sou · GPB377d2 · 2002-01-01 00:00:00 — I detta avsnitt lyfter vi fram några specifika frågeställningar med koppling till ett elcertifikatsystem i . Inledningsvis presen- teras den förnybara elproduktion som införs uteslutande tack vare certifikatsystemet. (Samma certifikatbubbla har utnyttjats i alla fyra scenarierna.) Därefter tar vi upp ett par konsekvenser av ett svenskt certifikatssystem ur nordiskt perspektiv. Den första är vilken elproduktion i det nordiska elsystemet som ersätts av den produktion som drivs in av det förutsatta certifikatsystemet. Den andra konsekvensen som lyfts fram är effekten av certifikat- systemet på de nordiska koldioxidutsläppen. 5.1Grön elproduktion till följd av certifikatsystemet I tidigare avsnitt har vi presenterat vilka elproduktionsalternativ som utnyttjas för att fylla upp den produktionsvolym som certifi- katsystemet kräver. Där framgår också hur mycket av de gröna elproduktionsalternativen som införs spontant, dvs. utan certifi- katsystemets krav. Det kan i detta sammanhang vara intressant att studera vilken elproduktion som införs uteslutande till följd av certifikatsystemet, dvs. skillnaden mellan förnybar elproduktion i då certifikatsystemet tillämpas och motsvarande produktion utan utnyttjande av certifikatsystemet. När vi diskuterar resultatet för fallet utan certifikatsystem avser vi ett läge helt utan riktade stöd till de aktuella gröna elproduk- tionsteknikerna. Vi avser alltså inte dagens situation med ett till- fälligt stöd till småskalig elproduktion, /kWh, miljöbonus till vindkraft, /kWh, och investeringsstöd till småskalig vattenkraft, vindkraft och biobränslekraftvärme. Vår uppgift har alltså inte varit att utvärdera certifikatsystemet i förhållande till dagens stödsystem. Figur 11 visar den introduktion av grön elproduktion som certi- fikatsystemet givit upphov till, jämfört med ett fall helt utan sär- skilda stöd till dessa tekniker. Vi har valt att redovisa den certifi- katsdrivna elproduktionen . För vardera scenario redovisas resultat från två representativa år. Figur 11 Grön elproduktion som tillkommit till följd av certifikat- systemet . I scenariot Normal leder certifikatsystemet till en ökning av grön elproduktion på ca . Detta motsvarar av den gröna elproduktionen i detta scenario. Resterande ut- nyttjas därmed spontant även utan certifikatsystemet. Certifikat- systemet bidrar till expansionen av samtliga gröna produktions- alternativ. tillkommer grön elproduktion till följd av certifikatsystemet. utgör detta mindre än hälften av den totala användningen av grön elproduktion. fikatsystemet bidrar på lång sikt framför allt till introduktionen av vindkraft, medan biobränslebaserat industriellt mottryck och av- fallsförbränning väljs även i ett fall utan certifikatsystem. Även en stor del av biobränslekraftvärmen och den småskaliga vatten- kraften införs spontant. Scenariot Elöverskott skiljer sig från Normal-scenariot genom ett , lågt elpris. (I Normal-scenariot stiger priset till följd av behov av ny produktionskapacitet orsakad av ökad el- efterfrågan i .) Det låga elpriset i scenariot Elöverskott medför att en avsevärt mindre mängd grön elproduktion införs spontant. Här motiveras av grön elproduktion av certifikatsystemet (). Jämfört med Normal-scenariot utnyttjas relativt lite vindkraft och största delen av den biobränslekraftvärme som utnyttjas är av typen bränslebyten. Båda dessa skillnader orsakas av ett minskat behov av ny elproduktions- kapacitet. Den längre avskrivningstiden för vindkraft som ingår i scenariot Vindkraft ger en större introduktion av vindkraft jämfört med Normal-scenariot. Vindkraften är dock inte tillräckligt billig för att vara konkurrenskraftig utan stöd. Utan certifikatsystemet införs alltså ingen vindkraft. Den förbättrade ekonomin för vindkraft, som den längre livslängden medför, leder dock till att vindkraft får en större roll inom certifikatsystemet, dvs. vindkraft utgör en rela- tivt sett större del av den gröna