sou · H1B346 · 2013-06-14 00:00:00 — Om hela behovet av hushållsel skulle täckas för ett småhus, skulle solceller med en yta på behövas. Detta innebär att drygt hälften av takytan på en genomsnittlig villa skulle behöva användas. I praktiken är det bara lämpligt att använda takyta vänd mot söder för solpaneler. Takytan blir därför ofta begränsande även för fastigheter med elvärme. För många fritidshus skulle det också kunna bli intressant med solkraft. Den genomsnittliga elanvändningen i ett fritidshus är ungefär 4,1 MWh , vilket ger ett behov av solceller. Detta stämmer ungefär med den takyta som är riktad mot söder på ett normalt fritidshus. Överskottet från småhus och fritidshus bedöms bli relativt stort. Enligt Energimarknadsinspektionen (2010) uppgick den installerade effekten till 8,8 MW , varav 3,6 MW var nätanslutna solceller. Den årliga produktionen är drygt 7 GWh. Detta stämmer överens med de skattningar (2010) har . Detta kan jämföras med uppgifter om elcertifikatberättigade solcellsanläggningar som hade en installerad effekt på 0,575 MW och en årlig produktion på 0,275 GWh (, 2011). Figur 11 presenterar utvecklingen av den installerade effekten av solkraft i baserat på data från IEA (2011). Som figuren indikerar har installationen av icke-nätansluten effekt haft en relativt jämna utvecklingstakt. För nätansluten effekt skedde dock en kraftig expansion efter 2006. Den installerade effekten solkraft fortsatte att öka med en totalt installerad effekt på 4,3 MW (jämfört med 2,7 MW ). Tillgången på vindkraft beror främst på vindenergitillgången där skillnaden mellan bra och dåliga vindlägen är betydande. För att kunna bedöma elproduktion från vindkraftverk måste hänsyn bland annat tas till vindhastigheten och till vindhastighetens fördelning över året. Som Figur 12 indikerar har både den genomsnittliga effekten och elproduktionen per vindkraftsverk ökat markant . Källa: Elforsk och (2012). Betydelsen av dessa faktorer kan illustreras med det faktum att om vindhastigheten fördubblas ökar vindens energiinnehåll 8 gånger. Alternativt kan en ökning av medelvindhastigheten från 7 till öka den årliga elproduktionen med (beroende på modell, rotordiameter och vindens relativa fördelning över året). Ur ett effektivitetsperspektiv är det därmed viktigt att utnyttja platser med höga vindhastigheter innan andra platser exploateras (Bärring m.fl., 2000). I Tabell 3 redovisas en bedömning av utnyttjandetiden för en genomsnittlig lokalisering som motsvarar ett vindläge med ett vindenergiinnehåll på cirka 4 000 kWh per m2 och år (Bärring m.fl., 2000). Källa: Bärring m.fl. (2000). Vindförhållandena är den viktigaste förutsättningen för småskalig vindkraft. Förhållandena varierar kraftigt beroende på läge och höjd ovan mark. Baserat på information om antal sålda vindkraft- turbiner under 44 kW finns knappt 2 MW installerad effekt småskalig vindkraft. Den levererade energin från dessa verk ligger på cirka 3 GWh . I inledningen av 2010 fanns det cirka 450 vindkraftverk med en installerad effekt mindre än 44 kW (, 2010). Intermittentkraft (eller tillfällig kraft) kallas de kraftslag som varierar i produktionsnivån med tillgången på energikällan. De tydligaste exemplen är sol- och vindkraft som enbart har en elproduktion när solen är uppe, respektive när det blåser. Dessa kraftslag är beroende av reglerkraft för att balanseras i systemet. Intermittens är en viktig egenskap för de stora förnybara kraftkällorna som sol- och vindkraft. Det är förmodligen också en av de mest diskuterade och kontroversiella egenskaperna och som ofta beskrivs som ett stort hinder för en utbyggnad av förnybar el. Tidsaspekten och väderförhållandena är två viktiga orsaker till varför sol- och vindkraft kan betraktas som intermittenkraft. Produktionen från förnybara kraftkällor varierar vanligtvis över tiden på ett karaktäristiskt sätt. Emellertid skiljer sig denna karaktär åt mellan kraftslagen. Exempelvis, för solceller sker den huvudsakliga variationen