north european power perspectives Tjugo slutsatser och nya insikter om Elanvändningen i Sverige Profu Sweco Energiforsk Lunchpresentation på IVA 15 december, 215 Bo Rydén, Profu
Viktiga slutsatser och nya insikter ett urval Elanvändningens utveckling från 197 till 23 och 25: Vi presenterar tre olika scenarier för 23/25, inom ett relativt brett utfallsrum. Fyra trendbrott förklarar att vi haft konstant elanvändning sedan 198-talet. Fyra-fem påverkansfaktorer har störst betydelse för utvecklingen. Befolkningsprognoserna har skrivits upp, vilket ökar elanvändningen rejält. Effektivisering sker i samtliga sektorer, och är främst icke-policydriven. Energieffektiviseringen är (mycket) större i högkonjunkturer än i lågkonjunkturer. Driftelen ökar stort, elvärmen minskar stort övriga sektorer ökar/minskar långsamt. Några framtida jokrar : transportsektorn, fjärrvärmen, IT Effektutmaningen handlar om matchningen mellan användning och produktion. Det är produktionsutvecklingen, inte användningen, som ger en ökad utmaning! Efterfrågeflexibilitet blir viktigare och får flera nya funktioner. 2
TWh Elanvändning i Sverige 197-213 (exkl. distr.-förluster) 14 12 1 8 6 4 2 Elvärme (faktisk) Hushållsel Driftel Fjärrv., raff... Massa & papper Industri (exkl M&P) 197 1975 198 1985 199 1995 2 25 21 3
TWh Tre scenarier för elanvändning i Sverige (exkl. distr.-förluster) 25 2 15 Högsta-nivå Hög-scenario Referensscenario Låg-scenario Lägsta-nivå Historik 195 TWh 155 TWh 1 [TWh] Lägstanivå Lågscenario Referensscenario Högscenario Högstanivå Idag 5 129 129 129 129 129 23 112 123 143 162 183 25 9 115 155 195 24 197 198 199 2 21 22 23 24 25 115 TWh 4
NEPP-forskningens utgångspunkt Vilka drivkrafter/faktorer har påverkat elanvändningen historiskt (sedan 19/197)? I vilken omfattning har dessa påverkansfaktorer påverkat elanvändning, och har den omfattningen varierat med åren? Hur har dessa påverkansfaktorer påverkar varandra? (Exempelvis en tydlig samvariation mellan god ekonomi och stor effektivisering, och vice versa.) Finns tydliga trendbrott i utveckling för dessa påverkansfaktorer? Vilka drivkrafter/faktorer påverkar den framtida elanvändningen (till 23 och 25)? Vilka påverkansfaktorer påverkar den framtida elanvändning? Samma som historiskt? Tillkommer nya? Hur utvecklas dessa påverkansfaktorer? Finns officiella prognoser? Hur kommer dessa påverkansfaktorer att påverka varandra? Kan vi identifiera framtida trendbrott i utveckling för dessa påverkansfaktorer? 5
TWh Tre scenarier för elanvändning i Sverige (exkl. distr.-förluster) - Den historiska utveckling är korrigerad, så att större trendbrott jämnats ut 25 2 15 Högsta-nivå Hög-scenario Referensscenario Låg-scenario Lägsta-nivå Korrigerad historik Historik Finanskris 195 TWh 155 TWh 1 5 Trender uppåt: 1a. Elvärme ökar mkt 2a. El ökar i FV-prod. 3a. Industri: olja till el 4a. Mek. massa ökar Trender nedåt: 1b. Värmepumpsboom 2b. El i FV-prod. minskar 3b. Industri: decoupling 4b. Mek. massa ökar ej 197 198 199 2 21 22 23 24 25 115 TWh 6
Befolkningsutvecklingen Källa: SCB, 215 3-4 TWh el Preliminär värden i den blå rutan 7
Våra antaganden om BNP-utvecklingen Generella BNP-antaganden för scenarierna samt en uppskattning av påverkan på elanvändningen (i tabellen): För BNP/capita (i fasta priser) Högscenariot: 1,8%/år Referensscenariot: 1,5%/år Lågscenariot: 1,1%/år För totala BNP (i fasta priser) Högscenariot: drygt 2,6%/år Referensscenariot: 2,2 %/år Lågscenariot: cirka 1,3%/år TWh Lågscenario Referensscenario Högscenario Idag Basnivå +/- +/- 23 Basnivå 5-1 TWh 15-2 TWh 25 Basnivå 1-15 TWh 25-35 TWh Preliminär värden i tabellen 8
