Vattenkraft-historia-idagframtid

Transkript

1 Vattenkraft-historia-idagframtid Mikael Sundby, Vattenfall Inledning Vattenkraftshistoria historia Hur används hydrologiska prognoser av ett kraftföretag? Kraftsystemet idag Avregleringen Vad bestämmer elpriset? Vattenkraftens roll Optimering av vattenkraft Framtiden för vattenkraft 1

2 Presentation Vattenfall Sverige största och enda större helsvenskt ägda energiföretag Europas femte största när det gäller el, nummer 1 i värmekraft-verksamhet i Tyskland, Polen, Finland, Danmark, Holland, UK. 4 anställda. 83 i Sverige Producerar ca 2 TWh vattenkraft, kärnkraft och värmekraft I Sverige ca 1 vattenkraftstationer, 8 GW installerad effekt, medelproduktion 33 TWh, totalt magasin 2 TWh Har hydrologikompetens inom elproduktion, vattenkraft, konsultverksamhet och trading Vattenfall organisation Facts of today Number of employees: 4,26 Net sales: 25,47 M SEK Operating profit: 27,938 M SEK Electricity generation: TWh Heat generation: 37.9 TWh Number of customers: 7,5 million electricity 2 million gas Vattenfall is a leading European energy company Operations in eight markets Number 5 in electricity generation Number 1 in heat production 2

3 Historisk tillbakablick Vattenkraften har mycket gamla anor, minst 5 år. Historisk tillbakablick Reglerades g i Sverige redan i landskapslagarna Industriellt i kvarnar mm, dokumenterat minst 1 år. Stor skillnad över Europa tydlig nord-sydlig dimension. 3

4 Historisk tillbakablick Bergdriften g ledde till mycket starkt ökat nyttjande av vattenkraft i främst mellansverige från 15 talet, Gustav Vasa reglerade nyttjandet. På 17 talet vidareutvecklade Polhem teknik för att överföra kraften via stånggångar mm Historisk tillbakablick Begynnande industrialisering av Sverige under slutet av 18-talet och början av 19-talet krävde allt mer kraftproduktion och utveckling av teknik för distansöverföring av kraft (ASEA) Landet hade i princip två val för att lösa sitt kraftbehov (utvecklingsbehov från i ett europeiskt perspektiv p u-land till ett industriland), nämligen Vattenkraft - Kolkondens. De delar av Europa som saknade vattenkraftresurser valde kol 4

5 Historisk tillbakablick Vattenkraften byggdes ut på statliga direktiv - bygg! Enbart tillgången till kapital och tillfälliga nergångar i ekonomin (börskrasch och krig) stoppade tillfälligt utbyggnaden. Staten bildade Staten Vattenfallsverk 199 för att säkra statens tillgångar och ägande av produktionen, ca 5 %. TWh Historisk tillbakablick CHP Nuclear Cond Hydro (jan. -99) 5

6 Vattenkraftutbyggnad I Sverige 4, 3,5 ower Addition (TWh) Annual P 3, 2,5 2, 15 1,5 1,,5 Björn Norell, Year Miljö - Varför blev det som det blev Som en konsekvens av det föregående byggdes vattenkraften ut med avsikten att producera så mycket kraft som möjligt med bästa möjliga ekonomi. Utbyggnaden fortsatte fram till 6-talet, då en starkt växande miljörörelse såg utbyggnaden av kärnkraft som ett (av flera)skäl att inte vidare bygga ut vattenkraften utan skydda de älvar som var kvar åt framtiden 6

