Elproduktionskostnader nya anläggningar? EnergiTing Sydost Västervik 2015-11-12 Solvie Herstad Svärd, Civ Ing Seniorkonsult Kraft&Värme, WSP
Agenda Bakgrund/Utblick Elproduktion Övergripande resultat och slutsatser Jämförande resultat kommersiella tekniker Känslighetsanalys Summering
WSP har beräknat elproduktionskostnader för nya anläggningar 2014 2000
Till rapporten hör också en beräkningsapplikation http://www.elforsk.se/rapporter/?rid=14_40_ http://www.elforsk.se/calculator/
Finansiärer Uppdraget från Elforsk är beställt av: Energimyndigheten har varit stödgivare i projektet.
Projektets övergripande syfte Ge en övergripande aktuell och jämförbar bild av nuläget när det gäller elproduktionskostnader för kommersiellt tillgängliga tekniker med en beskrivning och redovisning av de faktorer som påverkar elproduktionskostnaderna 6
Avgränsningar Nuläge 2014 - Investeringskostnad, bränslepris, skatter, styrmedel och lagstiftning, teknik, osv Fokus kommersiella tekniker (dvs vad man kan köpa med fulla garantier) - Men även utblick mot semikommersiella tekniker och framtida tekniker Utredningen har inte tagit hänsyn till kostnader för krav på reglerförmåga och reservkapacitet i det övriga elsystemet för t.ex. sol- och vindkraft. 7
Elproduktion i Världen 2013 KÄRNKRAFT 13% VINDKRAFT TERMISK KRAFT (BIO + AVFALL) 1,7 % 1,5 % TERMISK KRAFT (FOSSIL) VATTEN- KRAFT 17% 67% TOTALT 20 225 TWh
Elproduktion i Sverige TERMISK KRAFT 10% VINDKRAFT 6,6% VATTENKRAFT 41% KÄRNKRAFT 43% TOTALT 149 TWh Källa: SCB, statistik för 2013.
Framtiden för förnybar elproduktion El är viktig energiform i dagens samhälle Elanvändningen i världen har de senaste 20 åren ökat med ca 3% per år och kommer sannolikt fortsätta öka Elproduktionen i världen är idag till 80 % baserad på fossila bränslen och kärnkraft Förnybar elproduktion är inte helt utan utmaningar - Olika stor potential - Tillgången varierar både i tiden och geografiskt - Kan påverka naturen och konkurrera med andra intressen - Sol- och vindkraft ställer nya krav på elsystemet - Etablerade aktörer försvarar sina positioner och gamla tankestrukturer förändras långsamt 10
Vilken ny elproduktion är kostnadseffektiv idag? KOSTNADSEFFEKTIVITET? MINSKADE UTSLÄPP
Agenda Bakgrund/Utblick Elproduktion Övergripande resultat och slutsatser Jämförande resultat kommersiella tekniker Känslighetsanalys Summering
WSP har beräknat elproduktionskostnaderna för olika kraftslag Nya anläggningar och kommersiell teknik Vattenkraft Vindkraft Solenergi Kärnkraft Kondenskraft Kraftvärme
WSP har beräknat elproduktionskostnaderna för alla olika kraftslag Nya anläggningar och kommersiell teknik Vattenkraft Vindkraft Solenergi 5 MW 90 MW Land 10 (5x2) MW Land 150 (50x3) MW Hav 144 (40x3,6) MW Hav 600 (100x6) MW Villatak 5 kw Industritak 50 kw Park 1 MW
WSP har beräknat elproduktionskostnaderna för alla olika kraftslag Nya anläggningar och kommersiell teknik Kärnkraft Kondenskraft 1 720 MW Kol 800 MW Gasturbin 151 MW Gaskombi 431 MW
WSP har beräknat elproduktionskostnaderna för alla olika kraftslag Nya anläggningar och kommersiell teknik Kraftvärme Kraftvärme Gaskombi 41 MW 154 MW Biobränsle 5,8 MW 11 MW 33 MW 88 MW Avfall 23 MW RDF 23 MW Gasmotor 0,1 MW 1 MW Bio-ORC 2,5 MW
Vilka kostnader ingår i den beräknade elproduktionskostnaden? Elproduktionskostnaden inkluderar alla till anläggningen hörande produktionskostnader Elproduktionskostnaden reduceras sedan med intäkter för vissa kraftslag - Intäkt för värmeproduktion (kraftvärme) - Intäkt från NOx-systemet - Intäkt från elcertifikat (vind, sol, vatten, biobränsle) 17
Vad ingår i elproduktionskostnaden? KOSTNADER ÖVRIGT Drift och Underhåll - Fasta och rörliga Avgifter/styrmedel Skatter Bränslekostnad Tekniska specifikationer (tillgänglighet, drifttid etc.) Kapitalkostnad kalkylränta (6%), avskrivningstid (15-40 år beror på anl) etc.
Investeringskostnader Kostnader från uppförda och projekterade anläggningar i Norden - Bio- och avfallseldade KVV - Gaskombi KVV - Vindkraft - Solkraft - Kärnkraft - Vattenkraft (Utbyggnad) Främst internationella data för Kolkondens Gaskombikondens Kärnkraft 19
Vad ingår i investeringskostnaden?