Påverkansfaktorer sektor för sektor Vilka påverkansfaktorer har störst betydelse? Hur mycket kan politikerna påverka - i Sverige, i EU? Driftel Industri Befolkningsutveckling X X X x x x Ekonomisk utveckling (BNP, förädlingsvärde, etc.) X X X x Volymsfaktorer (antal, area, produktionsvolym, etc.) Hushållsel Värmemarknaden Fjärrvärme Transport X X x x X X Politiska mål/styrmedel x x x X x X Elprisutveckling (även relativpriset gentemot alternativ) Strukturförändringar (hos elanvändare eller i elproduktionen) x X X x x x x X X Teknikutveckling x x x x x X Kunders preferenser (inkl. krav på standardökning) x x X X Energieffektivisering X X X x X 9
Procentuella årliga förändringar Effektivisering och BNP jämförelse för hushållselen 5% 4% 3% "Effektivisering" BNP 2% 1% % -1% 1981-9 1991-95 1996-2 21-4 25-8 29-12 -2% Jämförelsen mellan effektiviseringen och hushållens utgifter ger snarlik bild 1
Viktiga slutsatser och nya insikter ett urval Elanvändningens utveckling från 197 till 23 och 25: Vi presenterar tre olika scenarier för 23/25, inom ett relativt brett utfallsrum. Fyra trendbrott förklarar att vi haft konstant elanvändning sedan 198-talet. Fyra-fem påverkansfaktorer har störst betydelse för utvecklingen. Befolkningsprognoserna har skrivits upp, vilket ökar elanvändningen rejält. Effektivisering sker i samtliga sektorer, och är främst icke-policydriven. Energieffektiviseringen är (mycket) större i högkonjunkturer än i lågkonjunkturer. Driftelen ökar stort, elvärmen minskar stort övriga sektorer ökar/minskar långsamt. Några framtida jokrar : transportsektorn, fjärrvärmen, IT Effektutmaningen handlar om matchningen mellan användning och produktion. Det är produktionsutvecklingen, inte användningen, som ger en ökad utmaning! Efterfrågeflexibilitet blir viktigare och får flera nya funktioner. 11
TWh Driftelanvändningen 197-213 4 35 3 25 2 15 1 5 197 1975 198 1985 199 1995 2 25 21 12
Driftelanvändning - referensscenariot 7% 6% 5% Lokalyta Areastandard Invånare "Effektivisering" BNP / cap Driftel 4% 197-28- Lägsta Låg Referens Hög Högsta 3% 27 213 Invånare,3%/år,8%/år SCBlägsta SCB-låg SCB- SCB-hög SCB- 2% (,4%/år) huvudsc. (,9%/år) högsta (,1%/år) (,7%/år) (1,%/år) 1% BNP 1,9%/år +/-%/år 1,2%/år 1,7%/år 2,2%/år 2,6%/år 2,8%/år BNP/cap (*) % 1,6%/år -1%(*) -,8%/år 1,1%/år 1,3%/år 1,5%/år 1,7%/år 1,8%/år Areastandard 1,1%/år (**) +,7%/år +,8%/år +1,%/år +1,2%/år +1,3%/år -2% Effektivisering 1,6%/år (*) 2,1%/år 2,3%/år 2,5%/år 2,6%/år 2,75%/år Lokalyta -3%,6%/år,4%/år,3%/år,4%/år,6%/år,7%/år,9%/år (*) Om man exkluderar devalveringsåren i början av 199-talet, blir genomsnittsökningen av BNP 2,3%/år och av BNP/cap. 2,%/år. -4% (**) Här har vi angivit medelvärdet under perioden 199-21. Medelvärdet för 197-21 är drygt 1,6%/år för areastandard och cirka 1%/år för effektivisering. 13
Driftelanvändning - referensscenariot 1 75 Lokalyta Areastandard Invånare Driftel "Effektivisering" BNP / cap Utgångsläge 5 25 197 198 199 2 212 22 23 24 25-25 -5 Preliminär dekompositionsanalys 14
Referensscenariot - elanvändning i Sverige (exkl. distr.-förluster) 6 5 4 Driftel Hushållsel Massa- och pappersindustrin Övrig industri (inkl raff.) Elintensiv industri (exkl. M&P) Värmemarknaden Transportsektorn Fjärrvärmeproduktion 3 2 1 21 22 23 24 25 15
TWh Industrins elanvändning 3 25 2 Massa- och pappersindustri Övrig industri (inkl. gruvor) Stål- och metallverk Verkstadsindustri Kemisk industri Referensscenariot 15 1 5 197 199 21 23 25 16
[TWh] Industrins framtida elanvändning - referensscenario Massa och papper Största användare, ingen ökning, 18-2 TWh år 23 Järn och stål Specialstål efterfrågas, svag ökning, 5-6 TWh år 23 Metallverk Ökat kapacitetsutnyttjande, svag ökning, ca 4 TWh år 23 Kemi Heterogen Lägsta- bransch, Lågscenariscenario svag ökning Referens-, ca 6 TWh Högscenario år 23 nivå Gruvor Högstanivå Idag Ökade 52,7 investeringar 52,7 ger ökning 52,7, ca 4 TWh 52,7 år 23 52,7 23 44,3 5, 54,5 59,5 63,3 25 Verkstad 35, (och övrig 47,3 industri) 56,6 66,3 73,5 Ökning, 15-16 TWh år 23 OBS: Tabellens värden är ännu preliminära, och inte avstämda med industrins branschexperter.
