Generel beskrivelse af EMMA modellen Energi- og ... - Energistyrelsen

Generel beskrivelse af EMMA modellen
Energi- og MiljøModeller til ADAM (EMMA) beskriver på aggregeret niveau sammenhænge mellem økonomi,
energi og miljø. Den første version af EMMA blev udviklet for over 10 år siden, og modellen er siden blevet
anvendt til adskillige analyser og fremskrivninger. Desuden er modellen løbende blevet opdateret, revideret
og videreudviklet i forskellige retninger.
EMMA modellens formål
Generelt kan EMMA beskrives som en satellitmodel til ADAM, hvor ADAM beskriver udviklingen i aggregerede
makroøkonomiske variabler, og EMMA beskriver sammenhænge mellem disse og energiforbrug, energiforsyning
samt relaterede emissioner. Den første version af EMMA fokuserede på energiforbrug, energiforsyning
samt emissioner af CO2, SO2 og NOX. I anden version blev modellen udvidet med en detaljeret beskrivelse
af landbruget, og miljødelen blev udvidet til at omfatte emissionen af de væsentligste drivhusgasser,
forsurende og eutrofierende stoffer. I denne version er der ikke de store udvidelser af modellen, men i
lighed med ADAM er modellen omplantet til fastprisberegninger i kædeindeks, og der er ændret i EMMAs
brancheopdeling. Endelig er der udviklet en integreret ADAM/EMMA model, der sikrer konsistens mellem
energiforbrug/forsyning og den økonomiske udvikling.
EMMA er primært blevet anvendt af Energistyrelsen og Energinet.dk (tidligere Elkraft og Elsam) til hhv. generelle
energiforbrugs- og elforbrugsfremskrivninger. I disse anvendelser simuleres EMMA typisk som eftermodel
til ADAM, og der fokuseres på energiforbrugsdelen. Oftest baseres en EMMA-fremskrivning på en
finansministeriel ADAM-fremskrivning og energiforbrugene sendes videre til en forsyningsmodel. Energiforsyningsmodellen
i EMMA, tilbagekoblingen fra EMMA til den makroøkonomiske udvikling (beskrevet i
ADAM) samt emissionsmodellerne i EMMA har anvendelsesmæssigt ikke haft den store fokus. Forsyningsmodellen
i EMMA er meget aggregeret og giver i mange sammenhænge ikke et tilstrækkeligt detaljeret billede
af energiforsyningssektoren, sammenlignet med mere dedikerede modeller som f.eks. Balmorel eller
RAMSES. Forsyningsmodellen er imidlertid væsentlig som bindeled mellem detaljerede forsyningsmodeller
og makroøkonomiske effekter af en ændret forsyning. Ved marginale ændringer i energiforbrug og forsyningssektor
er en tilbagekobling til den makroøkonomiske udvikling beskrevet i ADAM ikke afgørende, men
væsentlige energibesparelser og/eller mængder af vedvarende energi i energiforsyningen vil ændre den
økonomiske udvikling. For at lette denne type analyser er der i dette arbejde udviklet en integreret
ADAM/EMMA-model, der sikrer konsistens mellem den økonomiske og energimæssige udvikling.
Set i lyset af målsætningen om væsentlige begrænsninger i emissionen af drivhusgasser synes det relevant
at videreudvikle emissionsdelen af EMMA. Nærværende rapport og arbejde er dog koncentreret om energiforbrugsdelen
af EMMA og at udvikle en model, der kan spille sammen med en ADAM-model i kædede prisindeks,
og som i forhold til ADAM har sine egne - og mere energirelevante - erhvervsdefinitioner. For en
nærmere beskrivelse af forsynings- og emissionsdelene af EMMA henvises til tidligere modelrapporter, Andersen,
F.M. et. al. (1997 og 2001).
EMMAs muligheder
ADAM/EMMA-systemet kan beregne effekten af mange typer tiltag. Blandt de meget væsentlige træk er dog,
at energipriserne spiller en stor rolle. Det overordnede niveau for energipriserne betyder noget for, hvor stort
det samlede energiforbrug er, og forholdet mellem priserne på de forskelle energiarter påvirker sammensætningen
af energiforbruget. Modellen kan derfor give et bud på effekten af CO2-afgifter, som jo dels øger alle
energipriser og dels ændrer de relative energipriser, så f.eks. kul, der frigiver meget CO2, bliver dyrere i
forhold til det mindre CO2-emitterende naturgas.

Energiefterspørgslen
Bestemmelsen af energianvendelsen for erhvervene (eksklusive transporterhverv og energiforsyningserhverv)
findes ved at gå lodret ned igennem nedenstående figurs højre del. Det samlede energiforbrug bestemmes
som funktion af erhvervenes produktion og prisen på energi i forhold til de øvrige faktorpriser. Derefter
bestemmes sammensætningen af energiforbruget på baggrund af priserne for de forskellige energityper.
Noget af erhvervenes energi består af typerne flydende brændsel, fast brændsel, gas eller transportenergi.
En anden del består af de konverterede energityper el eller fjernvarme, der leveres af energiforsyningserhvervet.
Kraftvarmeværkerne og de traditionelle fjernvarmeværker producerer el og varme på basis
af fast brændsel, flydende brændsel, gas eller biobrændsel. Hvilke brændsler, der anvendes, afhænger af
hvilke brændsler, der er billigst, og af kapaciteterne på de kraftværker, der kan fyre med de forskellige
brændselstyper.
Transporterhvervene
Der er fire transporterhvervene i Emma – vejtransport, jernbane, sø- og flytransport. I den øverste del af
nedenstående figur bestemmes produktionen i de fire erhverv afhængigt af, hvor meget disse erhverv skal
levere til de øvrige erhverv og til husholdningerne. Energianvendelsen findes ved dernæst yderligere at tage
hensyn til energiprisen i forhold til de øvrige faktorpriser. Endelig opdeles den samlede energi i hvert transporterhverv
på energityper. Hovedparten er naturligt nok transportenergi.
Husholdningerne
Til venstre i nedenstående figur er husholdningerne illustreret. Bilbestanden og benzinprisen i forhold til de
generelle forbrugerpriser bestemmer transportenergiforbruget. Elforbruget ses som en del af det samlede
private forbrug, hvor andelen afhænger af elprisen i forhold til forbrugerpriserne. Ud fra bolig-massen og
energipriserne bestemmes forbruget af energi til opvarmning. Opvarmningen kan ske på basis af fjernvarme,
elradiatorer, gas, flydende og fast brændsel. Generelt skal det siges, at økonomiske variabler som priser og
produktion ikke forklarer hele udviklingen, hvorfor der også må inddrages en såkaldt tidstrend til 'forklaring' af
udviklingen.
Centrale områder i modellen
De overordnede træk i ADAM/EMMA-systemet er illustreret i nedenstående figur nederst på siden. Variablerne
i kasser med skarpe hjørner er dem, der bliver bestemt i modellen, og som har specielt med energi at
gøre. Variablerne i de skraverede kasser bliver enten bestemt helt uden for det samlede modelsystem, eller i
den del af ADAM, der ikke har direkte med energi at gøre. Man skal derfor tænke på variablerne i skarpe
kasser som model-bestemte (endogene), mens de øvrige skal betragtes som bestemt uden for modellen
(eksogene). Den stiplede linje, der går midt igennem nedenstående figur, adskiller de dele, der vedrører den
egentlige ADAM og satellitmodellerne.

Figur 1. EMMAs kobling til ADAM