Incentiver til effektinvesteringer .pdf - Statnett
Incentiver til effektinvesteringer .pdf - Statnett
Incentiver til effektinvesteringer .pdf - Statnett
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
N O T A T<br />
Nye utenlandsforbindelser og lønnsomhet ved effektutvidelser<br />
og pumpekraft<br />
Ansvarlig/Adm. enhet<br />
Torkel Bugten / UE<br />
Dato; 26.04.2010<br />
1. Problems<strong>til</strong>linger<br />
Saksbehandler/Adm. enhet<br />
Jan Bråten / UE<br />
Dette notatet drøfter følgende problems<strong>til</strong>linger:<br />
Gir dagens tariffmodell egnede incentiver for produsentene <strong>til</strong> å investere i effekt?<br />
o Hva er sammenhengen mellom investeringer i effekt og handelsløsninger med<br />
utlandet?<br />
o Vil prisen på systemtjenester og endringene i prisstryktur i Norge være <strong>til</strong>strekkelig<br />
incentiv <strong>til</strong> å investere i effekt i fremtiden?<br />
o Hvordan er samspillet mellom handelsløsninger for system- og balansetjenester og<br />
incentiver <strong>til</strong> investering i effekt for salg av disse tjenestene?<br />
o Er det slik at det alltid vil være lønnsomt å investere i effekt for å levere system- og<br />
balansetjenester <strong>til</strong> utlandet? Kan vi få for store investeringer i effekt hvis<br />
flaskehalsinntektene fra utenlandskablene overføres <strong>til</strong> produsentene?<br />
Hvordan organiseres handel og transport i andre bransjer og hvordan sikres incentiver <strong>til</strong> nye<br />
investeringer her?<br />
2. Metode og perspektiv<br />
Markedsaktørenes økonomiske incentiver bestemmes i hovedsak av prissignalenes som gis i det<br />
ordinære kraftmarkedet, prisene på system- og balansetjenester, og tariffene. (I <strong>til</strong>legg kan skatter ha<br />
en viss betydning i <strong>til</strong>feller hvor skattene ikke er nøytralt utformet.) Investeringer skjer på grunnlag av<br />
forventninger som markedsaktørene har <strong>til</strong> fremtidige priser og tariffer. Dette betyr at forventninger,<br />
usikkerhet og ulike oppfatninger om risiko kan påvirke investeringene.<br />
Vi skal nedenfor begrunne at prissignalene fra markedet og tariffene generelt gir korrekte incentiver <strong>til</strong><br />
å investere i effektkapasitet og eventuelt i pumpekraft. Det kan imidlertid finnes unntak fra dette<br />
generelle resultatet: Når flaskehalser i nettet begrenser markedet <strong>til</strong> et lite område, og når visse<br />
systemtjenester må kjøpes lokalt kan det på visse vilkår være grunner <strong>til</strong> å etablere en kobling mellom<br />
nye utenlandsforbindelser og <strong>til</strong>tak på produksjonssiden. I tråd med dette resultatet starter vi<br />
drøftingen med å se på de generelle incentivene <strong>til</strong> å investere i effektkapasitet eller reguleringsevne.<br />
Dernest kommer vi <strong>til</strong>bake <strong>til</strong> mulige unntak.<br />
Aller først skal vi se nærmere på sammenhengen mellom <strong>til</strong>budet av reguleringsevne i spotmarkedet<br />
og markedene for system- og balansetjenester.<br />
3. Vannkraftsystemet leverer ulike, delvis konkurrerende, tjenester<br />
Vannkraftsystemet kan levere regulering på døgnbasis i spotmarkedet (day ahead), som regulerkraft<br />
og i form av andre system- og balansetjenester. De samme anleggene kan altså levere flere tjenester.<br />
Noen tjenester konkurrerer direkte om den samme kapasiteten (levering av kraft versus manuelle<br />
reserver). For andre tjenester (automatiske reserver) kan det være en forutsetning av man også<br />
produserer kraft <strong>til</strong> markedet.<br />
Vannkraftverk med magasin er godt egnet for å levere manuelle reserver (RK) og intra-dag regulering<br />
fordi aggregater kan startes raskt samtidig som de kan fortsette å levere kraft lenge, ofte uten store<br />
ekstrakostnader. Vannkraftverk med magasin er også svært godt egnet <strong>til</strong> å levere automatiske<br />
reserver og regulering, produkter som krever at anleggene går. Egnetheten skyldes særlig at<br />
Side 1 av 18
turbinene har høyest virkningsgrad ved en ytelse som er lavere enn 100 % av kapasiteten. (Profilen på<br />
virkningsgradskurven avhenger av turbintype.) Anleggene kan derfor i mange situasjoner <strong>til</strong>by<br />
automatisk regulering som et nesten gratis biprodukt.<br />
Som nevnt konkurrerer ulike tjenester noen ganger om de samme knappe ressursene, men andre<br />
ganger er det ledig kapasitet <strong>til</strong> å levere en tjeneste uten at dette går på bekostning av andre tjenester.<br />
Et eksempel på konkurranse er at stor etterspørsel i elspot i høylast konkurrerer med <strong>til</strong>bud av<br />
manuelle reserver <strong>til</strong> oppregulering i RKOM og reserver <strong>til</strong> oppregulering i intra-dag-markedet. Et<br />
eksempel på at det kan være synergier eller begrenset konflikt, er automatiske reserver som biprodukt<br />
av at anleggene leverer kraft. Når kraftproduksjonen er høy vil man derfor ofte ha et stort <strong>til</strong>bud <strong>til</strong><br />
automatisk oppregulering.<br />
Samspillet mellom <strong>til</strong>budet av ulike tjenester er komplisert og kan både avhenge av driftssituasjon,<br />
vannverdier og teknologi (turbintype). I dette notatet vil vi kun gi noen smakebiter på forhold som har<br />
betydning for samspillet, vi skal drøfte dem i en forenklet og s<strong>til</strong>isert kontekst og trekke noen foreløpige<br />
og overordnede konklusjoner.<br />
Manuelle reserver og manuell regulering<br />
Når vannverdiene blir mer forskjellige vil <strong>til</strong>budskurven for opp- og nedregulering bli brattere (slik den<br />
også blir i elspot).<br />
I vannkraftverk med magasin kan turbiner som står s<strong>til</strong>le starte <strong>til</strong>strekkelig raskt <strong>til</strong> å dekke behovet for<br />
manuell oppregulering. I situasjoner med en del ledig kapasitet vil man derfor relativt billig og enkelt<br />
kunne dekke behovet for oppregulering. Reserver for oppregulering har i slike situasjoner en<br />
neglisjerbar kostnad. Reserver for manuell oppregulering har først en samfunnsøkonomisk kostnad<br />
av betydning når markedet nærmer seg knapphet på kapasitet. Hvis man i slike situasjoner skal<br />
reservere mer kapasitet for oppregulering vil det konkurrere med levering av kraft i høylast. Økt<br />
etterspørsel etter en av disse tjenestene presser dermed opp prisen på begge tjenestene.<br />
Reserver for manuell nedregulering krever at noe produksjon kan nedreguleres eller at det finnes<br />
forbruk som kan økes. Tradisjonelt har vannkraftverk med magasin <strong>til</strong>budt billig nedregulering ved<br />
behov, men når innenlands produksjonen presses ned i lavlast på grunn av import og lavt forbruk kan<br />
man komme i situasjoner hvor det ikke er aktive magasinkraftverk å nedregulere. I prinsippet kan man<br />
imidlertid godt nedregulere vindkraft og elvekraft 1 . Hvis markedsprisen i utgangspunktet er lav (det er<br />
derfor magasinverkene står) blir verdien av spilt produksjon ved nedregulering forholdsvis begrenset,<br />
og selve nedreguleringen kommer kun når man trenger mindre produksjon. Hvis man må starte<br />
unødvendig magasinproduksjon for å ha noe å nedregulere, kan man få en vesentlig kostnad, men<br />
hvis man kan nedregulere vindkraft og elvekraft burde reservene for nedregulering fortsatt være<br />
forholdsvis billige.<br />
Litt mer om kostnadene ved manuelle reserver<br />
Kostnadene ved å holde reserver for opp- og nedregulering varierer betydelig over tid, og kan også<br />
være relativt ulike mellom automatiske og manuelle reserver.<br />
I figuren nedenfor viser vi en situasjon hvor ulike anlegg har ulike vannverdier. Vi bruker denne figuren<br />
som et forenklet utgangspunkt for å drøfte kostnadene ved reserver. Vi ser først på manuelle reserver.<br />
1<br />
Vi forutsetter at det finnes <strong>til</strong>strekkelig mange anlegg som kan lagre vann eller slippe vann forbi turbinene. I det siste <strong>til</strong>fellet er<br />
kostnaden <strong>til</strong>nærmet lik verdien av spilt kraftproduksjon for anlegget som reduserer produksjonen.<br />
Side 2 av 18
P 1<br />
Pris<br />
Figur 1 Forholdet mellom vannverdien og markedsprisen har stor betydning for kostnadene ved å holde<br />
manuelle reserver<br />
Produsenten som har vannverdi under markedsprisen vil tjene på å produsere i den aktuelle timen.<br />
Vannverdien speiler produsentens forventede inntekt hvis han må selge kraften på et annet tidspunkt<br />
(den laveste verdien han må akseptere). Hvis han skal holde <strong>til</strong>bake kapasitet for å kunne <strong>til</strong>by<br />
oppregulering vil han tape differansen mellom prisen og vannverdien.<br />
Produsenter med vannverdi høyere enn prisen vil i utgangspunktet ikke ønske å produsere, siden de<br />
kan få en bedre pris for kraften senere. Disse anleggene er dermed en gratis manuell reserve hvis det<br />
oppstår behov for manuell oppregulering. Dersom denne reserven er for liten i forhold <strong>til</strong><br />
etterspørselen vil det være mest lønnsomt å holde <strong>til</strong>bake noe produksjon som har vannverdi lik<br />
prisen. Også her er kostnaden neglisjerbar. Først hvis man må holde <strong>til</strong>bake kapasitet med klart lavere<br />
vannverdi enn prisen oppstår det en vesentlig kostnad.<br />
Figuren nedenfor viser en situasjon med stor etterspørsel etter kraft (effekt). Her er markedsprisen<br />
høyere enn vannverdien for alle magasinene. Her er det lønnsomt at den reserven som skal holdes for<br />
oppregulering holdes i anleggene med høyest vannverdi, slik figuren indikerer.<br />
P 1<br />