TWh/år Elvärmen, Bostäder och service 4 35 TWh/år 1 Värmeproduktionen per uppvärmningsslag 9 8 19, 8,5 3 25 2 15 1 X X 7 6 5 6, 22,8 Elanv.: 26 TWh 4 5,3 3 Elvärme 2 37,1 11,4 Elanv.: 19 TWh 18,7 46,6 Olja+gas Biobränsle El Värmepump Fjärrvärme 5 1 197 1975 198 1985 199 1995 2 25 21 1995 212 18
Levererad/köpt energi för uppvärmning TWh/år 11 Långsam utveckling TWh/år 11 Energisnålare hus 1 1 9 27,2 9 27,2 8 7 6 5 4 3 2 1 11,3 25,6 38,2 2,8 2,3 1,9 1, 13, 12,6 12,1 11,1 19,5 18,1 16,3 12,9 47,5 48,8 49,7 51,4 Olja+gas Biobränsle El Fjärrvärme 8 7 6 5 4 3 2 1 11,3 25,6 38,2 2,8 13, 19,5 47,5 1,8 1,6 14,9 38,1 1,3 8,7,6 7,2 11,7 8,3 33,8 32,5 Olja+gas Biobränsle El Fjärrvärme 1995 212 22 23 25 1995 212 22 23 25 TWh/år 11 1 Mer individuellt TWh/år 11 1 Kombinerade lösningar 9 27,2 9 27,2 8 7 6 5 4 11,3 25,6 2,8 13, 19,5 2, 12,2 16,9 1,5 11,6 14,8,7 11,2 Övrigt Olja+gas Biobränsle El Fjärrvärme 8 7 6 5 4 11,3 25,6 2,8 13, 19,5 2,1 12,5 17, 1,7 12,1 14,6,8 11,8 1,6 Övrigt Olja+gas Biobränsle El Fjärrvärme 3 2 1 38,2 47,5 39,4 33,6 11,2 27,1 3 2 1 38,2 47,5 43,2 4,3 37,2 1995 212 22 23 25 1995 212 22 23 25
TWh Med ett antaget samband får man fram en första ansats om effekttoppen ett normalår. [TWh] Energi Idag 129 129 129 129 129 23 112 123 143 162 183 25 9 115 155 195 24 25 2 15 Högsta-nivå Hög-scenario Referensscenario Låg-scenario Lägsta-nivå Historik [MW] Effekt Högsta- nivå Lägstanivå Lågscenario Referensscenario Högscenario Högsta- nivå Lägstanivå Lågscenario Referensscenario Högscenario Idag 23 5 23 5 23 5 23 5 23 5 23 21 22 6 25 6 28 4 31 5 25 17 7 21 4 27 3 33 2 39 9 1 5 197 198 199 2 21 22 23 24 25
Effektbehovet i det svenska elsystemet idag Elanvändning: 13 TWh (exkl. distr.-förluster) GW 9 8 7 Effekttopp 23-24 GW (exkl. distr.-förluster) Effekttopp 25-27 GW (inkl. distr.-förluster) Allt övrigt Elfordon Uppvärmning Industriprocesser 6 5 4 3 2 1 Uppvärmning All övrig elanvändning Semesterperiod ej inlagd ännu Industriprocesser 1 61 121 181 241 31 361 421 481 541 61 661 721 781 841 Timmar under ett år
Effektbehovet i det svenska elsystemet 24/5 Elanvändning i förnybarscenario: 15 TWh (exkl. distr.-förluster) GW 9 Effekttopp 27-28 GW (exkl. distr.-förluster) Effekttopp 29-31 GW (inkl. distr.-förluster) 8 7 6 5 4 3 2 All övrig elanvändning Elfordon 1 Uppvärmning Industriprocesser 1 61 121 181 241 31 361 421 481 541 61 661 721 781 841 Timmar under ett år
Effektbehovet i det svenska elsystemet idag Elanvändning: 13 TWh (exkl. distr.-förluster) GW 9 Februariperiod 8 7 Effekttopp 23-24 GW (exkl. distr.-förluster) 6 5 4 All övrig elanvändning 3 2 Uppvärmning 1 Industriprocesser 13 19 115 121 127 133 Timmar under två veckor i februari - (timme nr 13-136 räknat från nyåret)