elproduktionen som certifikat- systemet tvingar in. Det som kommer in spontant i detta scenario utgörs, liksom i Normal-fallet av delar av avfallsförbränning, bio- bränslebaserat industriellt mottryck och kraftvärme samt småskalig vattenkraft. I scenariot Elöverskott har vi ansatt en obegränsad tillgång till elimport till det nordiska systemet till ett lågt pris. Även i scenariot Fossilbränsle blir elpriset relativt lågt till följd av att kraftvärme baserad på fossila bränslen blir billig och därigenom expanderar, särskilt i . Här sjunker också fjärrvärmepriset kraftigt. I dessa scenarier blir det svår för grön elproduktion att konkurrera och certifikatsystemet är då orsaken till det mesta av den introduk- tion av grön elproduktion som sker. 5.2Vad ersätter den gröna elproduktionen? Eftersom vi i våra beräkningar antagit en viss utveckling av elan- vändningen i (och i resten av ) kommer alltså den gröna elproduktion som certifikatsystemet tvingar in att ersätta annan elproduktion. Det är intressant att analysera vilken el- produktion som ersätts. Det vore ju exempelvis beklagligt om vindkraft som tvingas in av certifikatsystemet i ersätter samma mängd vindkraft som annars skulle byggts ut i . Figur 12 visar vilken elproduktion som tillkommer, respektive er- sätts i då certifikatsystemet införs i de fyra scenarierna. (För vart och ett av de fyra scenarierna redovisas resultat för två representativa år.) I Normal-scenariot är det i huvudsak kondensproduktion som ersätts av den gröna el som certifikatsystemet åstadkommer. Detta är dock inte hela sanningen. MARKAL-beräkningarna visar att viss kraftvärmeproduktion baserad på fossila bränslen också er- sätts, åtminstone . Detta framgår om man jämför med figur 3 i avsnittet ovan. Där tillkommer kraftvärme (inklusive industriellt mottryck). Av figur 12 framgår att kraft- värmeproduktionen i ökar med . Detta visar alltså att annan kraftvärmeproduktion försvinner till följd av den gröna elproduktion som introduceras till följd av certifikat- systemet. Även visar MARKAL att det till helt övervägande del är kondensproduktion som ersätts, men ca. av den vindkraft som tillkommer ersätter vindkraft i andra länder. Figur 12 Elproduktion som tillkommer, respektive ersätts, i då certifikatsystemet införs. (Beteckningen kraftvärme avser både kraftvärme som baseras på biobränslen och sådan som baseras på fossila bränslen.) I scenariot Elöverskott har vi ju antagit tillgång till billig elimport till , utan att gå in på hur denna producerats. Scenariot är i första hand till för att visa effekterna av ett lågt elpris. I dessa scenarier sker ingen utbyggnad av kondensproduktion i , eftersom den billiga elimporten istället utnyttjas. Därmed ersätter den gröna elproduktion som tvingas in inte heller någon kon- densproduktion, utan istället import till (som inte syns i figuren). I scenariot Vindkraft, med bra förutsättningar för vindkraft, är det nästan uteslutande kondensproduktion som ersätts av certifi- katsystemets gröna elproduktion. ersätts dock även vindkraft i andra nordiska länder. Scenariot Fossilbränsle karaktäriseras av kraftigt ökad konkur- renskraft för kraftvärmeproduktion baserad på fossila bränslen, främst i men också i övriga nordiska länder. Detta får till följd att den biobränslebaserade kraftvärme som införs till följd av certifikatsystemet till mycket stor del ersätter kraftvärme baserad på fossila bränslen. Även övrig grön elproduktion som införs till följd av certifikatsystemet, t.ex. industriellt mottryck, ersätter del- vis fossilbränslekraftvärme. är det endast en mindre mängd fossilkondens som ersätts, men ersätter den gröna elproduktionen ungefär till hälften fossilkondens. I huvudsak är det alltså i de flesta scenarier kondenskraftverk eldade med fossila bränsle som ersätts av den gröna elproduktion som certifikatsystemet driver in. I viss utsträckning utkonkurreras dock även kraftvärme baserad på fossila bränsle och vindkraft av denna tillkommande elproduktion. Ett