgifter og tilskud er dog ikke udtryk for samfundsøkonomisk gevinst eller tab, da disse modregner et tilsvarende tab eller gevinst af afgiftsprovenu for det offentlige (Energistyrelsen, 2005). Afgifter og tilskud medtages derfor ikke i dette projekts samfundsøkonomiske analyse. Det nuværende afgifts- og tilskudssystem har stor betydning for, hvilke projekter, der er virksomhedsøkonomisk rentable netop i dette øjeblik. Når dette projekts samfundsøkonomiske analyse ikke medtager afgifter og tilskud, opnås dermed et resultat, der ikke er afhængig af nuværende afgifts- og tilskudsstrukturer og evt. fremtidige ændringer heri. Nettoafgiftsfaktor Nettoafgiftsfaktoren knytter sig specifik til markedsprismetoden for beregning af samfundsøkonomisk værdi, og anvendes med henblik på at kunne sammenligne forskellige opstillede projektscenarier, hvis udgifter afholdes af henholdsvis det offentlige og det private. Denne afgift beskriver således forholdet mellem faktorpriser og markedspriser og sikrer, at alle omkostninger opgøres i sidstnævnte med hensyntagen til de skatter og afgifter, der knytter sig til den private etablering af et projekt. Da dette projekts samfundsøkonomiske potentialeberegning foretages med udgangspunkt i faktorprismetoden anvendes nettoafgiftsfaktoren ikke videre i projektet. 22
4 Metode og teori Skatteforvridning Princippet bag skatteforvridning består i, at der ved projekter, der medfører en netto udgift for de offentlige finanser, eksisterer en samfundsøkonomisk omkostning forbundet med selve finansieringen af denne udgift. Den samfundsøkonomiske omkostning beror i, at finansieringen af udgiften for de offentlige finanser kun kan ske gennem yderligere beskatning af andre aktiviteter. Netop denne beskatning anses da som værende forvridende for aktiviteten, hvorfor samfundet går glip af gevinster eksempelvis som følge af, at udbuddet af arbejdskraft mindskes i forhold til et tilfælde uden beskatningen. At udbuddet af arbejdskraft er mindre end i en situation uden beskatningen skyldes, at beskatningen af eks. arbejdskraft generelt forhøjer prisen på arbejdskraft for arbejdsgiveren og sænker lønnen for arbejdstageren. Som et eksempel fremhæver Finansministeriet en situation, hvor en Person A er villig til at udføre en service for en person B for 100 kr., og at person B vurderer værdien af servicen til 110 kr. Da handlen således er fordelagtig for begge parter, vil handlen finde sted. Hvis person A derimod har en marginalskat på 50 %, da modtager vedkommende kun 55 kr. af de 110 kr., som person B er villig til at betale. Handlen bliver dermed ikke foretaget, i og med person A s ønske om minimum 100 kr. for arbejdet ikke nås. Den potentielle gevinst på 10 kr. bliver dermed ikke realiseret (Finansministeriet, 1999). I en situation uden marginalskatten, der jf. ovenstående eksempel således må anses som værende ideel, vil gevinsten på 10 kr. således blive udnyttet jf. eksemplet. I denne situation må det dog også antages, at eksempelvis eksisterende infrastruktur, som er finansieret gennem netop skatteindtægter (f.eks. veje, belysning, skiltning mv.) ikke vedligeholdes og i realiteten ikke kan være etableret. Denne manglende eller mangelfulde infrastruktur må dermed antages at påvirke omkostningerne ved, eller muligheden for, handlen. Dette aspekt er ikke medtaget i argumentationen for skatteforvridning, hvorfor det kan argumenteres, at skatteforvridningstabet overvurderes. I rapporten Varmeplan Danmark 2010 argumenteres der for, at anvendelse af forvridningsfaktoren er problematisk, idet der i forudsætningerne for faktoren antages, at skattestrukturen i udgangssituationen inden den øgede beskatning er optimal. Skattestrukturerne er dog ud fra en institutionel økonomisk forståelse en effekt af politiske beslutninger og kompromisser og er således fastlagt med andre formål end udelukkende økonomisk