Effektbehovet i det svenska elsystemet 24/5 Elanvändning i förnybarscenario: 15 TWh (exkl. distr.-förluster) GW 9 8 Februariperiod Effekttopp 27-28 GW (exkl. distr.-förluster) 7 6 5 4 All övrig elanvändning 3 Elfordon 2 Uppvärmning 1 Industriprocesser 13 19 115 121 127 133 Timmar under två veckor i februari - (timme nr 13-136 räknat från nyåret)
Effektbehovet i det svenska elsystemet idag Elanvändning: 13 TWh (exkl. distr.-förluster) Februariperiod GW 9 8 Effekttopp 23-24 GW (exkl. distr.-förluster) 7 6 5 4 3 Netto-effekttopp 22-23 GW (exkl. distr.-förluster) Resterande effektbehov, som inte vind-/solkraft täcker 2 1 Vind-/solkraftproduktion 13 19 115 121 127 133 Timmar under två veckor i februari - (timme nr 13-136 räknat från nyåret)
Effektbehovet i det svenska elsystemet 24/5 Elanvändning i förnybarscenario: 15 TWh (exkl. distr.-förluster) Februariperiod GW 9 8 Effekttopp 27-28 GW (exkl. distr.-förluster) 7 Netto-effekttopp 25-26 GW (exkl. distr.-förluster) 6 5 Resterande effektbehov, som inte vind-/solkraft täcker 4 3 2 1 Vind-/solkraftproduktion 13 19 115 121 127 133 Timmar under två veckor i februari - (timme nr 13-136 räknat från nyåret)
Effektbehovet i det svenska elsystemet 24/5 Elanvändning i förnybarscenario: 15 TWh (exkl. distr.-förluster) Februariperiod GW 9 8 Effekttopp 27-28 GW (exkl. distr.-förluster) 7Netto-effekttopp (exkl. distr.-förluster) 6 5 4 3 2 1 Vattenkraft (mkt prel.) Vind-/solkraftproduktion 13 19 115 121 127 133 Timmar under två veckor i februari - (timme nr 13-136 räknat från nyåret)
Påverkan på toppeffekt I teorin skulle ett fullt utnyttjande av efterfrågeflexibiliteten minska toppeffekten med 4 MW, men.. Flexibiliteten i industrin är priskänslig, reduktion endast vid höga priser. Flexibiliteten hos hushåll reagerar på prisskillnader, inte säkert att högsta priset är vid max efterfrågan. En ökad andel vind- och solel kommer att försvaga korelationen mellan pris och efterfrågan Dock kommer efterfrågeflexibiliteten att utnyttjas när den bäst behövs Förutsatt att prissignalerna inte förvrängs Efterfrågeflexibilitetens påverkan på topplasten
Hushållens efterfrågeflexibilitet (eller energilagrens) potential att minska effekttoppen är begränsad. Under en kall vinterdag varierar förbrukningen mellan ca 18 5 MW och 25 MW. Med en fullständig efterfrågeflexibilitet inom dygnet går det inte att minska effekttoppen med mer än ca 2 5 MW. Med t.ex. veckolager som laddas under helgen är potentialen större. Hushållens potential kan endast utnyttjas en kort tid (1-3 timmar), varför den totala energimängden som kan flyttas är begränsad. I en framtid med en större andel variabel produktion är det snarare nettolasten som är intressant. Förbrukning 13 januari 214 (högsta förbrukningen 214) 2526 MW 29
Tack! www.nepp.se 3