med säsongs- och dygnsfluktuationer på grund av jordens rörelse runt sin egen axel och runt solen. Den andra orsaken till intermittens är väderförhållandena. Solljus till exempel dämpas på olika sätt innan de når jordens yta, främst på grund av spridning av molekyler och partiklar och absorption av gaser i atmosfären (, 2010). av solljuset dämpas på detta sätt. Andra förnybara kraftkällor har andra typer och orsaker till intermittens. För vindkraft följer variationerna de lokala vindförhållanden som orsakas av väder och särskilda lokala förhållanden såsom geografiska faktorer (bergskedjor och kuster). Jämfört med solkraft finns det däremot ingen bakomliggande systematisk variation. En viktig faktor som påverkar intermittensen är möjligheten att utjämna den sammanslagna produktionen från flera individuella och geografiskt spridda förnybara kraftkällor. väl studerat för vindkraft (Holttinen, 2004; Giebel, 2005; IEA, 2010). Men även mer generellt har studier visat på samma slutsats: geografisk spridning minskar variationen och ökar tillgängligheten. För solenergi har utjämningseffekten inte studerats särskilt ingående, även om vissa studier har skett som undersöker möjlig- heten att minska väderrelaterad intermittens (Wiemken, 2001; Otani m.fl., 1997). Hur intermittens påverkar kraftsystemet beror på vilken system- nivå som beaktas. Exempelvis, variationen från enskilda anläggningar kan ligga i obalans med den lokala efterfrågan. Det finns också ett återkommande utbyte med distributionsnätet i båda riktningarna. För vissa områden kan effekten bli marginell medan andra områden med en större utbyggnad av intermittentkraft kan få en påverka i både den totala belastningsbalansen och spännings- profilen. Intermittentkraft påverkar även högre systemnivåer, såsom regionalt eller nationellt. En elproduktion som varierar från timme till timme påverkar exempelvis schemaläggningen av andra produktionsenheter i systemet och överföring mellan geografiska områden (Holttinen och Hirvonen, 2005). Men eftersom elproduktionen planeras timme för timme baserat på förväntade efterfrågan, är det den oväntade avvikelsen från planerad produktion som måste hanteras. Dessutom, och ännu viktigare, eftersom ett kraftsystem kan bestå av ett antal intermittenta produktionsenheter, är det inte osäkerheten i enskilda inter- mittenta produktionsenheter som är viktigt. I stället är det osäkerheterna från den kombinerade intermittenta produktionen, efterfrågan och den konventionell elproduktion som måste beaktas (Milborrow, 2007). Frågan om vilken påverkan en ökande produktion av intermittentkraft har på det svenska kraftsystemet, är komplex och beror på många olika faktorer. (2010) studerar dels hur spänningsvariationerna i distributionsnät påverkas av en hög utbyggnadsgrad av distribuerad solkraftsproduktion, dels hur en storskalig solkraftsproduktion kan samvariera med vindkraft och hur det påverkar det svenska kraftsystemet på nationell nivå. (2010) utgår från att en stor del av tillgängliga tak- och fasadytor i det svenska byggnadsbeståndet utnyttjas, vilket skulle ge en maximal solkraftsproduktion på (givet en genomsnittlig verkningsgrad på för solcellerna). Mer än hälften av produktionen skulle ske i storstadsregionerna. De huvudsakliga slutsatserna är att lågspänningsnät i allmänhet verkar klara en hög penetrationsgrad av solkraft. När det gäller samvariationen med vindkraft, är storskalig sol- och vindkraft negativt korrelerade på alla tidsskalor, från timvisa till årsvisa variationer, men starkast på månadsbasis. (2010) visar vidare att en sammanlagd produktion av sol- och vindkraft kan ge en jämnare fördelning av producerad effekt över året, men att variationer från timme till timme alltid är större med en större andel solkraft. En överskottsproduktion av en hög andel sol- och vindkraft (upp till vardera) i det svenska kraftsystemet skulle framförallt öka exporten till utlandet, men även göra det lönsamt att ersätta bränslebaserad värmeproduktion