optimering (Rambøll Danmark & Aalborg Universitet, 2010). Det kan derfor argumenteres, at forudsætningen om, at beskatningen i udgangssituationen skulle være økonomisk optimal er diskutabel, og at en ændring i beskatningen vil medføre en øget omkostning som følge af en forvridning af markedet dermed er problematisk. (Rambøll Danmark & Aalborg Universitet, 2010). Et af de primære kritikpunkter fremført i Varmeplan Danmark 2010 er, at fortalere for at indregne skatteforvridningstab i samfundsøkonomiske analyser ikke har udført dybdegående analyser af det nuværende skatte- og afgiftssystems virkninger på samfundets målsætninger, hvilket ifølge varmeplanen er en nødvendighed for at kunne determinere betydningen af skatteændringer. Med udgangspunkt i ovennævnte argumenter benyttes skatteforvridningsprincippet ikke i dette projekts samfundsøkonomiske udregninger. 23
4 Metode og teori EKSTERNALITETER Det er ikke alle positive og negative effekter af et projekt, der er omsat eller kan omsættes til en markedspris, men disse effekter har stadig en værdi for mennesker og for samfundet. I den økonomiske teori kaldes disse for eksternaliteter. I dette afsnit defineres det, hvordan begrebet eksternalitet forstås og benyttes i dette projekt. Efterfølgende gennemgås hvilke eksternaliteter, positive som negative, der inkluderes i projektets samfundsøkonomiske analyse. 4.4.1 Definition af eksternaliteter Inden for økonomisk teori defineres eksternalitet som en omkostning eller gevinst, som eksterne personer påføres ved en økonomisk transaktion på markedet. Denne omkostning eller gevinst er uden for de eksterne personers indflydelse. I et energi- og miljøpolitisk perspektiv er et eksempel på en positiv eksternalitet en virksomhed, der forsker i miljøvenlige energiløsninger, der er billigere for samfundet, som betyder at samfundet får glæde af forskningen, og samtidig mindsker det samfundets omkostninger. Det klassiske eksempel på en negativ eksternalitet er udledning af drivhusgasser, da det påvirker andres produktion og livskvalitet, og da omkostningerne ikke medregnes ved den udledende kilde. Markedet tager altså ikke højde for de samfundsmæssige omkostninger (Gregersen, 2009). Markedet kan således ses som værende inefficient set fra et samfundsmæssigt perspektiv. Sammenlignet med den samfundsmæssigt efficiente løsning, bliver der produceret eller handlet for meget henholdsvis for lidt af en vare, hvis denne handel involverer en negativ henholdsvis positiv eksternalitet på andre i samfundet. 4.4.2 Eksternaliteter i projektscenariet I dette underafsnit belyses eksternaliteter, positive som negative, i projektscenariet og det beskrives, hvilke der medtages i projektets samfundsøkonomiske analyse. Før beskrivelsen af de positive og negative eksternaliteter, er det nødvendigt at definere, hvordan den økonomiske transaktion sker i projektscenariet. I nærværende projekt defineres den økonomiske transaktion på markedet som både den handel, der sker mellem fjernvarmeselskaberne og dagligvarebutikkerne, men også som den handel, der sker mellem dagligvarebutikkerne og producenterne af de nødvendige komponenter, såsom køleanlæg og varmevekslere, samt rådgivende ingeniører. Transaktionen mellem fjernvarmeselskaberne og dagligvarebutikkerne består i, at dagligvarebutikkerne leverer en vare, overskudsvarme, til fjernvarmeselskaberne, der derimod betaler en pris for denne vare. Transaktionen mellem dagligvarebutikkerne og producenterne af komponenter samt rådgivende ingeniører består i, at de rådgivende ingeniører leverer en vare til dagligvarebutikkerne, i.e. viden og beregninger om overskudsvarme og ekstern levering af overskudsvarme, hvilket dagligvarebutikkerne betaler de rådgivende ingeniører for. Samtidig leverer producenterne af de komponenter, der gør det muligt at udnytte overskudsvarme i dagligvarebutikkerne, til dagligvarebutikkerne, hvilket dagligvarebutikkerne betaler dem for. Transaktioner, der finder sted i projektscenariet, er illustreret i Figur 4. 24