sätt att undvika att grön elproduktion som införs till följd av ett svenskt certifikatsystem ersätter liknande produktion i grannländerna skulle vara att införa ett nordiskt certifikatsystem. Då skulle man kunna undvika att svensk certifikatmotiverad vindkraft ersätter t.ex. dansk vindkraft. skulle dock ett sådant nordiskt system kunna få till följd att exempelvis kraftvärme baserad på fossila bränsle skulle konkurreras ut. I ett avreglerat nordeuropeiskt elsystem kan man alltså inte utgå från att det uteslutande är kondensproduktion baserad på fossila bränsle som ersätts. Beräkningarna visar dock att det till övervägande delen är sådan kondensproduktion som ersätts då förnybar elproduktion tvingas in med hjälp av certifikatsystemet. 5.3Hur påverkas de nordiska koldioxidutsläppen? En bakomliggande tanke med det analyserade certifikatsystemet är att det skall bidra till miljömässigt bättre elproduktion. I första hand är det utsläppen av koldioxid som skall minskas. Det är i detta sammanhang intressant att studera certifikatsystemets effekt på de nordiska koldioxidutsläppen, särskilt mot bakgrund av diskussionen i föregående avsnitt. Figur 13 visar hur koldioxid- utsläppen förändras till följd av certifikatsystemet i tre scenarier.4 (Referensfallet utan certifikatsystem för respektive scenario utgörs av ett fall helt utan stöd till grön elproduktion i . Där ingår exempelvis inte vindkraftens miljöbonus. Figuren visar alltså inte koldioxidskillnaderna jämfört med dagens stödsystem.) 4 I scenariot Elöverskott har vi givit tillgång till billig importerad el utan några koldioxidutsläpp kopplade till densamma. Det blir därmed ointressant att i detta scenario kvantifiera effekterna på koldioxidutsläppen om ett certifikatsystem tillämpas Figur 13 Minskning av de nordiska koldioxidutsläppen till följd av certifikatsystemet, jämfört med ett fall utan stöd till svensk grön elproduktion. Av figuren framgår att certifikatsystemet har en tydligt begrän- sande effekt på utsläppen av koldioxid i . Kopplingen mellan hur mycket grön elproduktion som tvingas in och effekten på koldioxidutsläppen är också tydlig. 6 Resultat – viktiga parametrar Nedan ges en resultatredovisning för ett par av de parametrar som studerats. För var och en av parametrarna redovisas resultat både från scenarioanalysen och parameterstudierna. Figur 14 visar certifikatpriset för ett antal beräkningsfall. Dels de fyra scenarier som diskuterats ovan och dels några ytterligare fall med andra kombinationer av beräkningsförutsättningar. De nya beräkningsfallen bygger på följande beräknings- antaganden: BADCOND: Inga skatter på naturgas, lågt naturgaspris och import av el till det nordiska elsystemet tillåts till priset GAS: Lågt naturgaspris XTREM1: Import av el till det nordiska elsystemet tillåts till priset /kWh och fiktiv fjärrvärmeproduktion tillgänglig till priset /kWh XTREM2: Som XTREM1, men dessutom inga skatter på naturgas och lågt naturgaspris NOTAX: Inga skatter på fossila bränslen BADCOND2: Lågt naturgaspris och import av el till det nordiska elsystemet tillåts till priset /kWh XWIND: Livslängd för vindkraft och halverade invester- ingskostnader för vindkraft i Man kan förenklat dela in fallen i två grupper: de som innehåller stigande elpris till följd av behov av kapacitetsutbyggnad och de som har ett lågt elpris, t.ex. till följd av antagandet om obegränsad, billig elimport till . Certifikatpriset stiger i de allra flesta fallen till ungefär samma nivå inom 5–. Den första gruppen uppvisar därefter en utveckling med sjunkande certifikatpriser, medan den senare gruppen uppvisar konstanta, eller svagt stigande certifikatpriser. Förklaringen till detta uppförande är, som diskute- rats ovan, att ett stigande elpris hjälper till att betala för de elpro- duktionstekniker som tvingas in av certifikatsystemet. Ett lågt el- pris medför att en större del av kostnaden för elproduktionen från certifikatteknikerna måste bäras av intäkter från certifikat- systemet. Endast