7 Miljö - Vad hade alternativet gett oss Under 19-talet har totalt ca 37 TWh vattenkraftel producerats i Sverige Som ett rent räkneexempel empel kan detta räknas om till utsläpp från kolkondens vilket var det faktiska alternativet: Årliga totalutsläpp i Sverige idag CO Kg 58 kg SO Kg 5 Kg NO x Kg 28 Kg Produktion Sverige, TWh/year % 1% Hydro power Nuclear power Thermal power Vattenfall Other share 22 Total average generation : 143 TWh/year (excl. Barsebäck 1 and wind power as 22) Klarälven 2, Lule älv 15, Skellefte älv 4,7 Ume älv 8,3 Ångermanälven 8,3 Faxälven 3,9 Indalsälven 1, Ljungan 2,3 Ljusnan 3,8 Dalälven 4,7 Forsmark 22,6 t v-leyd Ringhals 22,9 Göta älv 1,7 Barsebäck (unit 2 only) 3,5 T Oskarshamn 14,1 Other hydropower 4,3 Other thermal power 9,8 Wind power,6 (year 22) 7

8 Vattenkraften i Sverige Ca7kraftverkstörreän15MW 1,5 Ca 18 mindre än 1,5 MW Total installerad effekt ca 162 MW Normalårsproduktion ca 65 TWh De små ca 1,5 TWH därav Vattenkraften i Sverige Teoretisk potenial 2TWh, teknisk utbyggnadsbar 135 TWh Total teknisk/ekonomisk potential ca 9 TWh Normalårsproduktionen 65 TWh Tillgänglig (ej NRL) potential ca 2-5 TWh I dag talar allt för att vi som högst kommer att nå upp till dessa 66 TWh i normalårsproduktion 8

9 Installerad effekt i Skandinavien MW 3 2 Vattenkraft Kärnkraft Termisk Förnybar 1 Danmark Finland Island Norge Sverige tot Produktion 28 Production GWh 15 Vattenkraft Kärnkraft Termisk Förnybar 1 5 Danmark Finland Island Norge Sverige tot 9

10 Grundläggande vattenreglering 12 1 TWh / Week Hydro power spring flood 8 6 Nuclear and Thermal 4 2 Hydro from reservoir Hydro inflow January December 19 Urtappning av magasinen D.G 1395, m Magasin kde S.G 1375, m GARDIKEN/NK51 GARDIKFORS Flöde m 3 /s Ve

11 Avregleringen Uppdelning av nät- och producentbolag Nordpool bildas Spotmarknad för för de nordiska länderna Fysisk timhandel en dag i förväg Även finansiell handel Köp och sälj bud på Nordpool kr/mwh 9 Sälj 2 Köp 6 MW 11

12 Budgivning Produktion Säsong Korttid Pris Utbudskurva Norden (normalår) Rörlig prod.kostnad öre/kwh Gasturbinkraft 3 /ton CO 2 2 /ton CO 2 1 /ton CO 2 1 /ton CO 2,8 öre/kwh Kondenskraft olja Elförbrukning P Kondenskraft kol Kraftvärme fjärrvärme Vindkraft Vattenkraft Kraftvärme industri Kärnkraft Svensk Energi TWh 24 12

13 Elpriser på Nord Pool Spot och Nasdaq/OMX EUR/MWh Nord Pool, Systempris Vecka Månad Kvartal År Nord Pool Spot, Nasdaq/OMX, Svensk Energi Områdespriser på Nord Pool Spot Systempris 36,62 3,95 Aktuella siffror i rött genomsnitt fr i svart EEX 43,11 44,4 36,4 28,71 37,52 36,93 36,4 29,1 36,64 31,5 36,4 29,34 37,9 38,34 36,64 3,63 36,53 31,51 36,53 32,2 37,52 34,69 36,53 31,45 36,55 35,89 36,55 38,56 Estland Obs! Ej aktuella priser då dessa förändras dagligen. Nord Pool Spot, Svensk Energi

14 Tillrinning Norge o Sverige Tillrinning viktig för systemet! Maximala variationen tillrinning (5 år) = 9 TWh Maximum kärnkraftsproduktioen = 67 TWh 22 TWh/ år GWh Tillrinning i Norden, GWh Systempris, SEK/MWh SEK/MWh jan-96 jul-96 jan-97 jul-97 jan-98 jul-98 jan-99 jul-99 jan- jul- jan-1 jul-1 jan-2 jul-2 jan-3 jul-3 jan-4 jul-4 jan-5 jul-5 jan-6 jul-6 Källa: Nord Pool, Svensk Energi 14