4 Metode og teori Positiv eksternalitet: Beskæftigelse I projektscenariet vil den producerede overskudsvarme substituere en mængde af den danske fjernvarmeproduktion. Dermed substituerer overskudsvarmen eksempelvis også en delmængde af det kul, som benyttes i fjernvarmeproduktionen, og som Danmark importerer fra udlandet, hvormed pengene i højere grad bliver inden for landets grænser. Hermed kan det formodes, at en del energijobs flyttes fra udlandet til Danmark, hvormed beskæftigelsen stiger i Danmark, hvilket er positivt for samfundsøkonomien. Samtidig formodes det, at der vil opstå afledte jobs ved projektscenariet, da en forbedring af samfundsøkonomien kan medføre investeringer i andre projekter, hvormed der kan skabes job. Professorer ved Aalborg Universitet Frede Hvelplund og Henrik Lund har undersøgt beskæftigelsesvirkninger af investeringer i forskellige energiteknologier og vurderer, at for hver gang der investeres en million kroner i varmebesparelse, medfører dette 4,9 personår beskæftigelse. Med en anslået årsløn på 350.000 kr. giver en investering på én million kroner i varmebespa- Fjernvarmeselskaberne Dagligvarebutikkerne Figur 4: Den økonomiske transaktion på markedet i projektscenariet. Producenter af komponenter + rådgivende ingeniører De personer, der ikke er en del af denne økonomiske transaktion, anses derfor som værende eksterne personer, som påføres eksternaliteter, der er uden for deres indflydelse. I forhold til definitionen af eksternaliteter som beskrevet i det forudgående, er nogle eksternaliteter negative i projektscenariet, men blot i mindre grad end i den nuværende situation. Der vil således være en række positive konsekvenser af projektscenariet, men disse positive konsekvenser er stadig beskrevet som en negativ eksternaliteter i det følgende. Det skal ydermere nævnes, at der i nærværende projekt tages udgangspunkt i nationalt niveau, da den samfundsøkonomiske analyse undersøger potentialet i Danmark jf. problemformuleringen. Denne begrænsning til nationalt niveau betyder dog ikke, at nedenstående eksternaliteter ikke påvirker uden for landets grænser. Positiv eksternalitet: Øget viden om udnyttelse af overskudsvarme Hans Baden og andres arbejde med udnyttelsen af overskudsvarme er en positiv eksternalitet, da samfundet kan få glæde af denne viden, således andre også i fremtiden kan beskæftige sig med samme emne. Det gør sig dog kun gældende i det omfang, at den benyttede viden er tilgængelig, således andre kan udnytte den frembragte viden. Det er dermed, fra et samfundsøkonomisk synspunkt, vigtigt at virksomheder vil bidrage til et aggregeret vidensniveau. I et sådant tilfælde vil øget viden om udnyttelse af overskudsvarme, som fremkommer ved transaktionen mellem dagligvarebutikkerne og rådgivende ingeniører, påvirke eksterne personer, som kan få positiv gevinst af transaktionen til trods for, at denne er uden for deres indflydelse. Det vurderes af projektgruppen, at denne positive eksternalitet ikke kan værdisættes, idet en nærmere fastsættelse af en eksakt værdi heraf vurderes som værende forbundet med særlig stor usikkerhed. Eksternaliteten vedr. øget viden om udnyttelse af overskudsvarme medtages derfor ikke i projektets samfundsøkonomiske analyse. Udeladelsen heraf kan medføre, at de samfundsøkonomiske gevinster undervurderes, og at det endelige beregnede potentiale dermed også undervurderes. 25