Figur 2 Kostnadene ved å holde manuelle reserver når kraftprisene er høyere enn alle vannverdiene<br />
Bredden på det røde arealet illustrerer volumet som holdes som manuell reserve i eksemplet. Høyden<br />
viser kostnaden for produsentene per MW <strong>til</strong>bakeholdt kapasitet i form av tapt fortjeneste i<br />
kraftproduksjon. I situasjoner som dette vil prisen på manuelle reserver blir presset opp. 2<br />
Automatiske reserver<br />
Pris<br />
Tapt fortjeneste<br />
Hvis markedsprisen er lavere enn vannverdien vil produsentene velge å stanse kraftproduksjonen. Når<br />
prisen er større eller lik vannverdien vil de produsere. Ved en pris like i overkant av vannverdien vil det<br />
være optimalt å produsere på det nivået som gir best virkningsgrad. Dersom prisen er høyere kan det<br />
lønne seg å øke produksjonen selv om virkningsgraden da går ned. Figuren nedenfor illustrerer en<br />
situasjon hvor prisen er 350 og vannverdien er 317.<br />
2 Man kan tenke seg at en del av reserven kjøpes innen forbruk eller i land vi eksporterer <strong>til</strong> dersom dette lar seg gjøre<br />
teknisk og sikkerhetsmessig, og dersom det er billigere.<br />
Volum<br />
Ingen kostnad<br />
Volum<br />
Tapt<br />
fortjeneste<br />
Side 3 av 18
Profitt<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
Profitt p=350<br />
Virkningsgrad<br />
Ytelse i prosent av kapasitet<br />
Figur 3 Vannkraftverkets profitt (utover salg <strong>til</strong> vannverdi) og virkningsgrad (ytelsen går fra 0 <strong>til</strong> 100 % i<br />
figuren)<br />
Vi ser av figuren at økonomisk optimal ytelse er noe større enn den energimessig mest effektive<br />
ytelsen, siden prisen er høyere enn vannverdien. Best punkt er her 83 % mens mest lønnsomme<br />
produksjonsnivå i dette eksemplet er rundt 92 %. Med en høyere pris vil optimalt produksjonsnivå øke<br />
og øker prisen <strong>til</strong>strekkelig vil man velge å produsere 100 % av kapasiteten. (I dette regneeksemplet<br />
blir det optimalt å kjøre maksimal effekt hvis prisen er større enn 390.) Det som skjer er at produsentene<br />
aksepterer lavere virkningsgrad for å få den ekstra fortjenesten som oppstår når prisen er<br />
klart høyere enn vannverdien.<br />
Kostnaden ved å <strong>til</strong>by mer automatiske reserver vil her være knyttet <strong>til</strong> nedgangen i profitt når man<br />
produserer mindre enn det som maksimerer profitten i spotmarkedet.<br />
Med små forskjeller mellom vannverdier og markedspris vil produsentene kjøre anleggene nær bestpunkt.<br />
I perioder med stor produksjon vil det da være betydelige automatiske reserver <strong>til</strong>gjengelig <strong>til</strong> en<br />
lav kostnad.<br />
Drøftingen senere i notatet vil forklare at når vi får mer utenlandshandel vil dét gradvis gi mer prisstruktur<br />
innenfor døgnet i det norske kraftmarkedet. Noen magasin vil få høyere vannverdi, mens<br />
andre magasin med lang brukstid (mindre fleksibilitet <strong>til</strong> å magasinere vann) vil få lavere vannverdi.<br />
Når markedsprisen er vesentlig høyere enn vannverdien i et anlegg, vil produsenten ønske å<br />
produsere nær eller på full kapasitet, ikke på bestpunkt. Mer forskjeller i vannverdi og mer prisstruktur<br />
fører altså <strong>til</strong> at flere ønsker å kjøre for fullt (de med klart lavere vannverdi enn prisen) samtidig som<br />
flere vil ønske å stanse produksjonen. Disponeringen av anleggene blir drevet noe mer mot ”stopp<br />
eller full gass”.<br />
Når flere anlegg går for fullt og flere andre anlegg stopper helt vil <strong>til</strong>budet av billige automatiske<br />
reserver bli redusert. Dette vil drive opp prisen på reservene.<br />
Produsentene kan øke <strong>til</strong>budet av reserver på to måter<br />
Ved å holde igjen på produksjonen i anlegg som allerede går (anlegg med vannverdi lavere<br />
enn markedsprisen i den aktuelle timen)<br />
Ved å starte anlegg som har en vannverdi som er høyere enn markedsprisen<br />
For å levere mer automatiske reserver må man altså vri produksjonsmønsteret i elspot noe.<br />
Betalingen for å vri produksjonsmønsteret må kompensere kostnadene ved mindre inntekt i døgnmarkedet.<br />
Produsentene vil optimalisere produksjonen gitt inntektsmulighetene i begge markedene.<br />
Prisbildet i elspot vil dermed påvirke <strong>til</strong>budet av automatiske reserver og omvendt. Samspillet vil<br />
variere med bl.a. lastsituasjonen.<br />
Det er når markedsprisen er høy relativt <strong>til</strong> de fleste vannverdiene, (dvs. i situasjoner med stor<br />
kraftproduksjon) at det synes mest aktuelt å betale for <strong>til</strong>bakeholdelse av produksjon. Dette vil skje<br />
ved at prisen for automatiske reserver går opp slik at produsentene velger å kjøre aggregatene på<br />
lavere effekt enn de ellers ville gjort. I en situasjon hvor man har effektknapphet (alt er i bruk) er<br />
<strong>til</strong>bakeholdt produksjon eneste alternativ for å øke <strong>til</strong>bud av automatiske reserver. Økt kjøp av<br />
automatiske reserver vil typisk bidra <strong>til</strong> at spotprisen går mer opp i høylast.<br />
100 %<br />
95 %<br />
90 %<br />
85 %<br />
80 %<br />
75 %<br />
70 %<br />
65 %<br />
60 %<br />
Side 4 av 18
I lavlast kan mange anlegg stoppe fordi vannverdien er høyere enn markedsprisen. Når mange<br />
produksjonsanlegg stanser vil også <strong>til</strong>budet av automatiske reserver gå ned. For å øke <strong>til</strong>budet av<br />
automatiske reserver kan det i slike situasjoner være aktuelt å starte anlegg som ikke ville kjørt ut<br />
fra markedsprisen alene. (Vannverdi høyere enn markedsprisen.) Betalingen for reservene må i<br />
slike <strong>til</strong>feller kompensere for tapet ved å bruke vann som er mer verdt enn markedsprisen. Økt<br />
produksjon for å <strong>til</strong>by automatiske reserver vil typisk presse ned spotprisene i lavlast.<br />
De relativt enkle resonnementene over indikerer at økt salg av automatiske reserver kan ha omtrent<br />
de samme prisvirkningene som økt krafthandel: I importsituasjonen kan økt salg av automatiske<br />
reserver bidra <strong>til</strong> å trekke prisen mer ned, og i eksportsituasjoner med stor etterspørsel vil virkningen<br />
være at prisene går ytterligere opp.<br />
Avveining mellom salg av S&B og salg av regulering i spotmarkedet<br />
Man kan se på vannkraftsystemet som et komplekst produksjonssystem med mange ulike frihetsgrader<br />
og skranker. Disse varierer over tid, med <strong>til</strong>sig, magasinnivå og vannverdi i ulike anlegg. Mer av<br />
en tjeneste betyr noen ganger mindre av en annen, andre ganger vil mer av én tjeneste gi grunnlag for<br />
å levere mer også av en annen tjeneste. Optimal fordeling av produksjonskapasiteten mellom kraftproduksjon<br />
og regulering i elspot og <strong>til</strong>bud av andre tjenester vil variere over tid. Optimal fordeling av<br />
tjenestene vil både avhenge av skrankene og de tekniske sammenhengene i produksjonssystemet og<br />
av betalingen for de ulike tjenestene. Som vi har sett kan ytelsene av S&B ofte økes, men det øker<br />
kostnadene.<br />
Nettopp fordi vannkraftsystemet har mange ulike skranker er det sannsynlig at samlet verdiskaping blir<br />
størst ved å la etterspørselen etter ulike typer tjenester konkurrere. Et kraftverk som har ledig<br />
kapasitet <strong>til</strong> en tjeneste kan da levere denne tjenesten selv om det har begrensninger på levering av<br />
andre tjenester. Hvis kabler disponeres <strong>til</strong> den produksjonsmiksen som gir størst lønnsomhet, vil også<br />
vannkraftsystemet bli disponert på en optimal måte. Rasjonelle produsenter vil velge den<br />
produktmiksen som gir dem størst verdiskaping, og prisene i markedet vil reflektere kostnadene ved<br />
tjenestene. Varierende ressurs<strong>til</strong>gang <strong>til</strong>sier trolig at produktmiksen varierer over tid. Dessuten kan den<br />
varieres med prisene i markedet, for eksempel ved at man <strong>til</strong>byr mer S&B <strong>til</strong> utlandet i perioder (timer)<br />
hvor kraftprisene er forholdsvis like i Norge og hos handelspartneren.<br />
Et eksempel kan illustrere verdiskapingsdimensjonen:<br />
Et magasin med kort brukstid og høy vannverdi (lite vann) kan øke sin verdiskaping ved å <strong>til</strong>by mer<br />
manuelle reserver. Økt etterspørsel etter manuelle reserver for oppregulering gir dermed økte<br />
inntektsmuligheter for et slikt verk.<br />
Langsiktig <strong>til</strong>pasning<br />
På lang sikt kan kraftsystemet dimensjoneres for å levere flere ulike tjenester. Optimal kombinasjon vil<br />
variere mellom anlegg (fordi de har ulike karakteristika) og over tid (fordi vannverdien og prisene på<br />
produktene varierer).<br />
Langsiktige forventningene <strong>til</strong> prisen på ulike produkter og <strong>til</strong> prisvariasjonene samt kostnadene ved<br />
ulike ombygginger vil være avgjørende for hva slags <strong>til</strong>pasninger det er lønnsomt å gjennomføre. Et<br />
magasinverk kan for eksempel øke installert effekt for å konsentrere kraftproduksjonen sin i timene<br />
med høyest pris, dvs. på grunnlag av prisstruktur i elspot. En slik utvidelse kan også (delvis) være<br />
motivert av salg av manuelle reserver for oppregulering. Mens kraftproduksjon i høylast krever energi<br />
(vann) hver time man leverer produktet, kan man levere oppreguleringsreserver uten å bruke så mye<br />
vann. Når kraftprisen er høyere enn vannverdien vil man ha et tapt dekningsbidrag i elspot hvis man<br />
leverer manuelle reserver for oppregulering. Når kraftprisen er lavere enn vannverdien har man ikke et<br />
slikt tapt dekningsbidrag. Et anlegg som har stor effektkapasitet i forhold <strong>til</strong> <strong>til</strong>sig over året vil (relativt<br />