Värmekreditering Total produktionskostnad Kostnad att producera fjärrvärme Kostnad att producera el Teknik Storlek [MW värme] Bränsle Små anläggningar 0,1-1 Pellets 594 Mellanstora anläggningar 1-10 Pellets 499 Stora anläggningar >10 Skogsflis 324 Värmekreditering [kr/mwh värme] 21
Skatter, avgifter och elcertifikat Energi- och koldioxidskatt enligt gällande skattenivåer Skatt relaterad till kärnkraft effektskatt, avgifter för hantering av restavfall enligt gällande lagstiftning Fastighetsskatt, generella kostnader i öre/kwh Svavelskatt (endast kolkondensen) NOx-avgift (50 kr/mj) Utsläppsrätter (ansatt 50 kr/ton CO2) Deponikostnader (Inkluderas i drift- och underhållskostnad för respektive teknikslag) Elcertifikat (ansatt 190 kr/mwh i 15 år, Gäller biobränsleeldade kraftvärmeanläggningar, solkraft, vindkraft, vattenkraft och vågkraft) 22
Nuvarande styrmedel gör nya anläggningar för landbaserad vindkraft billigast SOL Villa SOL Industri SOL park 5 kw 50 kw 1 MW VIND Hav VIND Hav VIND Land VIND Land VATTEN VATTEN 144 MW 600 MW 10 MW 150 MW 5 MW 90 MW KOLKONDENS 800 MW KÄRNKRAFT 1720 MW BIO-KVV BIO-KVV BIO-KVV BIO-KVV 5,8 MW 11 MW 33 MW 88 MW
Utan styrmedel är kolkondens billigare än de förnybara kraftslagen SOL Villa SOL Industri SOL Park 5 kw 50 kw 1 MW VIND Hav VIND Hav VIND Land VIND Land VATTEN VATTEN 144 MW 600 MW 10 MW 150 MW 5 MW 90 MW KOLKONDENS 800 MW KÄRNKRAFT 1720 MW BIO-KVV BIO-KVV BIO-KVV BIO-KVV 5,8 MW 11 MW 33 MW 88 MW
Avfallseldad kraftvärme ger en nettointäkt för elproduktionen SOL Villa SOL Industri SOL Park VIND Hav VIND Hav VIND Land VIND Land VATTEN VATTEN 5 kw 50 kw 1 MW 144 MW 600 MW 10 MW 150 MW 5 MW 90 MW KOLKONDENS 800 MW KÄRNKRAFT 1720 MW BIO-KVV BIO-KVV BIO-KVV BIO-KVV RDF-KVV AVFALL-KVV 5,8 MW 11 MW 33 MW 88 MW 23 MW 23 MW
Osäkerhet i elproduktionskostnaden varierar med tillgång på data OSÄKERHET TILLGÅNG PÅ DATA
Kraftig minskning av investeringskostnaden för solceller men investeringskostnaden fortfarande för hög för att vara konkurrenskraftig i storskaliga system Källa: Lindahl, Johan/IEA-PVPS, 2015
Kostnader för semikommersiella tekniker Teknikslag Eleffekt [MW] brutto Eleffekt [MW] netto Med styrmedel Utan styrmedel Restvärme-ORC 0,8 0,5 28 47 RDF-förgasning +kraftvärmepanna 56 50 37 35 Biobränsleförgasning +gasmotor 1,1 1 120 138 5,8 5 94 110
Agenda Bakgrund/Utblick Elproduktion Övergripande resultat och slutsatser Jämförande resultat kommersiella tekniker Känslighetsanalys Summering
Resultat Kommersiella tekniker (endast elproduktion) Kommersiell teknik
Resultat Kommersiella tekniker (el- och värmeproduktion) Bio-ORC Bio-KVV 5,8 Bio-KVV 11 Bio-KVV 33 Gasmotor 0,1 Gasmotor 1 Gaskombi-KVV 41 Bio-KVV 88 Gaskombi-KVV 154 RDF-KVV 23 Avfall -KVV 23 Bio-ORC Bio-KVV 5,8 Bio-KVV 11 Gasmotor 0,1 Gasmotor 1 Gaskombi-KVV 41 Bio-KVV 33 Gaskombi-KVV 154 Bio-KVV 88 RDF-KVV 23 Avfall -KVV 23 Kommersiell teknik
Kraftvärme Avfallseldad ångpanna 23 MW el (hushållsavfall) - resultat Kraftvärme Total produktionskostnad kraftvärme exkl. styrmedel [öre/kwh el ] De viktigaste kostnadsposterna är kapitalkostnad, det negativa bränslepriset och värmekreditering Denna typ av anläggning byggs inte primärt för elproduktion 32
Agenda Bakgrund/Utblick Elproduktion Övergripande resultat och slutsatser Metodik och generella förutsättningar Indata och resultat för respektive kraftslag kommersiella tekniker Jämförande resultat kommersiella tekniker Känslighetsanalys Summering
Påverkande faktorer Elproduktionskostnaden påverkas framförallt av Kapitalkostnaden (investeringskostnad, ansatt kalkylränta och avskrivningstid) Bränslekostnader Drifttid Värmekreditering 34
Resultat Känslighetsanalys (kalkylränta standard 6 %) Baserat på elproduktionskostnader exklusive styrmedel Solceller påverkas mest: 2 % => 64 resp.10 % => 128 öre/kwh Landbaserad vindkraft påverkas minst: 2 % => 40 resp.10 % => 65 öre/kwh