två av de presenterade fallen ger certifikatpris som passerar nivån /MWh. Det inträffar i fallen med tillgång till mycket billig el och fjärrvärme, XTREM1 och XTREM2. I dessa fall hamnar certifikatpriset runt /MWh. Orsaken är att en betydligt större del av de förnybara elproduktionsteknikernas kostnader måste bäras av certifikatsystemet. Fallet med mycket låga investeringskostnader för vindkraft som beräknats, XWIND, leder på medellång sikt till ett certifikatpris på /MWh, dvs. erfordrad elproduktion från de specificerade el- produktionsteknikerna uppnås spontant. har i detta fall certifikatsystemet ingen inverkan på elsystemet. (Systemet gör dock heller ingen skada.) Figur 14 Certifikatprisutveckling vid olika kombinationer av in- dataantaganden Figur 15 visar användningen av vindkraft i ett antal beräkningsfall där certifikatsystemet ingår. Av figuren framgår när utbyggnaden av vindkraft inleds och vilken nivå produktionen når upp till och olika kombinationer av beräkningsförutsätt- ningar. I de flesta fall dröjer introduktionen . Det är endast i fallet med extremt låga investeringskostnader för vindkraft (hälften av grundantagandet), fallet XWIND, som introduktionen kommer tidigare. Figur 15 Vindkraftutbyggnad vid olika kombinationer av indata- antaganden I detta avsnitt lyfter vi kortfattat fram några allmänna iakttagelser vi gjort med utgångspunkt från de genomförda beräkningarna. Vindkraft blir inte spontant lönsam i något fall utan certifikatsystem eller miljöbonus. Introduktionen av vindkraft kommer knappast igång med den antagna utformningen av certifikatsystemet. Certifikatpriset överstiger inte /MWh i något av de fyra huvudscenarierna. Dagens energiskattesystem innebär att skillnaden mellan pris på fjärrvärme- och elproduktion inte är så stor som den borde vara. (Värmeproduktionen är hårt beskattad, medan elproduktionen är i princip skattefri.) Detta innebär också att fjärrvärmepriset i de flesta fall ligger i intervallet 150–/MWh. Ett lägre fjärrvärmepris kan göra biobränslekraft- värme mindre konkurrenskraftigt och därmed skulle certifikat- priset bli högre. Certifikatsystemet i kombination med dagens skattesystem leder till att det kraftvärmeunderlag som fjärrvärmesystemet utgör, i stor utsträckning tas i anspråk för tekniker med lågt el- utbyte, t.ex. avfalls- och biobränslekraftvärme. Som ett räkne- exempel kan man anta att /år utnyttjas som kraft- värmeunderlag (resten täcks med spillvärme, hetvattenpannor för topplast, m.m.). Om vi antar att avfalls- och biobränsle- kraftvärme tillsammans har ett viktat alfa-värde på 0,4 blir el- produktionen /år. Om man istället utnyttjar kraft- värmeunderlaget för naturgaskraftvärme med ett alfa-värde på 1,2 blir elproduktionen istället /år, dvs. (Man kan invända att biobränslen kan förgasas och därmed möjliggöra höga alfavärden. är dock detta kommersiellt oprövad teknik.) 8Ett urval av resultaten från förstudien Som avslutning ger vi några resultat och slutsatser från den tidigare genomförda förstudien. Det gäller följande frågeställningar, som inte närmare berörts i huvudstudien: 1.Olika mängd certifikat för olika kraftslag 2.Olika utformning av certifikatbubblan 3.Summan av el- och certifikatpris Observera att vi i förstudien använt en MARKAL-databas för som dels har längre tidshorisont och längre tidsperioder (1995–2050, indelat i 7-årsperioder) än den MARKAL-databas som använts i huvudstudien, dels inte inkluderar de anpassningar av databasen med som gjorts exklusivt för huvudstudien. Det innebär att de kvantitativa resultaten från förstudien skall ses som mycket ungefärliga och inte heller helt jämförbara med huvudstudiens resultat. Flera av de kvalitativa resultaten och slutsatserna från förstudien är dock fortfarande giltiga och eftersom förstudien delvis innehöll andra frågeställningar än huvudstudien, finner vi det intressant att redovisa några av förstudiens resultat i denna slutrapport för projektet. En utförligare redogörelse för förstudien