sett) få en høy vannverdi. Da vil det oftere være lønnsomt å vri produksjonen over mot produkter som<br />
er mindre energikrevende, dvs. som krever mindre vann. Et annet alternativ er å øke <strong>til</strong>gangen på<br />
vann i anlegget i høylast. I noen <strong>til</strong>feller kan man utvide <strong>til</strong>sigsområdet (bygge flere ”takrenner”); i<br />
andre <strong>til</strong>feller hvor man har et øvre og et nedre magasin av en viss størrelse kan man bygge<br />
pumpekraft, slik at vann kan pumpes opp i lavlastperioder når prisen er lavere. Man får dermed mer<br />
energi <strong>til</strong>gjengelig for produksjon i høylastperiodene. Ved stor prisvariasjon i elspot, og særlig hvis<br />
man har svært lave priser i noen perioder, kan utbygging av pumpemuligheter være lønnsom.<br />
I praksis vil det variere over tid hvordan anleggene brukes. Hvis et anlegg har spesielt lite vann i<br />
magasinene stiger vannverdien og det blir mer lønnsomt å <strong>til</strong>by manuelle reserver.<br />
Side 5 av 18
Som vi har sett krever automatiske reserver at turbinene er i drift. For å levere denne tjenesten må<br />
man derfor bruke en betydelig mengde vann. Noen turbintyper har imidlertid høy virkningsgrad over et<br />
forholdsvis stort intervall av ytelse. Dette gjør det mulig å regulere produksjonen forholdsvis langt ned<br />
samtidig som man <strong>til</strong>byr betydelige volumer med automatisk regulering uten altfor stor kostnad. (Vi vet<br />
ikke hvor stort potensial det kan være for slike ombygginger eller utvidelser over tid.)<br />
Et velfungerende marked for S&B er trolig viktig for å realisere en effektiv <strong>til</strong>pasning på kort og lang<br />
sikt. Dette forutsetter at de som skaper behovet for S&B betaler en mest mulig kostnadsriktig pris<br />
(tariff) og at leverandørene får en korrekt pris.<br />
Selv om vannkraftsystemet vil spille en viktig rolle for S&B kan også andre kraftprodusenter og<br />
forbrukere levere tjenester. Dette er en viktig grunn <strong>til</strong> at innkjøpene bør gjøres <strong>til</strong> priser som synliggjør<br />
kostnadene, slik at tjenestene kan produseres kostnadseffektivt. For eksempel kan noen reserver<br />
kjøpes i industrien.<br />
En ideell <strong>til</strong>budskurve for manuelle reserver vil ofte inkludere ulike teknologier. Reserver som sjelden<br />
aktiveres kan godt ha en høy aktiveringskostnad. 3 Dette betyr at flere typer forbruk, nødaggregater og<br />
reservekraftverk kan være egnede bidragsytere. I situasjoner med eksport eller ledig importkapasitet<br />
kan også utenlandsk kapasitet (via kablene) være en reserve dersom det er lønnsomt. Konkurranse vil<br />
bidra <strong>til</strong> å få fram de beste alternativene.<br />
Handelsløsninger for S&B og incentiver <strong>til</strong> investering i reguleringsevne<br />
En av problems<strong>til</strong>lingene for notatet er:<br />
Hvordan er samspillet mellom handelsløsninger for system- og balansetjenester og incentiver <strong>til</strong><br />
investering i effekt for salg av disse tjenestene?<br />
Handelsløsningene mot utlandet og overføringskapasiteten vil avgjøre hvilken etterspørsel etter<br />
system- og balansetjenester som kommer fram <strong>til</strong> det norske markedet. Det kan være regulatoriske<br />
begrensninger på hvilke tjenester som kan etterspørres i Norge (fra utlandet) og hvor store volumer<br />
som vil bli etterspurt. Det er grunn <strong>til</strong> å tro at flere kabler og modning hos regulatorer og aktører vil føre<br />
<strong>til</strong> at mer av etterspørselen hos handelspartnerne kan kanaliseres <strong>til</strong> Norge. Slik prisen i kraftmarkedet<br />
kun påvirkes av kraftflyten på kablene og ikke av prisene hos handelspartnerne som sådan, vil også<br />
prisen på S&B bli påvirket av etterspørselen som rettet mot leverandørene i Norge. (Som i et hvilket<br />
som helst annet marked.)<br />
Etterspørselen etter S&B i det norske markedet (fra Norge og fra andre land) vil drive opp prisene på<br />
tjenestene, i samspill med prisdannelsen i kraftmarkedet. Når prisen for S&B drives opp øker<br />
incentivene <strong>til</strong> å investere. Dette gjelder i vannkraftsystemet og for andre aktører.<br />
Investeringsincentivene vil bli formet av prisdannelsen i markedene for S&B og ikke minst av<br />
prisdannelsen i spotmarkedet.<br />
4. Løser markedet effekt- og reguleringsproblemet?<br />
a. I vannkraftsystemet kan markedet gi effektoverskudd<br />
Etter hvert som ulike land har deregulert har man mange steder diskutert om et kraftmarked med kun<br />
energipris per time (som elspot på Nord Pool) kan gi <strong>til</strong>strekkelige incentiver <strong>til</strong> å bygge kapasitet.<br />
Særlig har noen bekymret seg for markedets evne <strong>til</strong> å bygge spisslast og reservekapasitet. I noen<br />
deregulerte kraftmarkeder har man derfor hatt en egen kapasitetsbetaling. (UK fram <strong>til</strong> ca 2002, og det<br />
diskuteres igjen.) I Europa har man i dag ikke slik betaling og holdningen har nok stort sett vært at<br />
markedet ordner dette via prisstrukturen, dvs. ved prisvariasjoner mellom høylast og lavlast, ved<br />
prisforskjeller mellom perioder med ledig produksjonskapasitet og perioder med knapphet på<br />
kapasitet, prisforskjeller mellom tørre og våte år osv.<br />
3<br />
Dette er en parallell <strong>til</strong> optimal kapasitetssammensetning i termisk produksjon: Når anlegg må ha ulik brukstid er teknologier<br />
med lave variable kostnader og forholdsvis høye faste kostnader mest kostnadseffektive som grunnlast (lang brukstid), mens<br />
anlegg med lave faste kostnader og høye variable kostnader er mest kostnadseffektive som spisslast (kort brukstid).<br />
Side 6 av 18
Det kan vises teoretisk at på visse betingelser vil et termisk kraftmarked over tid etablere en prisstruktur<br />
som gir en optimal fordeling av kapasitet, inkludert spisslast. Dette kan også vises for vann-<br />
4 5<br />
kraftsystemet, og der er det vesentlig enklere å få en god effektdekning, som vi skal se nedenfor.<br />
En av betingelsene for optimale investeringer er at markedet klarer å forutse knapphet med <strong>til</strong>strekkelig<br />
sikkerhet. Inntektene fra en reservekapasitet som brukes svært sjelden er mer usikre enn<br />
inntektene fra andre anlegg. Det kan føre <strong>til</strong> at risikoaverse investorer bygger for lite av denne typen<br />
kapasitet, sett i forhold <strong>til</strong> samfunnets behov. (Lange kontrakter kan på visse betingelser redusere<br />
dette problemet.) Økende krafthandel mellom land reduserer problemet med usikkerhet og<br />
risikoaversjon. Stokastiske markedssjokk vil fordeles på flere land (sammenlagringseffekt). Sjokkene<br />
blir generelt dempet, samtidig som de kommer hyppigere. Dette gir noe bedre informasjon og mindre<br />
usikkerhet for investor, og kan dermed fremme investeringer. Økt forbrukerfleksibilitet kan også bidra<br />
<strong>til</strong> at problemet løses smidigere enn tidligere. Det kan likevel tenkes at det vil bli investert noe mindre<br />
enn optimalt i denne typen kapasitet.<br />
I et termisk system er det kun perioder med høye priser som belønner investeringer i spisslastkapasitet.<br />
I et vannkraftsystem som det norske kan både effektknapphet og høye topplastpriser og<br />
perioder med lave priser og fare for overløp gi lønnsomhet <strong>til</strong> investeringer i reguleringsevne /<br />
effektkapasitet:<br />
Vannkraftverkene vil bygge en del ekstra effektkapasitet for å unngå spill av vann i perioder med<br />
store <strong>til</strong>sig.<br />
Man vil også bygge reguleringsevne for å øke verdien av <strong>til</strong>sigene. 6 Økt reguleringsevne gjør det<br />
mulig å flytte en del av produksjonen fra perioder med lav pris <strong>til</strong> perioder med høyere pris. Det er<br />
forskjellen i pris mellom periodene med lav pris og periodene med høy pris som gir incentivene <strong>til</strong><br />
å investere. Økt andel vindkraft i et område kan for eksempel gi et prispress nedover i perioder<br />
med mye vind. Det kan gjøre effektutvidelser og pumping lønnsomt.<br />
I vannkraftsystemet er det altså flere grunner <strong>til</strong> å bygge reguleringsevne. Forskjellen <strong>til</strong> termiske<br />
systemer skyldes at vannkraftverkene har en gitt totalproduksjon som er bestemt av <strong>til</strong>sigene.<br />
Maksimering av overskudd betyr å flytte produksjon <strong>til</strong> perioder med bedre pris så sant inntektene ved<br />
flyttingen av vann er lavere enn kostnadene.<br />
Argumentene foran medfører at en markedslikevekt i et vannkraftsystem som det norske kan medføre<br />
et overskudd av effektkapasitet i forhold <strong>til</strong> maksimal etterspørsel. Hvorvidt man ender med en slik<br />
løsning vil avhenge av etterspørselen etter effekt, kostnadene ved utbygging av effekt og størrelsen på<br />
de andre nyttevirkningene av effektkapasiteten (mindre salg <strong>til</strong> lav pris og mindre spill av vann).<br />
I Norge har bekymringen inn<strong>til</strong> nylig snarere vært at man ikke bygger ut nok ”energikapasitet” for å<br />
sikre seg mot energiknapphet i tørrår. Med en gradvis sterkere kraftbalanse og økt kraftutveksling<br />
reduseres denne bekymringen vesentlig.<br />
b. Mer kraftutveksling (og mer vindkraft) gir mer prisstruktur og dermed incentiver<br />
<strong>til</strong> å øke reguleringsevnen<br />
Nye utenlandsforbindelser vil gi økende etterspørsel etter reguleringsevne i Norge. (Økt innslag av<br />
vindkraft vil ha liknende effekt, men vi fokuserer her på utenlandshandel.) I høylast øker etterspørselen<br />
etter norsk vannkraft, og i lavlast får vannkraftverkene ofte konkurranse fra billig import.<br />