15 Vattenmagasinens utveckling i Norden 12 1 TWH, EUR/MWh, EUR/ton "Överskott" "Underskott" Systempris Nord Pool, /MWh EUA, /ton jan jan 1 jan 2 jan 3 jan 4 jan 5 jan 6 jan 7 jan 8 jan 9 jan 1 jan 11 jan 12 jan Nord Pool Spot, Svensk Energi Prisutveckling resp futures på kol 2 USD/ton Terminspris (EEX) World Bank, EEX, Svensk Energi

16 Utsläppsrätter och elpriser i Norden EUR/MWh,EUR/tCO2 EUADEC 7 Spotpris ENOYR 9 ENOYR 13 EUADEC jan 5 aug 5 mar 6 okt 6 maj 7 dec 7 jul 8 feb 9 sep 9 apr 1 nov 1 jun 11 jan 12 aug 12 mar 13 Nasdaq/OMX, EEX, Svensk Energi Vad styr elpriset Vattentillgången-tillrinning tillrinning och hydrologiska balansen Tyska elpriset Olje- och kolpriset C 2 -utsläppsrättigh. 16

17 Hur används hydrologiska prognoser Långtidsprognoser :Indata till prisprognos- och optimeringsmodeller Korttidprognoser: : För kortsiktig planering/optimering Hydrologiska prognoser för prisprognoser p Två alternativ för kraftföretaget, själv modellera hela systemet-inklusive Norge eller använda detaljerade hydrologiska prognoser som uppskaleras 17

18 Olika typer av prismodeller Komersiella modeller: EFI, SDDP- detaljerade stokastiska modeller för Värmekraft-vattensysystem, PoMo, Balmorel-något mer aggegerade Egenutvecklade modeller: Regressionsmodeller, utbudsmodeller Optimering av vattenkraft Kommersiellt tillgängliga som säljs bland annat av SINTEF i Norge Egenutvecklade 18

19 Behovet av prognoser Alla drivs av vattenserier på ett eller annat sätt och behöver därför prognoser Exampel på prisprogonser Pris(SEK/MWh) medel 19

20 Vårflödesprognos VATTENREGLERINGSFÖRETAGEN UMEÄLVEN ÅNGERMANÄLVEN INDALSÄLVEN LJUNGAN LJUSNAN DALÄLVEN UMEÄLVEN, vårflödesprognos 1 april 24 Prognoserna är baserade på HBV-modellen. Tillrinningarna har jämförts med medelvärden för årsserien Föregående prognos beräknades den 15 mars 24. Med 5% sannolikhet kommer tillrinningen överstiga nedanstående värden. 1/4-3/6 Ändr. 1/4-31/7 Ändr. 1/5-3/6 1/5-31/7 Restmag DE % % DE % % Qmin Qmin DE Öerman Överuman Ajaure totalt Abelvattnet Gardiken totalt Storuman lokalt Storjuktan TOTALT Årsplan!!! D.G 1395, m Magasin kde S.G 1375, m GARDIKEN/NK51 GARDIKFORS Flöde m 3 /s Ve

21 Hur bra är prognoserna? Prognosfel-definitioner P är den totala prognosvolymen-antar medelväder U är den uppmätta volymen M är den totala modellsimulerade volymen-med verkligt väder (M k är uppdaterade modellsimulerade volymen) P-U=totalfelet M-U=modellfelet 21

22 Prognosfel i HUVA-magasinet 1,4 pronosvolym/uppmätt volym 1,2 1,8,6,4 P/U Mk/U Muk/U Kvot, År Prognosfel alla punkter ett visst år (P-U)/N (%) (P-U)/N (%)

23 Framtiden för Vattenkraft Klimatförändring Ersättning av kärnkraft? Gröna certifikat Vattendirektivet Vindkraft-ökat krav på vattenkraften 23