4 Metode og teori relse dermed 1.715.000 kr. i beskæftigelse (Hvelplund & Lund, 2011). I denne udregning forudsættes det, at investeringen er i nye teknologier. I nærværende projekt udnyttes dog allerede eksisterende teknologier (se underafsnit 4.3.2 Forudsætninger for frasortering ud fra samfundsøkonomi), hvorfor der ikke skal investeres i nye teknologier i samme grad, som i udregningen ovenfor. Det vurderes derfor, at Hvelplund og Lunds vurdering af beskæftigelse vil overvurdere det samfundsøkonomiske potentiale, som udregnes i dette projekt. Projektgruppen kan dog ikke umiddelbart vurdere, i hvilken grad resultatet vil blive overvurderet. Modsat kan der argumenteres for, at investeringen i udnyttelse af overskudsvarme repræsenterer en ressourcebesparelse nærmere end et øget ressourceforbrug, hvilket potentielt kan resultere i en nedgang i beskæftigelsen. Der er således store usikkerheder i at prissætte beskæftigelse i netop dette projektscenarie, hvorfor beskæftigelse ikke medtages i projektets samfundsøkonomiske analyse. Positiv eksternalitet: Forsyningssikkerhed nationalt niveau Såfremt overskudsvarme fra dagligvarebutikker anvendes i fjernvarmenettet, vil overskudsvarmen substituere noget af varmeproduktionen produceret på anden vis. Der kan argumenteres for, at denne brændselsbesparelse øger forsyningssikkerheden, da overskudsvarmen substituerer brændsler i form af olie, gas, biobrændsel og kul hvoraf Danmark primært importerer det sidstnævnte brændsel fra udlandet (Klima- og Energiministeriet, 2010). Hermed bliver Danmark mindre afhængige af denne brændselsimport, når overskudsvarme substituerer kul. Foruden dette bliver Danmark også mindre afhængig af begrænsede brændsler såsom olie. Dette er positivt for fjernvarmeforbrugerne, idet fjernvarmepriserne eksempelvis bliver mindre sårbare over for politiske konflikter, der kan påvirke importen af brændsler og prisen på det importerede brændsel. Ligeledes er en mindre afhængighed af begrænsede brændsler også positivt for samfundet. Det kan argumenteres, at forsyningssikkerheden på nationalt niveau skal prissættes i samfundsøkonomiske analyser, uanset om denne er en positiv eksternalitet eller positiv konsekvens. Forsyningssikkerheden prissættes dog ikke i nærværende projekt, da værdien af denne er vanskelig at bestemme. Dette kan medføre, at de samfundsøkonomiske gevinster undervurderes, og at det endelige beregnede potentiale dermed ligeså undervurderes. Som det er belyst her, er forsyningssikkerhed en positiv eksternalitet/konsekvens på nationalt niveau. Det kan dog argumenteres, at forsyningssikkerhed på lokalt niveau samtidig er en negativ eksternalitet, hvilket beskrives senere i dette afsnit. Positiv eksternalitet: Billigere varer i dagligvarebutikkerne Efter at investeringen er tilbagebetalt for dagligvarebutikkerne, tjener disse, fra et butiksøkonomisk perspektiv, på leveringen af overskudsvarme. Varerne i dagligvarebutikkerne kan dermed potentielt blive billigere. Dette er en positiv eksternalitet for kunderne, da de hermed får flere penge til andet forbrug. Denne eksternalitet medtages dog ikke i den samfundsøkonomiske analyse, da projektgruppen ikke kan vurdere, hvorvidt indtjeningen reelt vil medvirke til billigere dagligvarer. Udeladelsen heraf kan medføre, at gevinsterne undervurderes, og at det endelige beregnede potentiale dermed også undervurderes. Negativ eksternalitet: Udledning af drivhusgasser Udledning af drivhusgasser betragtes i samfundsøkonomisk forstand som en negativ eksternalitet, da producenterne, der er skyld i udledningen af disse, ikke møder konsekvenserne af på- 26