Dette vil medføre at magasin med lang brukstid 7 får lavere vannverdi mens magasin med kort brukstid<br />
4<br />
Dette temaet er bl.a. behandlet i ECON-prosjektet Verdien av effekt på 90-tallet. Problems<strong>til</strong>lingen er også behandlet i ECONprosjektet<br />
Samspill nett – kraftmarked. I sistnevnte prosjekt ble det vist at tariffer på installert kapasitet gir et effektivitetstap fordi<br />
incentivene <strong>til</strong> å holde effekt blir svakere enn optimalt. Som følge av dette endret <strong>Statnett</strong> kriteriene for tariffene.<br />
5<br />
Ledig produksjonskapasitet i et (underskudds-)område kan gi økt forsyningssikkerhet. Markedsaktørene får ikke uten videre<br />
betalt for en slik verdi ved produksjonskapasiteten. Hvis et område i Norge har risiko for forsyningsproblemer kan økt produksjonskapasitet<br />
være et alternativ <strong>til</strong> å forsterke nettet. Dette vil typiske være en lokalt avgrenset problems<strong>til</strong>ling og er ikke et<br />
sentralt poeng når man diskuterer handel med Europa.<br />
6<br />
Her er det snakk om en optimalisering av magasinkapasitet og effektkapasitet (eventuelt inkludert pumping) gitt <strong>til</strong>sigsprofil<br />
(stokastisk) og forventet prisvariasjonen i markedet.<br />
7<br />
Kort brukstid betyr at anlegget har mye installert effekt (turbiner) i forhold <strong>til</strong> den energimengden man får i <strong>til</strong>sig. Optimal<br />
produksjonsfordeling <strong>til</strong>sier at man produserer kraften i timene med høyest pris. Anlegg med lang brukstid må produsere en<br />
større del av tiden for ikke å spille vann. Slike anlegg må derfor akseptere lavere priser for å unngå spill av vann (gitt at prisene<br />
varierer), og de får dermed en lavere vannverdi. Vannverdien er den forventede laveste prisen man må akseptere for å få<br />
produsert alt vannet. Vannverdien er en forventningsverdi som skal reflektere markedsstruktur og usikkerhet mht <strong>til</strong>sig, vindkraft,<br />
brenselspriser.<br />
Side 7 av 18
får høyere vannverdi. Det kan vises teoretisk at dette vil skje 8 . Vi gir en mer omfattende forklaring av<br />
disse prisvirkningene nedenfor (se pkt c. Hvorfor økt etterspørsel etter regulering gir større forskjell i<br />
vannverdiene – en utdyping.)<br />
Disse mekanismene blir ikke synliggjort i eksisterende vannkraftmodeller, siden disse modellene<br />
opererer med ett magasin i hvert område når vannverdien beregnes. 9 Dette kan være en forklaring på<br />
at kraftprodusentene <strong>til</strong>synelatende fokuserer lite på disse effektene.<br />
Figuren nedenfor gir et s<strong>til</strong>isert bilde av hva som skjer med <strong>til</strong>budskurven i vannkraftsystemet når<br />
handelen med termiske systemer utvides. I figuren er det antatt fire magasin med ulike brukstid, derav<br />
fire trinn i <strong>til</strong>budskurven og fire ulike vannverdier.<br />
Pris<br />
Før utbygging av<br />
utenlandsforbindelser<br />
Elvekraft<br />
Effektskranke<br />
Volum<br />
Figur 4 Utenlandsforbindelser gir større forskjell i vannverdiene<br />
Volum<br />
Figuren illustrerer at økende utenlandshandel (<strong>til</strong> høyre) gjør vannverdiene mer forskjellige. Dermed<br />
blir <strong>til</strong>budskurven brattere (større trinn). I figuren er virkningen gjort ekstra tydelig for å vise hva som<br />
skjer.<br />
Økt norsk eksport i topplast vil også gi flere timer hvor all norsk effektkapasitet (unntatt det som er<br />
reservert for S&B) vil være i bruk. Da vil prisene stige over nivået <strong>til</strong> den høyeste vannverdien. (Dette<br />
kalles ofte ”effektpriser”.) Med et velfungerende marked er denne formen for effektknapphet helt<br />
uproblematisk: Den høyere prisen vil kun rasjonere hvor mye som eksporteres. Og dersom<br />
etterspørselen i Norge er større enn den norske effektkapasiteten vil vi få import i høylast i stedet for<br />
eksport. Man kan også tenke seg situasjoner med import fra et land (for eksempel Danmark) og<br />
eksport <strong>til</strong> andre land.<br />
Mer kraftutveksling <strong>til</strong> naboland gjør det lettere å håndtere effektknapphet og vi får tydeligere og mer<br />
stabile prissignaler. Disse prissignalene vil belønne en viss oms<strong>til</strong>ling i forbruksmønsteret og fremfor<br />
alt en økning i vannkraftens reguleringsevne.<br />
c. Hvorfor økt etterspørsel etter regulering gir større forskjell i vannverdiene – en<br />
utdyping<br />
I dette avsnittet skal vi forklare i større detalj hvorfor økende kraftutveksling gir mer prisstruktur. Vi gjør<br />
dette i <strong>til</strong>knytning <strong>til</strong> en enkel modell med to lastavsnitt, høylast og lavlast, som vi for enkelhets skyld<br />
har gitt like lang varighet. I hvert lastavsnitt er det en prisfølsom etterspørsel. 10 Hele forbruket dekkes<br />
av vannkraft med magasin og det er to typer vannkraftverk. Forskjellen mellom dem er brukstiden. I<br />
simuleringen nedenfor er brukstidene satt <strong>til</strong> henholdsvis 35 % og 70 %. (70 % brukstid betyr at man<br />
må produsere for full effekt i 70 % av tiden for å få ut alt vannet.)<br />
Ved å variere forskjellen mellom etterspørselen i høylast og lavlast får vi fram hvordan dette påvirker<br />
prisen i hvert lastavsnitt (vannverdiene). Denne modellen er uten stokastikk. Vannverdiene er derfor<br />
identisk med prisene som klarerer markedet i hvert lastavsnitt. Når vi øker etterspørselen i høylast og<br />
reduserer den i lavlast får vi den sammen effekten som økt kraftutveksling vil gi, med økt eksport i<br />
8<br />
Kristin Munthe laget for noen år siden en deterministisk gams-modell som demonstrerte disse mekanismene i en situasjon<br />
med 5 ulike brukstider og magasin. Vi har laget en enkel excel-modell med kun to magasintyper for å vise <strong>til</strong>svarende resultat.<br />
9<br />
Denne modellsvakheten fører ikke bare <strong>til</strong> at virkningen på prisstrukturen undervurderes. Den er nok også en del av<br />
forklaringen på at modellene undervurderer prisvariasjoner i våte og tørre år.<br />
10<br />
Etterspørselen (FH i høylast, FL i lavlast) er modellert som en lineær funksjon av prisen, slik: FH = KH – a*P og FL = KL – a*P.<br />
Den horisontale avstanden mellom etterspørselskurvene er da KH – KL. (Forbruket leses langs x-aksen.) Det er denne<br />
forskjellen vi varierer for å se virkningen på prisstrukturen.<br />
Side 8 av 18<br />
Pris<br />
Elvekraft<br />
Med flere<br />
utenlandsforbindelser<br />
Effektskranke
høylast og økt import i lavlast. Man kan derfor tolke etterspørselen i modellen som netto etterspørsel<br />
rettet mot vannkraftprodusentene, dvs. som forbruk korrigert for utenlandshandel.<br />
Figuren nedenfor viser vannverdiene i en situasjon hvor etterspørselskurvene for høylast er forskjøvet<br />
70 enheter <strong>til</strong> høyre for etterspørselskurven for lavlast. I dette eksemplet ser vi at vannverdiene er litt<br />
ulike i de to magasintypene. Vannverdiene sammen med effektkapasiteten gir den kortsiktige<br />
<strong>til</strong>budskurven som vises i figuren.<br />
Figur 5 Tilbudskurve fra to typer vannkraftverk (stiplet lilla) og etterspørsel i høylast (rød heltrukket) og<br />
lavlast (rød stiplet)<br />
Vi skal nå forklare nærmere hva som skjer i modellen når vi varierer den horisontale avstanden<br />
mellom de to etterspørselskurvene. Figurene nedenfor viser hva som skjer med prisene og forbruket<br />
(produksjonen) når vi gradvis øker forskjellen på etterspørsel i høylast og lavlast. Helt <strong>til</strong> venstre i<br />
begge figurene er etterspørselskurvene identisk i de to lastavsnittene. For hver enhet vi går mot høyre<br />
i figurene (jamfør x-aksen) er etterspørselskurven i høylast skjøvet 0,5 enheter <strong>til</strong> høyre mens<br />
etterspørselskurven i lavlast er skjøvet 0,5 enheter <strong>til</strong> venstre, slik at den horisontale forskjellen<br />
mellom dem øker med 1 enhet.<br />
Pris<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
Tilbudskurve og etterspørsel (H og L)<br />
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100<br />
PH<br />
PL<br />
1<br />
6<br />
11<br />
16<br />
21<br />
26<br />
31<br />
36<br />
41<br />
46<br />
51<br />
56<br />
61<br />
66<br />
71<br />
76<br />
81<br />
86<br />
91<br />
96<br />
101<br />
Forskjell i etterspørselsnivå<br />
Figur 6 Pris og forbruksnivå i høylast (H) og lavlast (L) som funksjon av forskjellen i etterspørselsnivå<br />
Når etterspørselen er helt lik i de to lastavsnittene (helt <strong>til</strong> venstre i de to figurene) dannes det en felles<br />
pris (vannverdi) og anleggene kan kjøres helt jevnt. Når etterspørselen gradvis økes i H og senkes i L<br />
trengs det mer produksjon i H og mindre i L. I modellen koster det ikke noe å flytte vann fra en periode<br />
<strong>til</strong> den andre. Det er derfor nok med en neglisjerbar prisforskjell for at begge typer kraftverk skal<br />
produsere mer i høylastperioden og <strong>til</strong>svarende mindre i lavlast. Flyttingen av produksjon fra lavlast <strong>til</strong><br />
høylast kan skje inn<strong>til</strong> det punkt hvor begge typer kraftverk har møtt en kapasitetsgrense.<br />
Vannkraftverkene med 70 % brukstid, heretter kalt BT70%, får produsert all sin <strong>til</strong>gjengelig energi<br />
(<strong>til</strong>sig) ved å produsere i gjennomsnitt 70 % av maksimal kapasitet. Når høylast og lavlast er like<br />
lange perioder i modellen, betyr det at BT70% kan øke produksjonen opp <strong>til</strong> 100 % av installert<br />
effektkapasitet i høylast mot å gå ned <strong>til</strong> 40% i lavlast. Tilsvarende kan BT35% øke kraftproduksjonene<br />