ges i Profus rapport: Förstudie för : - Inför analyser och simuleringar med MARKAL-modellen daterad 8.1Olika mängd certifikat per kraftslag För att undersöka effekten av andra modeller av certifikat, t.ex. om vissa kraftslag tilldelas fler eller färre certifikat per producerad kWh el, gjordes körningar där endast vindkraft och biokondens tilläts vara utfärdare av gröna certifikat. En körning gav både biokondens och vindkraft certifikatvikten ett (ett certifikat per kWh) och en annan gav biokondens vikten fem och vindkraft ett.5 Figur 16 och 17 visar resultaten av körningarna. Efterfrågan på certifikat visas i figuren av den breda linjen och ökar från 0 (1995) till (2051), vänstra axeln i figuren. Figur 16 Certifikatvikten ett för vindkraft och biokondens Certifikatpriset är mycket högre i figur 16 (högra axeln) än i de ovan redovisade scenarierna från huvudstudien. Detta förklaras av att de flesta av de förnybara alternativen här har uteslutits. I figur 16 syns dessutom tydligt det höga skuggpriset på certifikat i början som ett resultat av den begränsade vindkraftpotentialen, vilket leder till att biokondens måste byggas för att tillgodose efterfrågan på certifikat. Biokondens antas vara relativt dyr. Den höga spiken kan även förklaras som ett utslag för en viss brist i systemet vad gäller tillgången på biobränsle. I takt med den ökade potentialen för vindkraft hamnar skuggpriset på en lägre nivå. På lång sikt stiger återigen skugg- priset eftersom mer biokondens måste tillföras (vindkraften är be- gränsad till ca 18–på lång sikt, medan biokondens inte har några begränsningar, mer än att man får ta dyrare och dyrare bränsle i anspråk eftersom biobränslet är indelat i olika kostnads- klasser). Principiellt är detta ett mycket intressant resultat och det visar dessutom på en av MARKAL:s stora fördelar, nämligen att den optimerar flera system . En enklare systemmodell ser till certifikathandeln eller elhandeln var för sig. Med ett sådant synsätt, där ett system i taget betraktas, skulle man kunna förledas att tro att biokondens i fallet då den ges 5 certifikat per kWh fyller hela certifikatbubblan, eftersom det ger fem gånger så många certifikat och naturligtvis inte är fem gånger så dyrt alternativ. är det ju dock så att vindkraften är ett billigare elproduktionsalternativ, varför det finns skäl att tro att MARKAL, i en optimering, också beaktar vind- kraften. Resultatet kan vi utläsa ur figur 17, där vi dels kan konstatera att användningen av vindkraft minskat (jämfört med Normal- scenariot), dels att också biokondensen gjort det! Men eftersom vi skall räkna biokondensen fem gånger i certifikathandeln (vilket ej utritats i figuren) kan vi förstå att andelen certifikat som relateras till biokondensen ökat kraftigt. 5 Naturligtvis kunde vi också ha testad det omvända, att biokondens endast fick en femtedels certifikat för varje kWh, men det tillför inget extra värde eftersom vi endast ville analysera principiella konsekvenser av en differentierad certifikatutdelning Figur 17 Certifikatvikten ett för vindkraft och fem för biokondens Vi kan dessutom konstatera att mängden förnybar el (vindkraft + biokondens) är lägre i detta fall. Om en differentiering av certifi- katvikten införs, leder det alltså till att den direkta överens- stämmelsen mellan mängden producerad förnybar el och mängden efterfrågade certifikat upphör. Varje kWh biokondens ger i detta fall fem certifikat vilket gör att, givet en viss efterfrågan på certifikat, produktionen av förnybar el minskar. Eftersom man i förväg inte kan känna till vilken fördelning på olika produktions- slag som marknaden väljer innebär differentierade certifikat att man släppt kontrollen över producerad mängd förnybar el. Den totala produktionskostnaden för el (Mkr/år) och det speci- fika elpriset (kr/MWh) beräknas också av MARKAL. Total- kostnaden redovisas i figur 18 som skillnaden i systemkostnad (nu- värdet av totala produktionskostnader över hela perioden) mellan