4 Metode og teori virkningerne i fuldt omfang. I projektscenariet vil der forekomme en mindskelse i udledningen af drivhusgasser i forhold til udgangspunktet, og dette er en positiv konsekvens af de transaktioner, der foregår jf. Figur 4. Drivhusgasser beskrives dog stadig som en negativ eksternalitet, da de eksterne personer er uden for indflydelse, men stadig påvirkes negativt ved udledning af drivhusgasser. Udledningen af drivhusgasser er således en negativ eksternalitet i projektscenariet, men blot i mindre grad end i den nuværende situation. Ved forbrænding på fjernvarme- og kraftvarmeværker udledes bl.a. drivhusgasserne CO 2 (kuldioxid), CH 4 (metan) og N 2O (lattergas) (Energistyrelsen, 2012). Disse har forskellige påvirkninger på klimaet grundet deres forskellige effekter og levetider i atmosfæren. Påvirkningen udtrykkes ved CO 2-ækvivalens, som er effekten i forhold til den mængde CO 2, der ville skabe den samme opvarmning. Metan udgør 25 CO 2-ækvivalenter, og lattergas udgør 298 CO 2- ækvivalenter (Energistyrelsen, 2013 [C]). Da det ikke har været muligt at finde estimeringer af samfundsøkonomiske omkostninger for udledning af CH 4 og N 2O, er CO 2 den eneste drivhusgas, der medregnes i den samfundsøkonomiske analyse. En negativ konsekvens af CO 2-udledningen er global opvarmning, hvilket har konsekvenser for miljøet i form af eksempelvis tab af biodiversitet og nedbrydning af økosystemer. Dette er problematisk, da økosystemer og biodiversitet er vigtige elementer, der medvirker til at afbøde klimaforandringer (Den Europæiske Union, 2009). Disse negative konsekvenser af CO 2- udledningen, herunder global opvarmning, bliver dog mindre, i og med CO 2-udledningen mindskes i projektscenariet sammenlignet med den nuværende situation. Der er fra politisk side indført CO 2-kvoter, hvor EU har fastlagt en grænse for, hvor meget CO 2 medlemslandende må udlede. CO 2-kvoterne uddeles mellem virksomheder. Virksomhederne kan handle med CO 2-kvoterne, hvilket skal skabe økonomisk incitament til at reducere deres CO 2-udledning. Det kan dermed argumenteres, at markedet, ved indførelsen af CO 2-kvoter, faktisk tager højde for miljøeffekterne ved CO 2, og at udledningerne således ikke længere er en eksternalitet. CO 2-kvotesystemet kritiseres dog i høj grad af eksperter, der mener, at CO 2- kvotepriserne er for lave og ineffektive, og at CO 2-kvotepriserne ikke afspejler den korrekte samfundsøkonomiske omkostning forbundet med CO 2-udledning (Nielsen, 2011). Ved kvotesystemets etablering i 2005 var der en politisk forventning om en pris på 30 euro pr. ton CO 2, men i 2013 var prisen, delvist som et resultat af den økonomiske krise, nede på knap 4 euro pr. ton CO 2 (Politiken, 2013). På baggrund af, at CO 2-kvotepriserne ikke afspejler den korrekte samfundsmæssige pris, betragtes CO 2-udledning derfor stadig som en negativ eksternalitet. Negativ eksternalitet: Luftforurening Luftforurening betragtes i samfundsøkonomisk forstand som en negativ eksternalitet, da værker m.fl. der er skyld i dette, ikke møder konsekvenserne af påvirkningerne i fuldt omfang. I projektscenariet vil der forekomme en mindskelse i luftforurening i forhold til udgangspunktet, og dette er en positiv konsekvens af de transaktioner, der foregår jf. Figur 4. Luftforurening beskrives, ligesom drivhusgasser, dog stadig som en negativ eksternalitet, da de eksterne personer er uden for indflydelse, men stadig påvirkes negativt af luftforureningen. Luftforening er dermed en negativ eksternalitet i projektscenariet, men blot i mindre grad end i den nuværende situation. Når fossile brændsler og affald afbrændes på kraftvarme- og fjernvarmeværker udledes svovldioxid (SO 2) kvælstofoxider (NO x) og fine partikler op til 2,5 μm i diameter (PM2,5) 27
4 Metode og teori (Energistyrelsen, 2012). Selvom ikke alle borgere i Danmark er tilkoblet fjernvarmenettet, påvirkes alle danske borgere af forureningen, ligesom luftforureningen ikke kun rammer nationalt, men også internationalt. Selvom luftforureningen er en negativ eksternalitet, repræsenterer projektscenariet en reduktion af denne. Der er nogle afledte konsekvenser af denne eksternalitet såsom sur-regn, der ødelægger skove, og konsekvenser i form af sygdomme såsom astma (Astma-Allergi Danmark, u.d.). De fine partikler medtages ikke, da Energistyrelsen ikke har opgivet emissionskoefficienter for disse og det ikke har været muligt at finde andre