<strong>til</strong> 70 % av installert kapasitet i høylast og få ut hele sitt <strong>til</strong>sig i denne perioden. BT35% kan altså<br />
plassere hele sin produksjon i høylast, mens BT70% må produsere minst 40% av sin kraft i lavlast.<br />
Når etterspørselen øker i høylast og går ned i lavlast kan altså begge typer kraftverk i utgangspunktet<br />
flytte produksjon fra L <strong>til</strong> H inn<strong>til</strong> en viss grense. Så lenge det er mulig å flytte mer produksjon fra L <strong>til</strong> H<br />
(uten kostnader) vil vannverdien og prisen være lik i de to periodene. (I et effektivt marked vil<br />
Forbruksnivå<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
Forbruksnivå Høylast<br />
Forbruksnivå Lavlast<br />
1<br />
6<br />
11<br />
16<br />
21<br />
26<br />
31<br />
36<br />
41<br />
46<br />
51<br />
56<br />
61<br />
66<br />
71<br />
76<br />
81<br />
86<br />
91<br />
96<br />
101<br />
Forskjell i etterspørselsnivå<br />
Side 9 av 18
konkurransen bidra <strong>til</strong> at prisforskjellen blir neglisjerbar, så lenge det er mulig å flytte produksjon <strong>til</strong><br />
høylast uten kostnader.)<br />
Det er som sagt en grense for hvor mye kraftproduksjon produsentene kan flytte <strong>til</strong> høylastperioden.<br />
BT70% støter på sin effektskranke. BT35% har all sin produksjon i høylast og bindes derfor av sin<br />
energiskranke. Når vi fortsetter å øke forskjellen på etterspørselen i de to lastavsnittene får det<br />
heretter ingen konsekvens for forbruk og produksjon, siden vi har nådd en bindende skranke. Når<br />
etterspørselen øker ytterligere i høylast og faller videre i lavlast er det derfor kun prisene som endres.<br />
(Det er ”etterspørselen som klarerer markedet”.)<br />
Når vi gradvis øker forskjellen mellom høylast og lavlast kan vi altså skille mellom to faser:<br />
I første fase, så lenge man kostnadsfritt kan overføre kraft <strong>til</strong> høylast, får vi samme pris i lavlast og<br />
høylast, og dermed én felles vannverdi.<br />
Andre fase inntrer når både effektskranken <strong>til</strong> BT70% og energiskranken <strong>til</strong> BT35% blir bindende.<br />
Da kan man ikke overføre mer produksjon <strong>til</strong> høylast. Dermed er det prisendringer som må sørge<br />
for balanse mellom <strong>til</strong>bud og etterspørsel. Vi får to priser med to <strong>til</strong>hørende vannverdier.<br />
Prisforskjellene reflekterer det faktum at vi har støtt på en skranke i produksjonssystemet.<br />
Disse to fasene kan gjenkjennes i figur 6, både i høyre og venstre delfigur. I dette eksemplet skiller<br />
prisene lag når den horisontale avstanden mellom etterspørselskurvene blir større enn 64.<br />
Den enkle modellen over viser hvordan det oppstår en prisforskjell mellom høylast og lavlast uten at vi<br />
har effektknapphet. I modellen har BT35% fortsatt ledig effektkapasitet i høylast. Dersom vi tenker på<br />
høylastperioden som et gjennomsnitt som dekker ulike forbruksnivåer og <strong>til</strong>svarende for lavlast, kan vi<br />
se for oss en varierende produksjon innenfor hver delperiode. 11 Figuren nedenfor illustrerer kortsiktige<br />
<strong>til</strong>budskurver for situasjoner med ulik ”kraftutveksling”, dvs. ulik forskjell i etterspørselsnivået mellom<br />
høylast og lavlast. Den horisontale avstanden mellom etterspørselskurvene er her henholdsvis 50, 70<br />
og 90.<br />
Pris<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
90 i forskjell<br />
70 i forskjell<br />
50 i forskjell<br />
0 20 40 60 80 100<br />
Figur 7 Tilbudskurven får mer struktur når etterspørselen er mer forskjellig mellom høylast og lavlast<br />
11 Man kunne i stedet for to lastavsnitt operert med for eksempel 100 lastavsnitt med ulik etterspørsel. Modellen ville også da gi<br />
én eller to vannverdier, siden vi har to typer magasinkraftverk. Hvis skranken for å flytte kraft over mot høylast blir bindende får<br />
vi to vannverdier, hvis ikke får vi én vannverdi. Profilen <strong>til</strong> etterspørselen (over lastavsnittene) avgjør hvor mange perioder som<br />
får den høye prisen og hvor mange som får den lave prisen.<br />
Når den høye vannverdien er prissettende er BT35%-verkene villig <strong>til</strong> å justere produksjonen ned under 70% ytelse og opp <strong>til</strong><br />
effektskranken, avhengig av etterspørselen, så lenge prisen er lik vannverdien. I denne perioden går BT70% for fullt. BT70% er<br />
her begrenset av sin effektskranke.<br />
Når den lave vannverdier er prissettende står BT35% s<strong>til</strong>le, og BT70% vil justere produksjonen opp og ned mellom lastavsnitt.<br />
Noen høylasttimer kan få effektpriser, dvs. at etterspørselen blir så høy at prisen settes av effektskranken (når BT35% går for<br />
full effekt, i <strong>til</strong>legg <strong>til</strong> at BT70% allerede går for fullt) og ikke av vannverdien i høylastperioden. I figuren over vil forbruket da bli<br />
100. (I eksemplet som ligger bak figur 4 er effektkapasiteten i BT70% 60 og effektkapasiteten i BT35% er 40, dvs totalt 100.)<br />
I noen timer i mellomlast kan prisen også bli klarert av skranken på overføring av vann: Man kan få priser som er høyere enn<br />
den lave vannverdien og lavere enn den høye. Forbruket blir da gitt av effektkapasiteten <strong>til</strong> BT70%. I vårt talleksempel vil<br />
forbruket da bli 60. (Effektkapasiteten i BT70%.)<br />
Side 10 av 18
Med en horisontal avstand på 50 mellom etterspørselskurvene i høylast og lavlast fører reguleringsevnen<br />
<strong>til</strong> at det ikke oppstår prisforskjeller. Vannverdien blir den samme og <strong>til</strong>budskurven er flat. (Som<br />
nevnt oppstår prisforskjellen i dette talleksemplet først når forskjellen mellom etterspørselskurvene blir<br />
større enn 64.) Når forskjellen øker <strong>til</strong> 70 får vi en liten prisforskjell mellom de to lastavsnittene, mens<br />
forskjellen i vannverdier og pris blir betydelig når forskjellen mellom etterspørselskurvene øker <strong>til</strong> 90.<br />
Dersom vi hadde modellert situasjonen med ett aggregert magasin ville vi naturligvis fått én felles<br />
vannverdi uansett hvor stor forskjell det er i etterspørselen. Først når effektskranken blir bindende i<br />
høylast ville vi da fått høyere priser i høylast. Hovedpoenget med modellen og drøftingen foran er å<br />
vise at energiskranker for ulike magasin (og dermed vannverdier) også vil få betydning for prisen.<br />
Investeringer i effektkapasitet<br />
Med økende prisforskjeller (prisstruktur) vil kraftprodusentene ønske å øke sin fleksibilitet. Det gjør de<br />
ved å øke effektinstallasjonen og dessuten kan de investere i pumpemuligheter. Ved å øke<br />
reguleringsevnen kan eierne i BT70% tjene mer, men samtidig vil de da bidra <strong>til</strong> at prisforskjellene blir<br />
mindre. Dette er illustrert i figuren nedenfor. Her har vi økt effektkapasiteten i kraftverkene med lengst<br />
brukstid fra 60 <strong>til</strong> 70. Det reduserer brukstiden fra 70 % <strong>til</strong> 60 %. Figuren nedenfor sammenlikner<br />
prisforskjellene med og uten økningen i effektkapasitet for verkene med lengst brukstid.<br />
Pris<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
Figur 8 Prisforskjellene mellom høylast og lavlast går ned når fleksibiliteten øker. (Her reduseres<br />
brukstiden fra 70 % <strong>til</strong> 60 %)<br />
Ikke overraskende går lønnsomheten ved å levere regulering ned når <strong>til</strong>budet blir større og etterspørselen<br />
er gitt.<br />
Fra deterministisk modell <strong>til</strong> stokastisk virkelighet<br />
I virkeligheten er det usikkerhet om fremtidige <strong>til</strong>sig og om en del andre forhold som påvirker vannverdiene.<br />
Vannverdien er derfor en forventningsverdi, basert på sannsynligheten for ulike fremtidige<br />
utfall. Økt sannsynlighet for overløp trekker for eksempel ned vannverdien i et magasin.<br />
Magasinbeholdningen vil variere over tid. For det første varierer magasinbeholdningen på grunn av at<br />
sommerhalvåret er fyllesesong (størst <strong>til</strong>sig, mindre forbruk) og at vinteren er tappesesong (lite <strong>til</strong>sig,<br />
større forbruk). (Forventning om høyere vinterpriser belønner lagring av vann.) I <strong>til</strong>legg vil<br />
magasinbeholdningen avvike fra det normale for årstiden på grunn av variasjoner i <strong>til</strong>sigene. I noen<br />
perioder kommer det mindre <strong>til</strong>sig enn normalt (eller forbruket er større) og magasinene tappes noe<br />
ned, i andre perioder er <strong>til</strong>sigene større enn forventet og magasinene vil øke. Magasindisponeringen<br />
handlere om å maksimere forventet verdi av vannet gitt magasinbeholdningen, gitt en sannsynlighetsfordeling<br />
for framtidige priser og en sannsynlighetsfordeling for framtidige <strong>til</strong>sig.<br />
Et magasin som er stort i forhold <strong>til</strong> normal<strong>til</strong>sig og effektkapasitet (”flerårsmagasin”) vil bli mindre<br />
påvirket av kortsiktige svingninger i markedet. Hvis sommerprisene for eksempel presses vesentlig<br />
ned kan et slikt anlegg spare på vannet <strong>til</strong> høsten/vinteren og neste år. 12 Et magasin som er lite i<br />
12 Minstevannsføring og andre restriksjoner kan begrense manøvreringsfriheten. Vi snakker her om vanndisponering innenfor<br />
rammene av denne manøvreringsfriheten.<br />
40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140<br />
Forskjell i etterspørselsnivå<br />
PH<br />
PL<br />
PH BT60%<br />
PL BT60%<br />
Side 11 av 18
forhold <strong>til</strong> <strong>til</strong>sigene vil derimot ha mindre mulighet <strong>til</strong> å holde <strong>til</strong>bake produksjon. I en periode med store<br />