och även kraft- värme i fjärrvärmenät med elvärme, vilket skulle minska använd- ningen av biobränsle men knappast främja energieffektiviserings- målet. En omfattande utbyggnad av solkraft bör därmed åtföljas av exempelvis en ökad exportkapacitet. En storskalig produktion av intermittenkraft ökar kravet på reserv- kraft, men inte i ett ett-till-ett förhållande. Med anda ord, en utbyggnad av intermittentkraft kräver inte en motsvarande utbyggnad av reservkraften. Några beräkningar indikerar att när vindkraft möter av efterfrågan måste reservkraften utökas med mellan av den fortsatta expansionen av vindkraftskapaciteten. Vid av efterfrågan ligger reservkraftens utökningskrav på 4–(Milborrow, 2007). För de nordiska länderna visar motsvarande beräkningar att om vindkraften står för av efterfrågan, måste reservkraftens kapacitet öka av vindkraftens fortsatta kapacitets- utbyggnad (Holttinen, 2004). Alla nya produktionsenheter, inklusive intermittenta, ökar den totala produktionskapaciteten. Ett viktigt övervägande är dock om produktionskapaciteten är tillgänglig när den behövs som mest. Många tidigare studier har studerat kapacitetkrediter på förnybar energi, främst för vindkraft (Giebel, 2005; , 2007). Kapacitetkredit kan beskrivas som förmågan av en produktions- enhet att bidra till efterfrågetoppar och till kraftsystemets till- förlitlighet. Normalt definieras den som den mängd konventionellt produktionskapacitet som kan ersättas med en viss mängd intermittentkraft med bibehållen försörjningstrygghet (Giebel, 2005; , 2007). Kritisk analys av riktade styrmedel Vi har sett hur prisbildningen på elmarknaden bör fungera för att resultera i en ekonomisk effektiv elproduktion. Det kan vara värt att påpeka att om elmarknaden inte är ekonomiskt effektiv, kräver elproduktionen mer av samhällets resurser än vad som annars hade varit fallet. För att bedöma kostnadseffektiviteten med ett riktat stöd till mikroproducenter av förnybar el i termer av minskad klimatpåverkan, måste det jämföras med andra lösningar som också minskar klimatpåverkan. Avsikten med detta kapitel är att kritiskt problematisera kring behovet, förutsättningarna och konsekvenserna av styrmedel riktade mot en utbyggnad av mikroproduktion av förnybar el. Ett riktat stöd till mikroproduktion innebär en subvention till småskalig förnybar elproduktion som huvudsakligen bedöms bestå av solcellsanläggningar. Förslaget om skattereduktion för mikro- producenter kommer därmed att betraktas som en subvention. Likt miljöskatter är det viktigt att motivera subventioner utifrån marknadsmisslyckanden. Utan ett identifierat marknadsmiss- lyckande innebär en subvention att marknaden snedvrids och orsakar samhällsekonomiskt ineffektivitet, dvs. vi slösar med våra gemensamma resurser. Subventioner i klimat- och energipolitiken motiveras bland annat av att en för hög skatt på koldioxid kan resultera i så kallat koldioxidläckage. I sådana fall kan subventioner till förnybar energi vara ett komplement. Förutom direkta subventioner är det framför allt två andra stödformer som använts för att öka mängden förnybar energi: (1) Elcertifikat som är en kvantitetsbaserad ersättning till producenter av förnybar el och; (2) Inmatnings- tariffer som är en prisbaserad ersättning till förnybar el. I har vi valt att införa ett elcertifikatsystem. En nackdel med elcertifikatsystemet är att det har visat sig fungera mindre bra för att främja ny teknologi jämfört med inmatningstariffer. De utvärderingar som gjorts pekar på att kvantitetsbaserade styrmedel (elcertifikat) gett större incitament till introduktion av förnybara alternativ med låga kostnader som vindkraft (relativt mogen teknik) medan prisbaserade styrmedel (inmatningstariffer) gett större incitament till dyrare teknologier som solkraft (relativt omogen teknik) (, 2012). Men har studier visat att elcertifikat och inmatningstariffer kan komplettera varandra på ett bra sätt. Om syftet är att öka mängden förnybar el snabbt, fungerar