generelle værdier. Derfor er det kun skadesvirkningerne af NO x og SO 2, der medregnes i projektets samfundsøkonomiske analyse. Negativ eksternalitet: Forsyningssikkerhed lokalt niveau En del af varmeproduktionskapaciteten lægges i projektscenariet ud til andre aktører end fjernvarmeselskaberne, idet det her er dagligvarebutikkerne, der bidrager med en delmængde af varmen. I den nuværende situation er den energimængde, som dagligvarebutikkerne kan levere i projektscenariet, produceret med andre brændsler på fjernvarme- og kraftvarmeværker. Over den seneste 10-årige periode (2003-1013) er det totale antal af dagligvarebutikker i Danmark faldet med 4,8 %, i.e. 153 butikker. Dette skyldes primært, at dagligvarebutikker i de mindre byer og landdistriktsområder lukker ned i stigende grad. Derimod stiger antallet af dagligvarebutikker i de større byer (De Samvirkende Købmænd, 2014). Det viser sig herforuden, at flere butikker i Sønderjylland er lukket i de senere år, da flere kunder vælger at handle ind i grænsebutikkerne (RetailNews, 2013). Ud over dette forudsiger flere eksperter, at omkring 400 butikker lukker over de næste år, grundet ophævelsen af lukkeloven, hvilket gælder kiosker samt små købmænd og brugser, herunder bl.a. Dagli Brugsen og LokalBrugsen (Heggland, 2013). Dette bevidner således, at der er en vis usikkerhed i at lægge kapaciteten ud til dagligvarebutikkerne. Denne usikkerhed i at lægge kapaciteten ud til dagligvarebutikkerne påvirker dermed forbrugerne, da de i yderste tilfælde ikke kan få den varme de efterspørger. Dagligvarebutikkerne leverer deres overskudsvarme om sommeren, se afsnit 5.2 Udnyttelse af overskudsvarme. Samtidig skal fjernvarme- og kraftvarmeværkerne levere betydeligt mere varme om vinteren end om sommeren, da forbruget er højere om vinteren, og derfor er deres kapacitet dimensioneret efter forbruget om vinteren. Det betyder, at fjernvarme- og kraftvarmeværkerne har tilstrækkelig kapacitet af back-up, hvis dagligvarebutikkerne lukker ned, og derfor ikke skal overdimensionere deres back-up, for at kunne bibeholde forsyningssikkerheden, hvorfor denne eksternalitet ikke har den store betydning. Forsyningssikkerheden prissættes dog ikke i nærværende projekt, da værdien af denne er vanskelig at bestemme. Dette kan medføre, at gevinsterne overvurderes, og at det endelige beregnede potentiale dermed også overvurderes. Af de oplistede eksternaliteter medregnes CO 2, NO x og SO 2 i den samfundsøkonomiske analyse. Projektgruppen er ikke bekendt med yderligere eksternaliteter end de, der er fremført i dette afsnit, men udelukker ikke, at der eksisterer andre. 28
5 Overskudsvarme fra dagligvarebutikker OVERSKUDSVARME FRA DAGLIGVAREBU- TIKKER Overskudvarmen undersøgt i dette projekt produceres som et biprodukt fra køling af fødevarer i dagligvarebutikker. Udnyttelsen af denne er først og fremmest en teknisk løsning, der kræver forståelse for køleprocessen og de komponenter, der gør det muligt at anvende overskudsvarmen i fjernvarmenettet. I følgende afsnit gennemgås de tekniske forhold, der muliggør varmegenvinding fra køleanlæg og videre tillader, at denne overskudsvarme kan udnyttes i fjernvarmenettet. VARMEPRODUKTION I KØLEANLÆG Et køleanlæg fungerer grundlæggende ved at flytte varme fra et sted til et andet, i dette tilfælde fra kølemontre og -diske og ud til omgivelserne. Dette gøres ved at udnytte det energioptag og den frigivelse af energi, der er forbundet med stoffers faseskift mellem flydende og gasform. Konkret anvendes et kølemiddel som det stof, der transporterer varmen rundt i kredsprocessen. Dette kølemiddel cirkulerer i et system, der overordnet set kan siges at bestå af fire komponenter; kompressor, kondensator, ekspansionsventil (indsprøjtningsventil) og fordamper, se Figur 5. Figur 5: Køleprocessen og de fire komponenter. Kilde: (Den Store Danske, u.d.). 29