<strong>til</strong>sig vil fyllingsgraden øke vesentlig og sannsynlighet stiger for at man får spill av vann eller må<br />
produsere <strong>til</strong> svært lave priser for å unngå spill. Dermed faller vannverdien i det lille magasinet<br />
vesentlig, mens vannverdier i det store magasinet påvirkes lite.<br />
Et magasin som i de kommende ukene/månedene forventer store <strong>til</strong>sig sett i forhold <strong>til</strong> sin lagringskapasitet<br />
må innenfor denne tidshorisonten forvente høy brukstid, dvs. at man må produsere en stor<br />
del av tiden for å unngå spill av vann. Som forklart foran vil høy brukstid presse ned vannverdien,<br />
særlig hvis prisen må mye ned for å få ut alt vannet. Hvis det samme magasinet derimot hadde gått<br />
inn i denne perioden med lav magasinfylling, ville manøvreringsfriheten være større og vannverdien<br />
ville i mindre grad blitt presset ned.<br />
Drøftingen over illustrerer at forskjellene i vannverdier mellom ulike magasin vil variere med fyllingsgrad,<br />
sesong og forventninger <strong>til</strong> bl.a. <strong>til</strong>sig og andre stokastiske forhold. Vannverdiene vil speile<br />
forventninger i den relevante perioden. Med mange ulike magasin, varierende fyllingsgrader og<br />
<strong>til</strong>sigsforventninger (avhengig av bl.a. lokale forskjeller i <strong>til</strong>sig), vil vannverdiene variere betydelig<br />
mellom anlegg og over tid.<br />
d. Hvor mye vil markedet øke reguleringsevnen og hvor raskt vil det skje?<br />
Likevektsløsning med og uten støtte<br />
I et marked med effektiv konkurranse vil rasjonelle produsenter utvikle prosjekter når de er lønnsomme.<br />
Etter hvert som det blir mer prisstruktur (prisvariasjon) vil flere prosjekter bli lønnsomme.<br />
Tilpasning <strong>til</strong> økende etterspørsel er illustrert i figuren nedenfor.<br />
Vi referer først <strong>til</strong> den venstre figuren. Figuren viser langsiktig marginalkostnad (LMK). Dette er den<br />
langsiktige <strong>til</strong>budskurven for reguleringsevne (effekt). Kurven har et flatt parti og et stigende parti <strong>til</strong><br />
høyre. Det flate partiet representer kapasitet som allerede er utbygd og hvor kapitalkostnadene er<br />
<strong>til</strong>nærmet irreversible. (Kapasiteten er utbygd <strong>til</strong> Q1.) Denne kapasiteten <strong>til</strong>bys derfor <strong>til</strong> kostsiktig<br />
marginalkostnad som er svært lav. Når etterspørselen er E1 er kapasiteten større enn etterspørselen,<br />
prisen blir P1 og produsentene får kun dekket variable kostnader. Den diagonale delen av <strong>til</strong>budskurven<br />
reflekterer mulige utbyggingsprosjekter sortert mot høyre etter stigende kostnad. Vi legger <strong>til</strong><br />
grunn at disse bygges ut når/hvis de blir lønnsomme.<br />
Når etterspørselen skifter fra E1 <strong>til</strong> E2, blir det lønnsomt å utvide kapasiteten <strong>til</strong> Q2. Prisstrukturen<br />
(belønningen for å ha reguleringsevne) blir P2.<br />
Prisstruktur<br />
P 2<br />
P 1<br />
E 1<br />
Q 1<br />
E 2<br />
Q 2<br />
LMK<br />
Volum<br />
Prisstruktur<br />
Volum<br />
Figur 9 Tilbud og etterspørsel etter reguleringsevne på lang sikt. Markedsbasert <strong>til</strong>pasning <strong>til</strong> venstre og<br />
med noen subsidierte og dyre anlegg <strong>til</strong> høyre<br />
Når kapasiteten bygges ut <strong>til</strong> Q2 og prisstrukturen blir P2 vil det marginale anlegget akkurat få en<br />
normal avkastning, mens alle anleggene som har lavere kostnader, inkludert de som var bygget før<br />
utvidelsen, vil få en grunnrente 13 (eller ”superprofitt”). Det skyggelagte arealet i den venstre figuren<br />
viser samlet grunnrente.<br />
I figuren <strong>til</strong> høyre over illustrerer den tynne, stiplede diagonale linjen hva som vil skje hvis vi subsidierer<br />
inn et eller flere anlegg som har høyere kostnader enn P2. Tilbudskurven for reguleringsevne<br />
forskyves mot høyre og likevektsprisen presses ned fra P2 <strong>til</strong> PS. Betalingen for regulering går ned, og<br />
13<br />
Grunnrente er en unormalt stor avkastning på kapitalen. Grunnrente oppstår når noen har <strong>til</strong>gang <strong>til</strong> begrensede<br />
ressurser som gir kostnadsmessige fordeler. I dette <strong>til</strong>fellet vil det være anlegg som kan <strong>til</strong>by reguleringsevne svært billig.<br />
Side 12 av 18<br />
P2 PS P 1<br />
E 1<br />
Q 1<br />
E 2<br />
LMK
man har bygget en subsidiert kapasitet som går med underskudd (gitt at kostnadene var større enn<br />
P2). 14<br />
For allerede utbygd effektkapasitet vil de variable kostnadene også i fremtiden være forholdsvis lave,<br />
slik figur 9 viser for eksisterende kapasitet (ut <strong>til</strong> Q1). Det at de variable kostnadene er relativt lave kan<br />
medføre at bidrag <strong>til</strong> regulering i noen perioder med lavere etterspørsel gir relativt liten avkastning,<br />
mens det i andre perioder er mye å tjene. I figuren over og i resonnementene nedenfor referer vi <strong>til</strong> en<br />
gjennomsnittlig situasjon hvor utbyggingen er i likevekt med etterspørselen.<br />
Pumpekraftverk har en betydelig variabel kostnad knyttet <strong>til</strong> reguleringsevnen på grunn av<br />
virkningsgradstapet som kan være 20 % eller mer. I den grad slike anlegg blir prissettende, vil prisen<br />
for reguleringstjenestene ikke bli lavere enn de variable kostnadene ved slike anlegg.<br />
Langsiktig utbygging av overføringskapasitet og reguleringsevne<br />
I en modell med fri etablering av kabler og effektiv konkurranse om utbygging av reguleringsevne i<br />
vannkraftsystemet (<strong>til</strong>strekkelig mange aktører), vil overføringskapasitet på lang sikt bli bygget ut <strong>til</strong> et<br />
nivå hvor flaskehalsinntekten gir en normal avkastning. Reguleringsevnen vil bli bygget ut <strong>til</strong> det<br />
marginale anlegget er lønnsomt med den etterspørselen som utvekslingskapasiteten gir.<br />
Man kan tenke seg at den bedriftsøkonomiske lønnsomheten ved utenlandsforbindelsene (basert på<br />
flaskehalsinntekten) etter hvert vil gå ned mot normal avkastning, mens grunnrenten i<br />
vannkraftsystemet vil øke. (De utbyggingene <strong>Statnett</strong> planlegger fram <strong>til</strong> 2020 ser ut <strong>til</strong> å gå greit uten<br />
større utvidelser i reguleringsevnen, så dette perspektivet er nok først og fremst relevant ved en<br />
vesentlig større utbygging.)<br />
Vi vet at det finnes en god del forholdsvis billige prosjekter som kan øke reguleringsevnene med noen<br />
tusen MW, og noen aktører har antydet at det kan være aktuelt å bygge ut så mye som 10.000-25.000<br />
MW. Siden det <strong>til</strong> nå ikke har vært stor etterspørsel etter reguleringsevnen i det norske vannkraftsystemet<br />
er det naturlig at ikke alle muligheter er kartlagt. (Det har for eksempel vært antydet at det<br />
bare i Sira-Kvina anleggene kan være et potensial for om lag 3.000 MW effektutvidelser med<br />
pumping.) På den annen side kan det også vise seg å være flere barrierer for en stors<strong>til</strong>t utbygging.<br />
Slike barrierer kan bl.a. være knyttet <strong>til</strong> miljøvirkninger (konsesjonspraksis), behov for innenlandske<br />
nettforsterkninger og systemtekniske begrensninger. Inntektene ved effektutvidelser og pumping vil<br />
avhenge av prisvola<strong>til</strong>iteten, og denne avhenger ikke kun av utenlandshandel, men også av<br />
utviklingen i industriforbruket, vindkraft, fleksibelt varmeforbruk osv. (Jamfør vedlegg om lønnsomhet<br />
ved pumpekraftverk.) Salg av andre reguleringstjenester vil også få betydning for inntektene.<br />
Det er en robust trend at behovet for fleksibilitet og regulering øker, og vannkraften har et naturgitt<br />
fortrinn. Likevel er det vanskelig å vite hvor mye markedet vil endre seg på lang sikt. Som man så i<br />
avsnittet over er det mange faktorer som påvirker utviklingen. Det er ønskelig å utvikle en best mulig<br />
forståelse av hvordan utviklingen kan bli, hvilke investeringer som synes robust lønnsomme osv, slik<br />
at man kan bygge ut de beste anleggene.<br />
I dag tjener eierne lite på reguleringsevnen, siden <strong>til</strong>budet er større enn etterspørselen. Norge vil<br />
neppe tjene på en generell subsidiering av reguleringskapasitet, siden det vil bidra <strong>til</strong> overkapasitet og<br />
kunstig lave priser på reguleringstjenester.<br />
Vil markedet underinvestere eller overinvestere i reguleringsevne?<br />
I et effektmarked for topplastkapasitet kan man tenke seg at markedsmakt vil føre <strong>til</strong> at produsentene<br />
bygger for lite effekt, for å provosere fram perioder med ekstra høye priser. Siden incentivene <strong>til</strong> å<br />
bygge reguleringsevne i vannkraftsystemet like mye er å unngå lave priser, kan markedsmakt her føre<br />
<strong>til</strong> overinvesteringer. Et eksempel kan illustrere dette: I fremtiden kan prisene i sommerhalvåret i<br />
økende grad bli presses ned i perioder hvor det både er stor uregulert vannkraftproduksjon og mye<br />
vindkraftproduksjon i vindkraftbeltet. Når prisene faller får produsentene mindre betaling for all kraft de<br />
selger i denne perioden (på lang sikt påvirkes også kontrakter). Ved å bygge reguleringsevne – og<br />
særlig ved å bygge pumpekraft – kan produsentene dempe slike prisfall. For en stor kraftprodusent<br />
kan dette gi være sterke incentiver <strong>til</strong> å bygge reguleringsevne, slik at man unngår et prisfall på hele<br />
kraftproduksjonen i de nevnte periodene.<br />
14<br />
Hvis vi i stedet subsidierer inn et anlegg som har lavere kostnader enn P2, vil vi ende med den riktige<br />