elcertifikat bättre än inmatningstariffer. Om syftet däremot är att på skapa en diversifierad portfölj av förnybar el, är förhållandet det motsatta. Elcertifikat och inmatningstariffer kan därför stödja olika delar av en tekniks marknadsmognad och bör därför ses som komplement till varandra. Emellertid kommer varken en förändring av det svenska (och norska) elcertifikatsystemet för att inkludera mikroproducenter eller möjligheterna att implementera inmat- ningstariffer att analyseras i denna rapport. Kapitlet fortsätter med en diskussion av olika typer av marknadsmisslyckanden och ett försök att identifiera vilket eller vilka av dessa som ett riktat stöd till mikroproducenter försöker rätt till. Sedan följer en analys av styrmedlens effektivitet. Kapitlet avslutas med en sammanfattande utvärdering av riktade styrmedel för en utbyggnad av småskalig förnybar elproduktion. Vilket är marknadsmisslyckandet vi försöker rätta till? Att ekonomer diskuterar marknadsmisslyckanden är vanligt, speciellt när det gäller motiv till marknadsingripanden. Ett marknadsmisslyckande är en situation där marknaden inte själv kan fördela samhällets resurser på ett samhällsekonomiskt optimalt sätt. Genom att korrigera för marknadsmisslyckanden kan samhället således spara resurser. Det finns många orsaker till varför marknadsmisslyckanden uppstår. De kan uppkomma på marknader med kollektiva varor, imperfekt konkurrens, asymmetrisk information och externa effekter. På väl fungerande marknader fungerar däremot priset som en signal på samhällsvärdet av olika aktiviteter och resurser. Effekter av energi- och klimatpolitiska styrmedel Avsikten med uppdraget är att föreslå ett regelverk som gör det enkelt för privatpersoner och mindre företag att investera i egenproducerad el och därmed bidra till omställningen av energisystemet i enlighet med uppställda energi- och klimat- politiska mål. Ett av dessa mål är en ökad andel förnybar el. Ett skäl till att stödja förnybar el kan vara att förnybara energikällor anses vara mer miljövänliga än till exempel fossilbaserad elproduktion, inte minst på grund av att utsläppen av koldioxid är lägre. De flesta studier visar också att det i regel är så, även om de olika förnybara kraftslagens miljökostnader också varierar mycket sinsemellan (t.ex. och , 2002). Ett huvudsakligt syfte med energi- och klimatpolitiska styrmedel är därmed att internalisera de externa kostnader som förknippas med med utsläpp av växthusgaser. I avsaknaden av lämpliga styrmedel, eller möjligheten att implementera lämpliga styrmedel, kan det vara motiverat att internalisera den konventionella elkraftens miljökostnader genom att i stället ge stöd åt förnybar el. Detta är vad som kallas ett näst- bästa alternativ. Men det klimatpolitiska argumentet för att specifikt stödja förnybar el är svagt. Koldioxidutsläppen från den svenska elkraftsektorn regleras främst av EU:s system med utsläppsrätter (EU ETS), och inom ramen för detta system bestäms de totala utsläppen av det totala antalet utsläppsrätter inom EU ETS. Detta innebär att om den svenska staten subventionerar förnybar elkraft, minskar utsläppen av koldioxid i denna sektor men nettoexporten av utsläppsrättigheter ökar och någon annan aktör inom EU ETS ökar sina utsläpp i motsvarande mån. Stödet till förnybar el leder således inte till någon global utsläppsminskning och därmed inte heller till någon reducerad klimatpåverkan. Stöd till förnybar el kan dock spela en annan klimatpolitisk roll i . Det kan förklaras av att inte valt att fullt utnyttja de flexibla mekanismerna inom Kyotoprotokollet. I stället definieras ett nationellt utsläppsmål. Det nationella utsläppsmålet innebär att koldioxidutsläppen i den handlande sektorn (de industrier som deltar i EU ETS) plus utsläppen från den icke- handlande sektorn inte får överstiga målnivån. Detta exemplifieras med att om utsläppen minskar i elkraftsektorn (genom en utbyggnad av småskalig förnybar elproduktion) kan vi tillåta en motsvarande