Resultat Känslighetsanalys (avskrivningstid) Baserat på elproduktionskostnader exklusive styrmedel Tydlig ökning vid lägre än 15 år Landbaserad vindkraft påverkas endast marginellt vid högre än 20 år X X X X X X = Avskrivningstid grundfall
Resultat Känslighetsanalys (investeringskostnad) Baserat på elproduktionskostnader exklusive styrmedel Osäkerheter i investeringskostnad Solceller och havsbaserad vindkraft påverkas mest
Resultat Känslighetsanalys (bränslepris) Baserat på elproduktionskostnader exklusive styrmedel Avfalls-KVV och gasmotor påverkas mest av bränsleprisökningar
Resultat Känslighetsanalys (värmekreditering) Baserat på elproduktionskostnader exklusive styrmedel Stor påverkan på resultatet Tekniker med låg elverkningsgrad påverkas mest
Agenda Bakgrund/Utblick Elproduktion Övergripande resultat och slutsatser Indata och resultat för respektive kraftslag kommersiella tekniker Jämförande resultat kommersiella tekniker (Känslighetsanalys) Summering
14 kommersiella och 3 semikommersiella kraftslag Vattenkraft Vindkraft Kondenskraft Kärnkraft Solenergi Kraftvärme 14 kommersiella + 3 semikommersiella Olika anläggningsstorlekar 28 olika fall
Framtida förändringar i elsystemet påverkar elproduktionen Bild: Regeringskansliet Bild: Miljönytta.se
TACK! FRÅGOR? Solvie Herstad Svärd Jennie Rodin 010-722 7389 010-722 7390 solvie.herstad.svard@wspgroup.se jennie.rodin@wspgroup.se 43
Investeringskostnader I kostnaden ingår - Maskin och Processutrustning - Platsbunden utrustning och servicesystem exempelvis bränslehanteringssystem - Anslutning till kraftnätet och för KVV även fjärrvärmenät - Markarbeten och byggnader - Projektering, drifttagning och administration - För vindkraft även anslutningsvägar och ev. utbyggnad av regionnät och stamnät. Kapitalkostnaden inkluderar finansiella kostnader under byggtiden - Med byggtid avses det antal år som investeringskostnaden fördelas på - Ränta under byggtid är satt till 4% Kalkylränta vid beräkning av kapitalkostnaden är satt till 6% - Samma ränta har använts till alla teknikslag. Känslighetsanalyser har gjorts Ekonomisk livslängd har ansatts till 25 år. Undantag: - små anläggningar (15 år), vindkraft (20 år), - kärn- respektive vattenkraft (40 år) 44
Drift- och underhållskostnader Fast del som uttrycks som kr/kw el netto - Personal - Försäkringar - Fasta avgifter för VA - Fasta underhållsarbeten och reservdelar - Bevakning, städning, miljökontroll Rörlig del uttrycks som kostnad per MWh el netto eller MWh bränsle - Teknikspecifikt - Askhantering - Sandförbrukning Kostnad för elöverföring (effektavgift och energiavgift) ingår 45
Bränslekostnader Bränslekostnader baseras på officiella källor Energiläget 2013 Energimyndighetens prisblad för torv och biobränslen 2013 Energimyndighetens Energimarknadsrapport (olja, gas, kol) Priser uppskattas för 2014. Det ingår ej prognos för prisutveckling. 46
Bränslekostnader Bränsle Värmevärde Enhet Pris Enhet Biobränsle (GROT) Biobränsle (pellets) 2,6 MWh/ton 200 4,7 MWh/ton 300 Avfall 3,1 MWh/ton -130 Kol 7,6 MWh/ton 90 Naturgas 5 MW br 38,9 MJ/Nm 3 320 Naturgas 150 MW br 38,9 MJ/Nm 3 290 Naturgas 150 MW br 38,9 MJ/Nm 3 280 RDF 4,2 MWh/ton 25 kr/mwh LHV Kärnbränsle - - 43 kr/mwh el,netto Restvärme - - 0 kr/mwh 47
Driftförutsättningar och fullasttimmar I första hand tekniskt möjliga utnyttjningstiden, omräknade till ekvivalenta fullasttimmar, även om driftstrategierna för olika teknikslag varierar Ingen hänsyn tagen till variation av efterfrågan av el Hänsyn tagen till variation av efterfrågan av fjärrvärme över året för de kraftvärmebaserade teknikerna, och var i varaktighetsdiagrammet anläggningen normalt ligger Kondenskraftverk uppskattas att köras maximalt ur tekniskt perspektiv 48