utbyggingsløsningen, Q2 og P2, siden anlegget uansett ville blitt bygget. Men subsidieringen vil føre <strong>til</strong> at eieren av det<br />
subsidierte anlegget får en høyere superprofitt enn han ellers ville fått. I praksis skjer utbygginger litt etter litt etter hvert som<br />
etterspørselen øker. Da vil subsidiene i dette <strong>til</strong>fellet føre <strong>til</strong> at det subsidierte anlegget bygges for tidlig.<br />
Side 13 av 18
Vi har på denne bakgrunn ingen grunn <strong>til</strong> å forvente vesentlige underinvesteringer i reguleringsevne.<br />
Reguleringsevne kan bygges etter hvert som lønnsomheten blir tydelig<br />
Vannkraftprodusentene kan utvikle reguleringsprosjekter og skaffe seg konsesjon, slik man er i ferd<br />
med for Tonstad. Hvis produsentene er usikre på hvordan flere kabler og mer vindkraft vil påvirke<br />
lønnsomheten <strong>til</strong> prosjektene kan de ha dem klare med konsesjon og bygge når lønnsomheten blir<br />
tydeligere. (Tonstad er et godt eksempel.)<br />
e. Konklusjoner<br />
Økende utveksling vil gi mer prisstruktur og øke lønnsomheten ved å bygge ut reguleringsevnen. (Det<br />
samme vil mer vindkraft.) Det er ingen åpenbar grunn <strong>til</strong> å anta at markedet vil underinvestere i<br />
reguleringsevne. Generelle subsidier <strong>til</strong> reguleringsevne vil trolig gi et samfunnsøkonomisk tap for<br />
Norge. Vannkraftverkene kan i stor grad klargjøre prosjekter for økt reguleringsevne fram <strong>til</strong> konsesjon<br />
og realisere dem etter hvert som det blir lønnsomt.<br />
5. Hovedkonklusjoner<br />
Vi summerer her opp våre hovedkonklusjoner fra notatet<br />
Generelt forventer vi at markedet håndterer <strong>effektinvesteringer</strong> og pumpekraft på en samfunnsøkonomisk<br />
effektiv måte. Økt kraftutveksling og eksport av S&B vil øke etterspørselen etter de<br />
ulike reguleringstjenestene i Norge. Så lenge det er ledig reguleringsevne vil regulering være billig<br />
– og med god grunn! Når det oppstår knapphet på reguleringsevne vil prisene stige, på samme<br />
måte som man ser på andre områder (effektknapphet, energiknapphet i et område osv.) Økt<br />
utenlandshandel og mer vindkraft gir mer prisstruktur, og det er naturlig å legge <strong>til</strong> grunn at<br />
markedet vil øke reguleringsevnen etter hvert som det blir lønnsomt.<br />
I et deregulert kraftsystem skal ikke tariffer eller andre betalingsstrømmer fremme <strong>effektinvesteringer</strong>,<br />
med mindre dette kan rettferdiggjøres ut fra for eksempel bidrag <strong>til</strong> forsyningssikkerhet<br />
eller andre mangler ved markedet (eksternaliteter / markedsimperfeksjoner). En ekstra<br />
godtgjøring for investeringer i reguleringsevne vil normalt lede <strong>til</strong> overinvesteringer. Det gir svekket<br />
samfunnsøkonomi.<br />
Produsentenes overføringstariffer (residuale ledd) er nøytrale i forhold <strong>til</strong> <strong>effektinvesteringer</strong>. Det<br />
gjør at investeringer i reguleringsevne vil bli basert på prisvariasjonen i kraftmarkedet og prisene<br />
for S&B. Det bør gi en effektiv <strong>til</strong>pasning.<br />
Det er ikke ønskelig for Norge at andre land gir støtte <strong>til</strong> reservekapasitet, siden det vil fjerne en<br />
del av prisstrukturen (vola<strong>til</strong>iteten). Når markedsprisene ikke lenger speiler alle kostnader ved<br />
kapasitet blir lønnsomheten ved å bygge handelsforbindelser svekket. Subsidiert reservekapasitet<br />
i for eksempel UK vil favorisere lokal reservekapasitet fremfor økt handel, og den totale<br />
effektiviteten i kraftmarkedet vil gå ned.<br />
6. Tillegg: Hvordan organiseres handel og transport i andre bransjer og<br />
hvordan sikres incentiver <strong>til</strong> nye investeringer her?<br />
Kraftsektoren er spesiell fordi det er nødvendig med momentan balanse mellom forbruk og produksjon<br />
for å ivareta viktige kvalitetsaspekter ved kraftforsyningen. Derfor krever markedet for kraft og for S&B<br />
en eksplisitt markedsdesign med et avtaleverk, tariffer osv.<br />
Det markedet som trolig likner mest er gassmarkedet, men her er langt mer overlatt <strong>til</strong> aktørene. I<br />
Europa er kapasitetsinvesteringer løst med lange salgskontrakter i bunn. Disse er koblet <strong>til</strong><br />
feltutbygging. Salgskontraktene skaper sikkerhet for bruk av kapasiteten i rørene, men investeringene<br />
på kontinentet gjøres som regel av utbygger, som dedikerte koblinger mot markedet. I norsk sektor er<br />
det Gassled som eier rørene.<br />
I USA er gassmarkedet mer likvid og utbygginger i rør et overlatt <strong>til</strong> private investorer. Her er, som i<br />
kraftmarkedet, transport og produksjon adskilt (unbundling) dvs. at produsenter som trenger transport<br />
ikke kan eie rørledningen man selv transporterer i, og rørinvesteringer er avkastningsregulert. For å<br />
stimulere <strong>til</strong> investeringer har man <strong>til</strong>latt en høyere avkastning i infrastruktur her enn hva men ser i<br />
Europa, opp mot 15 % avkastning etter skatt er <strong>til</strong>latt. Kapasitet auksjoneres ut under et ”use it or<br />
loose it” prinsipp. Det er såkalt åpen adgang <strong>til</strong> alle rør, men kapasiteten selges på opp <strong>til</strong> 20 års<br />
kontrakter ved investeringstidspunktet. Dette gjøres gjennom en auksjon hvor budet med høyest<br />
Side 14 av 18
nåverdi vinner kontrakten. Disse kontraktene vil kunne rulles videre etter 20 år, ett år av gangen, om<br />
det skulle være ønskelig fra kapasitetseierens side. Kapasitet man ikke bruker vil gå <strong>til</strong> et<br />
annenhåndsmarked for transport, som sikrer at andre får <strong>til</strong>gang <strong>til</strong> røret når det er ledig kapasitet. Det<br />
er de lange transportkontraktene som sikrer investorene den regulerte avkastingen og svært få<br />
rørforbindelser blir bygget uten denne sikkerheten i bunn.<br />
Generelt vil frie (spontane) markeder ikke ha andre incentivmekanismer enn prisstruktur og eventuelle<br />
direkte (ofte langsiktige) avtaler mellom produsent og forbruker. I oljemarkedet spiller Saudi-Arabia <strong>til</strong><br />
en viss grad rollen som svingprodusent og har dermed en prisstabiliserende funksjon. For et land med<br />
store og billig <strong>til</strong>gjengelige reserver kan dette være en naturlig rolle, siden man begrenser produksjonen<br />
når prisene er lave og bidrar <strong>til</strong> en prisutvikling som kan være i landets langsiktige interesse.<br />
Usikkerhet om langsiktig leveringssikkerhet svekker trolig inntjeningen for oljelandene i den persiske<br />
golfen. De har derfor interesse av å svekke inntrykket av usikkerhet, og det er ikke unaturlig at Saudi-<br />
Arabia som den største aktøren tar det meste av byrden ved å holde reservekapasitet.<br />
(Reservekapasiteten er imidlertid ikke spesielt stor. I det stramme markedet i 2008 hadde Saudi-<br />
Arabia (og de andre OPEC-landene) lite ekstra å <strong>til</strong>by dersom andre produsenter falt fra.<br />
Ratene for skipstransport varierer mye over tid. Periodevis ligger de på variable kostnader, slik at<br />
eierne ikke får noe dekningsbidrag og i perioder med vekst i etterspørselen ligger de på et nivå som<br />
også gir betydelige inntekter. Her må man kunne si at det er den frie prisdannelsen i markedet som<br />
sørger for kapasitetsutbyggingen, slik det også er i for eksempel tungtransport. Det normale markedet<br />
består av aktører som møtes frivillig for å handle, og incentivene <strong>til</strong> å investere ligger i prisforventningene.<br />
Dette gjelder ikke kun transport og råvarer, men også for eksempel markedet for<br />
forretningsbygg og bygging av boliger.<br />
Topplastprising (peak-load pricing) er et økonomisk prinsipp som sier at når utbygging av en<br />
produksjonsevne har betydelige faste kostnader og variable kostnader, er det optimalt med en prising<br />
som reflekterer knapphet på kapasitet i topplast og som ellers reflekterer kortsiktige marginalkostnader.<br />
Knapphetsprisene vil da gi incentiver <strong>til</strong> å bygge kapasitet og fortelle markedet at kapasitet<br />
ikke er gratis. Et uregulert marked som bulktransport i skip vil ha slike egenskaper, og det er også<br />
disse prisnippene som ligger under markedsdesignet i kraftmarkedet.<br />
Det er vanskelig å se at løsninger i andre sektorer kan gi argumenter for særskilt kapasitetsbetaling i<br />
kraftsektoren. Investeringer i andre markeder er stort sett basert på prisforventninger og eventuelt<br />
lange kontrakter, og uansett må spesielle inngrep i kraftsektoren begrunnes ut fra denne sektorens<br />
særlige behov.<br />
Side 15 av 18
Vedlegg: Hvor store prisvariasjoner trenger et pumpekraftverk?<br />
Pumpekraftverket skaper verdier ved å kjøpe billig og selge dyrt. Prisvariasjon er derfor en hovedkilde<br />
<strong>til</strong> inntekt. (I <strong>til</strong>legg kan man tenke seg visse inntekter knyttet <strong>til</strong> system- og balansetjenester, som<br />
drøftet over.) Siden et pumpekraftverk har et signifikant virkningsgradstap har både prisforskjellen<br />
mellom kjøp og salg og prisnivået ved kjøp av kraften betydning for inntektene.<br />
Vi presenterer her noen enkle beregninger som henter tallstørrelser fra Agder Energis opplysninger<br />
om Tonstad, men som ellers kun tjener som eksempel uten direkte referanse <strong>til</strong> det aktuelle prosjektet.<br />
I en presentasjon fra Agder Energi har man angitt et samlet virkningsgradstap på 27 %. Det tolkes her<br />
som at av 1 MWh kjøpt for å pumpe opp kraft kan man senere levere 0,73 MWh <strong>til</strong>bake <strong>til</strong> markedet.<br />