ökning av utsläppen från den icke-handlande sektorn. Eftersom marginalkostnaden för att reducera utsläppen generallt är högre i den icke-handlande sektorn än i den handlande, innebär det i slutändan att ett utökat stöd till förnybar el kan vara kostnadseffektivt (m.fl., 2005; och , 2008; , 2009). Stöd till förnybar el kan med andra ord utgöra ett medel för att öka kostnadseffektiviteten i den svenska klimatpolitiken, men är sämre på att åstadkomma kontinuerliga utsläppsreduktioner av koldioxid. Huruvida marknadsmakt utgör ett marknadsmisslyckande på elmarknaden, har studerats i många studier och . En av orsakerna till uppmärksamheten är att elmarknaden har många av de egenskaper som gör att utövandet av marknadsmakt kan vara ett potentiellt problem, till exempel relativt få och stora företag, höga inträdesbarriärer, låg priskänslighet i efterfrågan och flaskhalsar i överföringskapaciteten. Möjligheterna för elproducenter att driva upp elpriset genom att begränsa produktionen i existerande anläggningar, så kallad kortsiktig marknadsmakt, har studerats av bl.a. och (2006) samt och (2005). Ett sätt att undersöka denna fråga är att jämföra det ideala prisutfallet (marginalkostnaden) med det pris som vi kan observera på . Resultaten visar generellt sett att de skattade marginal- kostnaderna är väl i paritet med de faktiska priserna på elmarknaden samt att de avvikelser som finns är svåra att härleda till utövandet av marknadsmakt. Överlag finns ringa stöd för att de nordiska elproducenterna utnyttjar sin storlek och pressar upp priset på el. Vissa studier visar dock att elbolagen ibland har möjlighet att utnyttja flaskhalsar i överföringskapaciteten för att utöva lokal marknadsmakt (och , 1995). Det kan även finnas en möjlighet för företagen att utöva marknadsmakt i sina investeringsbeslut. Om inträdesbarriärerna för nya företag är höga, kan det vara lönsamt för de existerande elproducenterna att undvika (eller skjuta på) investeringar för att på så sätt hålla uppe priset. Denna aspekt av marknadsmakt har inte studerats särskilt ingående på den nordiska elmarknaden. I en studie diskuteras dock de eventuella problemen med denna så kallade långsiktiga marknadsmakt (och Tangerås, 2011). Enligt studien finns det en rad etableringshinder, ofta av politisk karaktär. Om långsiktig marknadsmakt utövas, kan det finnas motiv för statligt stöd till en utbyggnad av småskalig elproduktion som därmed reducerar elproducenternas möjligheter att hålla uppe elpriset genom att underinvestera i ny produktions- kapacitet. Positiva spridningseffekter av tekniskt lärande och ny information Klimatanpassningen är avhängigt utvecklingen av energiteknik med mycket låg eller inget koldioxidutsläpp. Klimatpolitiken ger, via sina styrmedel, ett incitament att utveckla sådan teknik. Men frågan är om de stimulerar till teknisk utveckling och innovationer i en samhällsekonomiskt effektiv omfattning. Det finns två skäl – ett ekonomiskt och ett politiskt – till varför svaret på denna fråga kan vara nekande. Det politiska skälet innebär att det kan vara svårt för politikerna att fullt ut internalisera de externa miljökostnaderna från elproduktionens koldioxidutsläpp. I en sådan situation blir incitamenten för att utveckla ny teknik med lägre koldioxidutsläpp svaga och i stället för att då fullt ut beskatta koldioxidutsläppen, kan staten välja att subventionera tekniker utan koldioxidutsläpp. Emellertid uppstår det andra problem med att subventionera tekniker utan koldioxidutsläpp. (2008) visar att en utpräglad teknikpolitik främst ska ses som ett komplement – och inte som ett substitut – till en miljöpolitik som beskattar förorenaren. Det ekonomiska skälet till varför klimatpolitiken kan under- stimulera teknisk utveckling utgår från att teknisk utveckling ofta är en kollektiv nyttighet. Det vill säga, när den väl är framtagen kan den användas av flera aktörer. Den enskilda aktören som tagit utvecklingskostnaden kan således inte alltid tillgodogöra sig alla