Att mäta och hantera energisäkerhet

Transkript

1 Att mäta och hantera energisäkerhet Energisäkerhet i lokala och globala energisystem 18 januari 2011 Kristofer Jakobsson 1 Att mäta energisäkerhet If you cannot measure it, you cannot improve it Kristofer Jakobsson 2 1

2 Vågskålen Bristande energisäkerhet innebär kostnader. Att förbättra energisäkerheten innebär också kostnader. optimeringsproblem Kristofer Jakobsson 3 Ellagen om ersättningsansvar 10 Om överföringen av el avbryts helt under en sammanhängande period om minst tolv timmar har elanvändaren rätt till avbrottsersättning. 12 När avbrottsersättning beräknas ska en period med avbruten överföring av el (avbrottsperiod) anses avslutad vid den tidpunkt då avbrottet upphört, om överföringen därefter har fungerat oavbrutet under de närmast följande två timmarna. Avbrottsersättningen ska för en avbrottsperiod om minst tolv timmar och högst tjugofyra timmar betalas med 12,5 procent av elanvändarens beräknade årliga nätkostnad, dock lägst 2 procent av prisbasbeloppet enligt 2 kap. 6 och 7 socialförsäkringsbalken avrundat till närmast högre hundratal kronor. Om avbrottsperioden är längre än tjugofyra timmar ska för varje därefter påbörjad tjugofyratimmarsperiod ytterligare ersättning betalas med 25 procent av elanvändarens beräknade årliga nätkostnad, dock lägst 2 procent av prisbasbeloppet avrundat till närmast högre hundratal kronor. Avbrottsersättningen ska för en avbrottsperiod uppgå till högst 300 procent av elanvändarens beräknade årliga nätkostnad. Lag (2010:1269). Kristofer Jakobsson 4 2

3 Kostnader för företag Utebliven produktion Materiella skador Kristofer Jakobsson 5 Försämrad levnadsstandard Användarnas betalningsvilja för att undvika avbrott, Willingness To Pay (WTP) Carlsson & Martinsson, 2007 Kristofer Jakobsson 6 3

4 Andra kostnader? Nigeria: Number of Power Outages in a Typical Month If there were outages, Duration of Power Outages (hours) 8.20 Value Lost Due to Power Outages (% of Sales) 8.92 If a generator is used, Electricity from Generator (%) * World Bank Enterprise Surveys, 2007 Kristofer Jakobsson 7 Lefèvre, 2010 Kristofer Jakobsson 8 4

5 Marknadskoncentration Herfindhal-Hirschman Index (HHI): HHI i 2 S i S i = marknadsandel för producent i HHI = 0 perfekt konkurrens HHI = 1 monopol Kristofer Jakobsson 10 5

6 Diversitet Med avseende på: Energikällor Leverantörer Kvantifieras ofta med Herfindhal- Hirschman Index Kristofer Jakobsson 11 Energipriser 120 Crude oil price Oil price (2009$) BP Statistical Review of World Energy 2010 Kristofer Jakobsson 12 6

7 Importberoende Andel av den inhemska energianvändningen som importeras. Kristofer Jakobsson 13 Finansiell sårbarhet Oljeimport som procent av BNP år 2003 (oljepriset var då $29, idag är det $90) Etiopien 4.3% Liberia 8.1% Sierra Leone 8.6% Niger 2.1% Moçambique 2.7% Ghana 4.4% Uganda 1.7% Tanzania 2.2% Kenya 3.8% Senegal 5.0% Botswana 1.7% Mauritius 4.2% Sverige 1.3% Källa: Världsbanken, The Vulnerability of African Countries to Oil Price Shocks 7

8 Energiintensitet Energiförbrukning i relation till BNP Jakobsson, Oil use and economic development in Sub-Saharan Africa Kristofer Jakobsson 15 Aggregerade index Flera varianter har föreslagits Vanligtvis en viktad summa av enklare indikatorer Fortfarande används nästan enbart enkla indikatorer som beslutsunderlag Kristofer Jakobsson 16 8

9 Elnätet: 15 indikatorer Produktionens fördelning på energibärare och kraftslag Effektbalans Installerad effekt per produktionsslag och huvudbränsle Förändring av installerad effekt Överföringskapacitet gentemot andra länder Självförsörjningsgrad Nordiska vattenkraftens produktionsförutsättningar Elpriset på Nordpools spotmarknad Elpriset på Nordpools terminsmarknad Marknadssignaler beträffande byggande av ny produktion Avbrott i distributionen Lokalnätsstruktur (fördelning på ledningstyper) Rörliga elavtal för ökad försörjningstrygghet Linjereparatörer Antal reservkraftaggregat och total effekt Energimyndigheten, 2007 Kristofer Jakobsson 17 Energimyndighetens kriterier Koppling till ett angivet mål. Så enkelt som möjligt mäta den utveckling som ska visas. Noga utformad så att den verkligen mäter det som avses. Begränsat antal. Tydligt definierade. Helst baserade på officiell statistik. Spårbarhet vad gäller kedjan från källdata till färdig indikator. Energimyndigheten: Guide till indikatordjungeln 9