For å levere 1 MWh <strong>til</strong> markedet må man kjøpe 1,37 MWh. For å dekke energitapet ved pumping må<br />
man da ha en salgspris som er 37 % høyere enn kjøpsprisen. Det er nærliggende å anta at man vil<br />
starte pumping når vannverdien er om lag 37 % høyere enn kraftprisen, og man vil produsere kraft fra<br />
det samme magasinet når markedsprisen er lik eller høyere enn vannverdien. I en artikkel i Energi, nr<br />
1, januar 2010 og i tidligere uttalelser har man sagt at virkningsgraden er ca 80 %, dvs. at man får 0,8<br />
MWh <strong>til</strong>bake for 1 MWh kjøpt. Da trengs det mindre prisforskjell.<br />
Virkningsgraden har stor betydning hvis man skal tjene penger på moderate prisforskjeller i mange<br />
timer, og langt mindre betydning hvis inntektene i hovedsak stammer fra kraftkjøp i noen få timer med<br />
svært lave priser og salg <strong>til</strong> høye priser. Vi skal komme <strong>til</strong>bake <strong>til</strong> disse forskjellene nedenfor.<br />
I Norge finnes det i dag litt pumpekraft. Dette er knyttet <strong>til</strong> magasinoptimalisering, og brukes på<br />
sesongbasis ut fra hydrologiske forhold. Mange fores<strong>til</strong>ler seg at et pumpekraftverk i fremtiden i<br />
hovedsak vil pumpe opp om natten og selge om dagen, slik man bl.a. ser i Tyskland. Dette produksjonsmønsteret<br />
kan godt bli en viktig del av bildet, men det er langt fra opplagt at denne type handel<br />
blir den største inntektskilden. I dag er prisforskjellene mellom natt og dag i Norge i størrelsesorden +/-<br />
10 % og dermed alt for små <strong>til</strong> å dekke energitapet ved pumping, langt mindre gi et dekningsbidrag.<br />
Som diskutert foran kan den systematiske prisvariasjonen innen døgnet etter hvert bli større, men det<br />
kan likevel være langt fram <strong>til</strong> pumpekraft vil bli lønnsomt kun på basis av slik døgnpumping. Et<br />
eksempel kan illustrere dette:<br />
Anta at man pumper opp vann i 8 timer hver natt året rundt, og dessuten noen timer på dagen i en del<br />
helger, og leverer kraften på høylast i 2500 timer <strong>til</strong> en gjennomspris på 400 NOK per MWh. Tabellen<br />
nedenfor viser hvilken gjennomsnittlig innkjøpspris som må <strong>til</strong> for å få henholdsvis 5 % og 10 % realavkastning,<br />
når virkningsgraden er henholdsvis 73 % og 80 %. I parentes angir nødvendig innkjøpspris<br />
i prosent av antatt salgspris (400 NOK/MWh). Vi har lagt <strong>til</strong> grunn 2,7 mill NOK i investering per<br />
MW kapasitet, <strong>til</strong>svarende 2,7 mrd for 1000 MW.<br />
5 % realavkastning 10 % realavkastning<br />
Virkningsgrad 80 % 270 NOK/MWh (68 %) 232 NOK/MWh (58 %)<br />
Virkningsgrad 73 % 246 NOK/MWh (62 %) 211 NOK/MWh (53 %)<br />
Tabell 1 Gjennomsnittlig innkjøpspris som gir oppgitt avkastning, når salgsprisen er 400 NOK/MWh<br />
Vi er i dag et godt stykke unna en systematisk prisforskjell dag-natt hvor natteprisen (i 8 timer) kun er<br />
60 % - 70 % av prisen på dagen. Hvis man har et avkastningskrav på 10 % må natteprisen som vi ser<br />
enda lavere. Med 73 % virkningsgrad og 10 % avkastningskrav må gjennomsnittlig nattepris nesten<br />
ned <strong>til</strong> halvparten av gjennomsnittlig salgspris (400 NOK/MWh).<br />
Det finnes imidlertid mye annen prisvola<strong>til</strong>itet som kan gi et betydelig dekningsbidrag <strong>til</strong> et<br />
pumpekraftverk. Et eksempel kan illustrere dét: hvis man hvert år kan kjøpe kraft <strong>til</strong> 5 øre per kWh i<br />
340 timer (sommer) og selge den samme kraften <strong>til</strong> en pris på 50 øre per kWh (annen årstid), får man<br />
et dekningsbidrag på om lag 107 millioner NOK ved en installasjon på 1000 MW. Hvis man dessuten<br />
kan kjøpe like mye kraft (samme varighet) <strong>til</strong> 15 øre per kWh og selge for 50 øre per kWh gir det et<br />
ytterligere dekningsbidrag på 73 millioner NOK, dvs. totalt 180 millioner NOK. Med en investering på<br />
2,7 milliarder NOK vil netto inntekt på 180 millioner NOK gi en realavkastning på 6 %.<br />
Til sammen vil de to angitte periodene med pumping utgjøre om lag 8 % av et helt år. 340 timer med<br />
pris på 5 øre per kWh kan for eksempel skje ved 43 sommernetter a 8 timer, eventuelt delvis i helger<br />
med svært lave priser om sommeren og noen ganger ved tendenser <strong>til</strong> overløp på høsten. Vi har hatt<br />
lavere priser en del netter i våte år, men ikke så langvarig som i eksemplet over. Et sentralt spørsmål<br />
Side 16 av 18
er hvor ofte vi kan vente virkelige lavprisperioder i fremtiden. Hvis disse periodene kommer sjelden og<br />
varer lenge er det også et spørsmål om pumpekraftverket har stort nok magasin. Et pumpekraftverk<br />
kan tjene mye på pumping i et vått år med priser ned mot null i lang tid, men det forutsetter at man har<br />
store nok magasin å pumpe fra og stort nok lager på toppen. Stort magasin på toppen og stor<br />
effektinstallasjon øker også evnen <strong>til</strong> å realisere en høy verdi for kraften man produserer. (Høylast,<br />
effektknapphet, tørrår.) Det er ikke utenkelig at en stor del av inntekten vil bli opptjent ved at man<br />
kjøper kraft i perioder hvor kraftprisen presses ned mot null på grunn av stor fornybar kraftproduksjon<br />
(våte år og mye vindkraft) kombinert med lavt forbruk.<br />
Vi ser at prisvola<strong>til</strong>iteten vil ha avgjørende betydning for lønnsomheten av et pumpekraftverk. Ulike<br />
aspekter ved det enkelte anlegg, som magasinkapasitet og fleksibilitet, og mulighet for å redusere spill<br />
vil ha betydning for lønnsomheten. I <strong>til</strong>legg kan pumpekraftverk også få inntekter fra salg av systemtjenester.<br />
Samlet dekningsbidrag er et resultat av prisforskjeller korrigert for tap og av varigheten av disse prisforskjellene.<br />
Figuren nedenfor viser hvilke innkjøpspris som må <strong>til</strong>, gitt en forventet salgsverdi på<br />
henholdsvis 400 og 500 NOK per MWh, med en brukstid som avleses på x-aksen og med ulike krav <strong>til</strong><br />
avkastning på investeringen. Det er her forutsatt en virkningsgrad på 73 %.<br />
Nødvendig innkjøpspris under kurven, gitt avkastningskrav og salgspris<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
500 600 700 800 900 1 000 1 100 1 200 1 300 1 400 1 500 1 600 1 700 1 800 1 900 2 000 2 100 2 200 2 300 2 400 2 500 2 600 2 700 2 800 2 900 3 000 3 100 3 200 3 300 3 400<br />
Antall timer med levering<br />
Avk 5%, salgspris 500<br />
Avk 5%, salgspris 400<br />
Avk 10%, salgspris 500<br />
Avk 10%, salgspris 400<br />
Figur 10 Gjennomsnittlig innkjøpspris som gir spesifisert avkastning, for angitt salgspris og som<br />
funksjon av brukstid<br />
Figuren kan leses slik – jamfør øverste kurve i figuren: Man får en realavkastning på 5 % hvis<br />
salgsprisen er 500 NOK per MWh, brukstiden for å levere energien er 1800 timer og gjennomsnittlig<br />
kjøpspris er 300 NOK per MWh. Med en innkjøpspris på kun 200 NOK per MWh og samme salgspris<br />
holder det med ca 700 timer produksjon.<br />
Med store prisforskjeller og særlig hvis man har perioder med priser ned mot null, kan nødvendig<br />
dekningsbidrag tjenes inn på en relativt liten andel av tiden, slik vi også så i eksemplene foran.<br />
Negative priser ville naturligvis være svært gunstige for et pumpekraftverk.<br />
Det er viktig å huske at et pumpekraftverk selv reduserer prisforskjellene noe. Med mer<br />
reguleringsevne blir prisene jevnere. Når vi ser lite prisstruktur i dagens marked er det uttrykk for at vi<br />
har god dekning av reguleringsevne foreløpig. Etterspørselen må opp før utvidelser blir lønnsomme.<br />
Figuren nedenfor viser betydningen av samlet virkningsgrad for nødvendig prisforskjell (dvs. hvor lav<br />
innkjøpsprisen må være for den gitte salgsprisen).<br />
Side 17 av 18
Nødvendig innkjøpspris under kurven, gitt<br />
avkastningskrav og salgspris<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
500 600 700 800 900 1<br />
000<br />
1<br />
100<br />
1<br />
200<br />
Figur 11 Største akseptable innkjøpspris som funksjon av brukstid, gitt avkastningskrav og virkningsgrad<br />
Viktig å forstå fremtidig prisvola<strong>til</strong>itet<br />
1<br />
300<br />
1<br />
400<br />
1<br />
500<br />
1<br />
600<br />
1<br />
700<br />
<strong>Statnett</strong> trenger å forstå fremtidig prisvola<strong>til</strong>itet bedre for å vurdere lønnsomheten ved ulike nettinvesteringer.<br />
Denne kunnskapen er også viktig for å forstå lønnsomheten av pumpekraftverk,<br />
ordinære effektutvidelser og dessuten for å vurdere mulig lønnsomhet ved at varmemarkedet blir mer<br />
fleksibelt.<br />
En del av helhetsbildet er naturligvis at nye anlegg som bidrar <strong>til</strong> fleksibilitet reduserer prisforskjellene,<br />
samtidig som de fleste investeringer trolig krever mer prisvola<strong>til</strong>itet enn vi har i dag for å oppnå<br />
lønnsomhet. Uten større prisforskjeller skjer det lite, og hvis prisforskjellene blir store vil flere <strong>til</strong>tak bli<br />
lønnsomme og bidra dermed bidra <strong>til</strong> å dempe ytterligere økning i forskjellene. En god forståelse av<br />
hvordan samspillet vil arte seg i ulike scenarioer kan gi grunnlag for at de beste prosjektene gjennomføres<br />
– og i et passelig omfang.<br />
1<br />
800<br />
1<br />
900<br />
2<br />
000<br />
2<br />
100<br />
2<br />
200<br />
2<br />
300<br />
Antall timer med levering<br />
Avk 5%, salgspris 400, vg80%<br />
Avk 5%, salgspris 400, vg73%<br />
Avk 10%, salgspris 400, vg80%<br />
Avk 10%, salgspris 400, vg73%<br />
2<br />
400<br />
2<br />
500<br />
2<br />
600<br />
2<br />
700<br />
2<br />
800<br />
2<br />
900<br />
3<br />
000<br />
3<br />
100<br />
3<br />
200<br />
3<br />
300<br />
3<br />
400<br />
Side 18 av 18