fördelar av sina utvecklingsansträngningar utan dessa spiller över till andra aktörer. Detta reducerar incitamenten för teknisk utveckling, vilket kan resultera i för låga utvecklingsansträngningar i förhållande till vad som är samhällsekonomiskt motiverat (Jaffe m.fl., 2003). I energisektorn – och inte minst för solkraft – genereras omfattande kollektiv information via tekniskt lärande i takt med ökad användning och produktion. Existerande styrmedel för att internalisera dessa spridningseffekter av innovationer, FoU och andra informationsgenererande åtgärder – såsom patent – är ofta otillräckliga, bland annat eftersom mycket av den kollektiva information som genereras är svår att omsätta i patentinbringande innovationer. Det kan således förekomma (icke-internaliserade) positiva spridningseffekter i utveklingsarbetet av förnybar energi- teknik som kan motivera ett explicit stöd. Ett argument som förekommer när det gäller stöd till förnybar el i är det så kallade infant-industry-argumentet. Argumentet bygger på viljan att bygga upp en internationellt framgångsrik exportsektor som bidrar med höga exportinkomster. Med andra ord, genom att med statligt stöd bygga upp en framgångsrik exportsektor, som initialt har för höga kostnader för att vara privatekonomiskt motiverad, men som återbetalar sig genom exportinkomster kan öka den samhällsekonomiska effektiviteten. De danska offentliga satsningarna på vindkrafts- industrin kan vara ett exempel på en industripolitisk åtgärd med tvetydiga samhällsekonomiska resultat. m.fl. (2003) argumenterar exempelvis för att satsningarna på vindkrafts- industrin under är ett bra exempel på en samhällsekonomiskt lönsam industripolitisk åtgärd, medan (2001) ifrågasätter satsningarnas samhällsekonomiska värde. En annan studie visar att subventioner till koldioxid- reducerande sektorer i syfte att öka exporten från dessa har relativt litet empiriskt stöd (Greaker och , 2005). Argumentet bygger också på att en ökad export har ett egenvärde från ett samhällsekonomiskt perspektiv. Enkelt uttryckt exporterar ett land varor och tjänster för att kunna importera andra varor och tjänster. Potentiella obalanser i dessa handelsflöden hanteras dessutom bäst med makroekonomisk politik, inte med specifika industripolitiska åtgärder. I sammanhanget är det också viktigt att poängtera att en aktiv industripolitik kan och bör resultera i att nya industrier växer fram, som en stor del av den tekniska utvecklingen kan ske i de nya industrierna. Men medan det kan finnas samhällsekonomiska skäl för en aktiv industripolitik i syfte att reducera kostnaderna för att uppnå exempelvis klimat- och energipolitiska mål, finns det lite som talar för att det utöver det finns skäl att med statliga medel hålla den industrin som levererar tekniken kvar i landet. (2009) menar att , från ett samhällsekonomiskt perspektiv, bör fokusera sin export på de sektorer där vi har komparativa fördelar. Detta är något som marknadsmekanismerna klarar bäst att lösa, utan statliga marknadsingripanden. Det viktiga är att tekniken utvecklas – samt att marknaderna fungerar effektivt. Men det är mer eller mindre betydelselöst om produktionen sker i eller utomlands. Andra argument som används för att motivera ett explicit stöd till förnybar el, exempelvis sysselsättning, regional utveckling, resursuttömning och självförsörjning, diskuteras av och (2006). De konstaterar i samtliga fall att det inte finns några tydliga tecken på marknadsmisslyckanden. De starkaste ekonomiska argumenten går i stället att hänföra till klimat- och energipolitiska målsättningar med en kompletterande teknikpolitik. introducerades elcertifikatsystemet som syftar till att främja produktion av el från förnybara energikällor. Elcertifikat- systemet ersatte tidigare investeringsstöd för förnybara energi- källor. I teorin stödjer elcertifikatsystemet även solcells- installationer, men få solcellsinstallationer kan sägas ha tillkommit som ett resultat av det stödet (, 2010).