ISSN: 1650-8300, UPTEC ES 19019
Examensarbete 30 hp Juni 2019
Energiförsörjningsanalys för bostadsbolag
Framtagning och applicering av metod för
att värdera ett bostadsbolags energisäkerhet
Lovisa Svensson & Maria Weckman
Teknisk- naturvetenskaplig fakultet UTH-enheten
Besöksadress:
Ångströmlaboratoriet Lägerhyddsvägen 1 Hus 4, Plan 0
Postadress:
Box 536 751 21 Uppsala
Telefon:
018 – 471 30 03
Telefax:
018 – 471 30 00
Hemsida:
http://www.teknat.uu.se/student
Abstract
An Energy Supply Analysis of a Housing Company
Lovisa Svensson & Maria Weckman
Energy security is a dynamic term with many alterating aspects, some more frequently used than others. Furthermore, humankind is becoming increasingly dependent on energy to sustain today's modern lifestyle and therefore the topic of energy security is becoming more important than ever. The trend of validating energy security is also expanding from an exclusively national context to the inclusion of, for example, the operations of a single
organization. One of these organizations is the housing company, Uppsalahem, with their ambition to transform their energy system in line with their aspiration to reduce environmental impact and assure that it withstands the threats of tomorrow.
This thesis aims to explore the adaptation of energy security validation from a national perspective to a company perspective with Uppsalahem as the main actor. With this in mind, the validation methodology was constructed. It included a risk analysis, indicators of energy security and a correlation
analysis. The combination of these three were selected with the ambition to shed light upon several aspects of energy security.
Uppsalahem's electrical and heat supply systems were then subjected to the validation and the results implied that Uppsalahem is situated in a state of dependency with its suppliers. Therefore, it is in Uppsalahem's best interest that their operations are sustained and external and internal defects are avoided. This thesis presents serveral measures that can be implemented in order for Uppsalahem to minimize its dependecy on external suppliers as well as reduce the risk of malfunction
within its internal operations.
Ämnesgranskare: Mikael Höök & Rafael Waters, Uppsala Universitet Handledare: Tomas Nordqvist, Uppsalahem
Förord
Som ett avslutande moment på Energisystemprogrammet och ett tvekande steg in i livet utanför universitetet har vi genomfört det projekt som resulterat i denna rapport. Det- ta är vårt examensarbete inom Civilingenjörsprogrammet i energisystem, vid Uppsala Universitet och Sveriges Lantbruksuniversitet. Först av allt vill vi tacka vår handledare Tomas Nordqvist, Energiansvarig på Uppsalahem som gett oss inspirationen och förtro- endet att genomföra detta arbete. Vi vill även tacka Mikael Höök från Institutionen för geovetenskaper, Naturresurser och Hållbar utveckling, Uppsala universitet samt Rafael Waters från Institutionen för teknikvetenskaper, Elektricitetslära, Uppsala Universitet som ställt upp och varit våra ämnesgranskare under projektet och för den vägledning och intressanta diskussioner som de bidragit med under arbetets gång. Ett stort tack vill vi även rikta till våra “kollegor” på Uppsalahem som har svarat på våra frågor inom sina spetsområden, letat upp information som vi har efterfrågat och inkluderat oss i gemen- skapen, inte minst under veckornas höjdpunkter: Fredagsfrukost och AW-primetime!
Vi vill också tacka Amanda och Anders, för värme och stöd.
Avslutningsvis vill Maria tacka Lovisa, och Lovisa tacka Maria, för alla diskussioner, bestämda omformuleringar, hårt arbete och många skratt!
Copyright © Lovisa Svensson & Maria Weckman, Institutionen för geovetenskaper & In-
Populärvetenskaplig sammanfattning
Den moderna världen är ständigt energiberoende, nu mer än någonsin, och människans vardag bygger till stor del på den konstant tillgängliga energin. Dessutom befinner sig energisystemet i en omställning från stabil fossil energiproduktion till mer varierande och oförutsägbar förnyelsebar energiproduktion. Detta gör att människan har blivit väldigt sårbar för eventuella avbrott i energiförsörjningen. Därför har det också blivit väldigt intressant för stora energikonsumenter att arbeta med och förebygga denna typ av hän- delser.
Säkerhet mot förlorad energitillgänglighet är en aspekt av begreppet energisäkerhet, som i övrigt är ett omfattande och brett begrepp. Energisäkerhet är dock ett ämne vars rele- vans har ökat, och då också blivit allt mer diskuterat. Eftersom begreppet i sig är väldigt omfattande behöver en tydlig definition konkretiseras för det aktuella arbetet och den aspekt som studeras klargöras. I följande arbete är energisäkerhet definierat enligt föl- jande:
“Energisäkerhet är då förnyelsebar elektricitet och värme kan levereras för att oavbrutet tillgodose behovet inom Uppsalahems verksamhet, under ekonomisk stabilitet.”
I och med denna definition kommer arbetet att fokusera på försörjningssäkerhet med ett visst miljömässigt och ekonomiskt perspektiv samt med Uppsalahem som aktör.
Uppsalahem är Uppsalas största bostadsbolag, med drygt 16 000 bostäder. Uppsalahem driver ett aktivt energiarbete och har bland annat visionen att vara Uppsalas mest hållba- ra bostadsbolag. En del i Uppsalahems aktuella energiarbete och strävan efter att utveck- las inom energiområdet är att ta fram en “Handlingsplan mot bristande energiförsörjning”.
Ansvarig för handlingsplanen är Uppsalahems energiansvarige, Tomas Nordqvist. Detta arbete har genomförts för att kunna ge en överblick över Uppsalahems energisäkerhet och därefter användas som underlag vid utformningen av en sådan handlingsplan.
