Modellering i MODEST

Vid uppstart av programmet initieras först ett antal globala parametrar. Dessa parametrar består av enheter för konstanter, tidsindelning och val av vilka utsläpp som skall räknas med exempelvis CO2, NOX, SOX. Dessa globala parametrar kommer att gälla i hela modelleringen. Energinätverket byggs upp med hjälp av noder som skapas i programmet. Varje nod representerar t.ex. ett bränsle, en panna, ett behov mm. Efter skapandet av noden börjar man med att välja rätt typ av nod: startnod, omvandlingsnod, lager, behovsnod eller restnod. Dessa visar vad noden är för något, t.ex. startnod för bränsle och omvandlingsnod för panna.

Varje nod kan också ges ett pris, verkningsgrad och utsläpp förutsatt att den har sådana. En grafisk presentation över hur ett energinätverk kan presenteras i MODEST ses i Figur 3.

17

Figur 3: Principiell översikt av en modell

Förhållanden, överföringskapaciteter, begränsningar mm skapas mellan noderna och visar vilka noder som beror av varandra. Alla kostnader, priser på bränslen, verkningsgrader behov etc. kan anges som konstanta eller variera efter den globala tidsindelningen.

Modelleringen exekveras sedan för att tillfredställa det behov man upprättat, i denna rapport kommer det att vara fjärrvärme- samt fjärrkylabehovet. Elen kommer endast ses som en vinstkostnad dvs. att all el som tillverkas säljs och denna nod kommer därför betraktas som en restnod som ger intäkter. Modellen optimeras för att ge lägsta möjliga kostnad och att uppfylla de angivna behoven i systemet. Resultatet redovisas i form av driftdata för de olika anläggningarna i de olika tidsstegen som kan analyseras i Excel [Henning D, 1999].

4.6 Antaganden

För att det inom en rimlig tidsram ska vara möjligt att hinna undersöka kontorslokalers kylalternativ ur ett systemperspektiv har vissa antaganden gjorts vilka presenteras i kommande stycken.

18

4.6.1 El på marginalen

Figur 4: Utbudskurva (Merit order curve) för den nordiska elproduktionsmarknaden

I denna rapport har vi antagit att all elanvändning sker på marginalen. Detta betyder att den el som förbrukas kommer från det elproducerande kraftverk som har den högsta produktionskostnaden per producerad kWh el. Elmarknaden fungerar så att det är det dyraste elproducerande kraftverket som sätter priset för vad hela marknaden säljer sin el för, s.k. marginalprissättning [Karlsson B, 2006]. Detta är möjligt då de olika producenterna inte har någon skillnad i form av kvalitet på sina produkter och de som kan producera billigt säljer sin el för det pris marknaden är beredd att betala för el och inte mindre. I praktiken innebär det att även om den största delen el kommer från billig vattenkraft så styr dyrare energislag som kol och olja priset man betalar för sin el. I Figur 4 illustreras den rörliga kostnaden samt mängden producerad energi från olika sorters elproduktion i norden.

Resonemanget med el på marginalen betyder då att för varje minskad kWh el som förbrukas minskar effekten på det kraftverk som har den dyraste produktionen. I en avreglerad elmarknad där alla kan köpa el av alla betyder det att marginalelen i dagsläget kommer från kolkraftverk på kontinenten pga. att produktionskostnaderna där är mycket högre samt det stora antalet koleldade kraftverk som finns på kontinenten. 50 % av elen som produceras på kontinenten är fossilbaserad varav hälften kommer från kol i kraftverk som endast klarar att omvandla mellan 30 till 40 % av bränslet till el. Kolkraften kommer därmed stå för marginalproduktionen av el under en överskådlig framtid [Karlsson B, 2001].

I och med att de svenska elpriserna mer och mer liknar de på kontinenten börjar resonemanget kring el på marginalen bli mycket vanligt. Detta synsätt lämpar sig då man vill utreda miljökonsekvenser av ändrad användning eller produktion av värme och el.

19

Andra beräkningsmodeller som används för att beräkna utsläpp av el är nordisk mix som bygger på ett genomsnitt av all elproduktion i Norden. Denna syn på utsläpp orsakade av elförbrukning är inte systemtekniskt korrekt då den antar att vid en effekthöjning i elnätet höjs effekten på alla producerande anläggningar lika mycket oavsett hur stora driftskostnader de har. Detta motsäger ekonomiska teorier och det är inte heller något som sker i praktiken.

Vid beräkningar på hur koldioxidutsläppen påverkas när elanvändningen förändras ger det en mer rättvis bild att räkna med el på marginalen. [Energirådgivningen, 2008]

4.6.2 Koldioxidutsläpp

El ger inte upphov till några koldioxidutsläpp lokalt där den används, däremot kan det uppkomma vid produktion av el. I och med den avreglerade europeiska elmarknaden kan man se på utsläpp ur en ny synvinkel.

Om vi här i Sverige minskar elanvändningen betyder det att vi kan exportera det överskottet av el. Det ger att effekten i de kraftverk som producerar el på marginalen sjunker vilket minskar utsläppen från de anläggningarna. Då de anläggningar som producerar el på marginalen ligger på kontinenten blir de minskade utsläppen, orsakad av den minskade effekten, globala och inte lokala. Dessa kraftverk tillhör de smutsigaste och har en verkningsgrad på runt 40 % och släpper ut ungefär 950 g CO2 per producerad kWh el. Med resonemanget om el på marginalen innebär det att för varje kWh minskad elförbrukning i Stockholm minskas de globala utsläppen med 950 g CO2. Problemen med global uppvärmning inte är ett lokalt problem vilket betyder att man måste se till de storskaliga vinsterna [Karlsson B, 2001].

20

Figur 5 visar hur stor förändring globala utsläpp av koldioxid olika metoder att producera värme ger upphov till. Negativa värden orsakas av samtida produktion av el och värme vilket minskar elproduktionen i kolkondenskraftverk och utsläppen från dessa. Om den egna el- och värmeproduktionen orsakar mindre mängd utsläpp än den från kolkondenskraftverk ger det att utsläppen minskar globalt.

Med nordisk mix ger elproduktionen i genomsnitt 100 g utsläppt koldioxidekvivalenter (CO2, metan och lustgas) per producerad kWh vilket är väsentligt lägre än de 950 g som elproduktion beräknad med marginalförbrukning ger upphov till [Energirådgivningen, 2008].