referensfallet (inga skatter, inga certifikat) och tre olika certifikat- fall (inga skatter): 1 för alla: tidsoberoende certifikat - alla förnybara energislag med och viktade med 1 1 bio 1 vind: tidsoberoende certifikat - vindkraft och bio- kondens, båda viktade med 1 5 bio 1 vind: tidsoberoende certifikat - vindkraft och bio- kondens viktade 5 resp. 1 Figur 18 Merkostnaden för certifikatsystemen. Samtliga system kräver certifikat motsvarande och (linjärt växande). Längst till vänster har alla gröna kraftslag certifi- katvikten ett. Stapeln i mitten innebär att endast vind och bio- kondens kan utfärda certifikat med vikterna ett. Stapeln till höger innebär detsamma men där biokondens har tilldelats certifikat- vikten fem istället. 1 bio 1 vind 5 bio 1 vind Totalkostnadsvärdena i figur 18 kan användas på flera sätt i resultatanalysen. Dels ger de en allmän uppfattning om vilka an- strängningar som krävs för genomförandet av olika scenarier, dels kan man utifrån totalkostnaden få en uppfattning om den allmänna kostnadsökningen på hela elkollektivet (eller energisystemet), av ett specifikt scenario. (Observera dock att de kostnader som redo- visas i figuren ovan är framtagna med en betydligt mer förenklad beskrivning än den som utnyttjats i huvudstudien.) I förstudien testades också andra typer av varierande certifikat- modeller, bl.a. i vilken takt man tvingar in produktion från för- nybar elproduktion. (Med andra ord hur erfordrat antal certifikat ökar .) Säsongsuppdelade certifikat (med olika pris för olika säsonger) studerades också, men bedömdes som mindre intressanta. Resultaten från MARKAL-körningarna med olika certifikat- modeller gav inga stora avvikelser i de kvalitativa resultaten. Där- emot fanns skillnader i de kvantitativa resultaten, exempelvis: Introduceras certifikathandeln snabbt och i stor skala stiger certifikatpriset också snabbt. Ju marknaden ges för anpassning desto högre blir kostnaden. Om antalet certifikat lämnas , sjunker certifikatpriset snabb till följd av antagna kostnadsminskningar för t.ex. vindkraft samt ökande behov av elproduktions- kapacitet. Om mycket stora mängder förnybar elproduktion erfordras via certifikatsystemet blir priset högt, eftersom tillgängliga potentialer uttöms och allt dyrare alternativ tas i anspråk. Vid mycket höga nivåer kan man i modellberäkningarna till slut nå ett läge där det inte längre finns någon möjlig lösning på pro- blemet, dvs. det finns inte tillräckligt mycket möjlig förnybar produktion för att täcka det som erfordras. 8.3Summan av el- och certifikatpris Certifikathandelns påverkan på elpriset ges också av MARKAL. För att beräkna elpriset till kund kan man införa ett korrigerat skuggpris på el som även inbegriper certifikatpriset enligt följande förenklade samband: pel, korr. = pel,cert + pcert*(Grön el)/(Total elförbrukning) där pel,cert står för skuggpris på el i fallet då certifikatsystemet tillämpas (se figur 20 nedan), pcert är certifikatpriset och kvoten (Grön el)/(Total elförbrukning) är förhållandet mellan produktion av grön el (= antalet certifikat om alla certifikatutfärdare har vikten 1) och den totala elförbrukningen. Därmed fås resultat enligt figur 19. Figur 19 Skuggpriset på el, inklusive certifikatpris (pel,korr) Figur 19 visar att certifikathandeln höjer priset på el (pel,korr), vilket är ett rimligt resultat. Vi ser det genom att det korrigerade skuggpriset på el generellt ligger högre än skuggpriset för refe- rensfallet utan certifikatsystem. Ett annat principiellt viktigt resultat som testkörningarna med MARKAL visar är att införandet av en certifikathandel i princip sänker marginalkostnaden för elproduktion, givet att certifikat- marknaden är aktiv. (Marginalkostnaden för elproduktionen kan också förbli oförändrad, om samma produktionsalternativ ligger på marginalen vare sig certifikatsystemet tillämpas eller ej.) Vi kan schematiskt illustrera resultatet så här: Det bekräftar de schematiska figurer som ELCERTH:s sekretariat satt upp.