10 En beslutsgrundande indikator bör vara: 1. Överskådlig 2. Informationsrik Mål att nå balans mellan krav 1 och 2. Beslutsteori Deskriptiv beslutsteori: Hur fattas beslut i praktiken? Normativ beslutsteori: Vad är det bästa beslutet? Kristofer Jakobsson 20 10

11 Beslut under säkerhet Regel: Maximera nyttan U (kräver endast rangordning av utfallen) händelser beslutsalternativ Fel inträffar Beredskap Liten skada (u = -5) Ej beredskap Stor skada (u = -10) Beslutsmatris utfall Kristofer Jakobsson 21 Beslut under risk Tänkbar regel: Maximera förväntad nytta E(U) = u 1 *p 1 + u 2 *p 2 + P(fel) = 0.2 Fel inträffar Fel inträffar inte Beredskap -5 * * 0.8 Ej beredskap -10 * * 0.8-5*0.2+(-2)*0.8= *0.2+0*0.8=-2.0 Kristofer Jakobsson 22 11

12 Beslut under risk i flera steg Beslutsträd Beslut 1 händelse 1 beslut 2 Kristofer Jakobsson 23 Villkor för optimering Utfallen kan rangordnas samt tilldelas absoluta värden Sannolikheterna för möjliga händelser är kända Värsta utfallet måste vara acceptabelt Kristofer Jakobsson 24 12

13 Risk: Knights definition It will appear that a measurable uncertainty, or risk proper, as we shall use the term, is so far different from an unmeasurable one that it is not in effect an uncertainty at all. We shall accordingly restrict the term uncertainty to cases of the nonquantitive type. - Knight, 1921 Risk: mätbar, definierad av sannolikhetsfördelning Osäkerhet: icke mätbar Kristofer Jakobsson 25 Exempel på kvantifierbar risk Centrala gränsvärdessatsen: X {1,2,3,4,5,6} E( X ) 3.5 X X N X, n Kristofer Jakobsson 26 13

14 Beslut under osäkerhet Även sannolikhetsfördelningen är osäker. Går ibland att definiera ett intervall med möjliga värden på sannolikheten. Kristofer Jakobsson 27 Beslut under osäkerhet Tänkbar regel: Maximin / minimax: minimera största tänkbara förlusten P(fel) = 0.2 Fel inträffar Fel inträffar inte Beredskap -5 * * 0.8 Ej beredskap -10 * * Kristofer Jakobsson 28 14

15 Varför riskanalys? Undvika ekonomiska förluster Undvika välfärdsförluster och personskador Tillfredställa juridiska krav som ställs på samhällsviktig verksamhet Kristofer Jakobsson 29 Exempel: leveranssäkerhet i elnät Ellagen föreskriver att innehavare av nätkoncession gör årliga risk- och sårbarhetsanalyser samt åtgärdsplaner. Vid identifiering av riskkällor och uppskattning av risker ska en etablerad analysmetod användas. - Energimarknadsinspektionens författningssamling 2010:3 Kristofer Jakobsson 30 15

16 Riskanalys i sitt sammanhang Kristofer Jakobsson 31 Riskanalysens tre steg 1. Vad kan hända? (Riskidentifiering) 2. Vad är sannolikheten? (Frekvensanalys) 3. Vad blir konsekvenserna? (Sårbarhetsanalys) Kristofer Jakobsson 32 16

17 Definition av risk inom riskanalys Risk = Kombination av sannolikheten för en oönskad händelse och dess konsekvenser. Kristofer Jakobsson 33 Riskvärdering ALARP = As Low As Reasonably Practicable Kristofer Jakobsson 34 17

18 Riskmatris Doorman et al., 2006 Kristofer Jakobsson 35 Etablerade metoder, exempel Grovanalys Felträdsanalys Händelseträdsanalys Kristofer Jakobsson 36 18

19 Grovanalys Kvalitativ bedömning av tänkbara riskkällor, deras sannolikhet och konsekvenser Ofta använd som förstudie inför tillämpning av kvantitativa metoder Kristofer Jakobsson 37 Felträdsanalys Kristofer Jakobsson 38 19

20 Händelseträdsanalys Kristofer Jakobsson 39 Metoder sammanfattning Kristofer Jakobsson 40 20

21 Att välja metod 1. Välj metoder och verktyg som inte är mer arbetskrävande, kostsamma eller komplicerade än vad som är nödvändigt. 2. Välj metod utifrån vad som ska identifieras, beskrivas och bedömas. 3. Identifiera de beslut som ska fattas och vilket underlag som krävs för besluten, samt välj metod och verktyg utefter detta. 4. Välj metod och verktyg efter den detaljeringsgrad som behövs för de beslut som ska fattas. 5. Välj metoder och verktyg som är begripliga för beslutsfattare. Johansson, Magnusson & Jonsson, 2009 Kristofer Jakobsson 41 "Far better an approximate answer to the right question, which is often vague, than an exact answer to the wrong question, which can always be made precise." - J. W. Tukey (1962) Kristofer Jakobsson 42 21

22 Vidare läsning Räddningsverket, 2003 Hansson, 2005 Johansson & Jönsson, 2007 Johansson, Magnusson & Jonsson, 2009 Kristofer Jakobsson 43 22