Följande tre frågeställningar valdes för arbetet.
• Hur kan energisäkerheten för ett bostadsbolag utvärderas?
• Inom vilka aspekter brister Uppsalahems energisäkerhet?
• Vad kan göras för att öka energisäkerheten inom funna bristande aspekter?
Detta medförde att projektet genomfördes i tre steg. Initialt så skapades en metod för att bedöma energisäkerheten för ett bostadsbolag och därefter applicerades denna metod på Uppsalahems el- och värmeförsörjning för att belysa energisäkerhetsbrister inom des- sa system. Avslutningsvis användes resultaten från bedömningen för att diskutera fram åtgärder som Uppsalahem kan arbeta med för att förbättra sin energisäkerhet.
Metoden utformades utifrån litteraturstudier inom energisäkerhet i kombination med önskemål från Uppsalahem och projektets naturliga begränsningar, så som tillgänglig
data. Den metod som togs fram kombinerade en riskanalys och beräkning av omarbe- tade versioner av etablerade indikatorer för energisäkerhet. Utöver detta genomfördes en korrelationsanalys mellan bolagets energiförbrukning och bland annat väderfenomen som Uppsalas utomhustemperatur. Riskanalysen användes för att hitta, belysa och vär- dera specifika riskhändelser som innebär ett stort hot mot energiförsörjningen. Detta kan framför allt ge bostadsbolaget konkreta faktorer och moment att arbeta med för att eli- minera högt värderade riskhändelser. Indikatorer för energisäkerhet tillämpades för att bland annat studera bolagets energiberoenden, och liknande faktorer som inte kan kon- kretiseras till specifika händelser. Detta för att belysa eventuella och mer generella brister i energisäkerheten. Korrelationsanalyserna av väderfenomen belyste i sig inte energisäker- hetsbrister, utan utfördes för att kunna studera på vilket sätt energibehovet påverkas av yttre omständigheter och faktorer.
Resultaten från riskanalysen visar på framför allt tre områden där det är fördelaktigt att arbeta för en ökad energisäkerhet. Det första är den mänskliga faktorn, vilket ger en fingervisning om att åtgärder relaterade till tydlig kommunikation och dokumentation samt motiverade medarbetare kan öka energisäkerheten. Två av de riskhändelser som stod ut var naturrelaterade fenomen som kräver mer praktiska åtgärder. Den riskhändel- se som kallades Prishöjning från leverantör talar för ett starkt beroende av leverantörer, vilket förespråkar att upprätthålla en bra dialog och gott samarbete med dessa. Detta beroende återkom i resultatet från energisäkerhetsindikatorerna, där beräknade värden för indikatorerna för importberoende och diversitet talar för ett starkt leverantörsbero- ende.
Korrelationsanalysen visar på att det finns ett starkt samband mellan Uppsalahems och elområde SE3’s energiförbrukning vilket kan bidra med, till exempel, onödigt höga priser vid de tillfällen då Uppsalahems behov är som högst. Den övriga korrelationsanalysen visar i sig inga brister, men visar en stark korrelation mellan värmebehovet och utom- hustemperaturen i Uppsala, samt en viss korrelation mellan antalet soltimmar per dygn och både värme- och elbehovet.
Utifrån dessa erhållna resultat kunde flertalet åtgärdsrekommendationer tas fram. För att undvika att försörjningssystemen inte fallerar till följd av verksamhetsinterna och yttre omständigheter kan bland annat tydliga rutiner för drift och underhåll av el- och värmeförsörjningssystem upprättas. Därtill kan frekvent besiktning av samtliga fastighe- ter tillämpas och detaljerad statistik föras över förekommande fel i dessa system. För att motverka Uppsalahems utsatta situation till följd av leverantörsberoendet kan energief- fektiviseringsåtgärder samt egenproduktion och lagring utvärderas för att minska det egna behovet av el och värme. Därtill kan hyresgästerna inkluderas i arbetet för att minska förbrukningen samt utjämna el- och värmeförbrukningsmönstrerna på dygnsbasis. Slut- ligen ligger det också i Uppsalahems intresse att planera för framtida prishöjningar av el och värme för att undvika ekonomisk instabilitet.
Utifrån detta arbete har det även föreslagits framtida studier, som att undersöka fastig-
Exekutiv sammanfattning
Följande arbete har genomförts för att bidra med ytterligare underlag för Uppsalahems fortsatta arbete mot bristande energiförsörjning. Med hjälp av en riskanalys för identi- fiering av specifika riskhändelser, olika indikatorer för energisäkerhet för att belysa mer omfattande bristande områden inom Uppsalahems el- och värmeförsörjning och korrela- tionsanalyser för att belysa förbrukningens beroende av yttre faktorer har resultat kunnat erhållas.
Resultatet visar att Uppsalahem befinner sig i en situation av beroende till sina leveran- törer. Det ligger därför i Uppsalahems intresse att säkerställa att sin del av försörjningssy- stemen inte fallerar till följd av verksamhetsinterna eller yttre omständigheter. Detta kan bland annat göras genom att upprätta tydliga rutiner angående drift och underhåll av el- och värmeförsörjningssystem, föra detaljerad statistik över förekommande fel i dessa system och frekvent besiktiga samtliga fastigheter. För att motverka Uppsalahems ut- satta situation till följd av leverantörsberoendet kan energieffektiviseringsåtgärder samt egenproduktion och lagring utvärderas för att minska det egna behovet av el och värme.
Därtill kan hyresgästerna inkluderas i arbetet att minska förbrukningen samt utjämna el- och värmeförbrukningsmönstrerna. Slutligen ligger det också i Uppsalahems intresse att planera för framtida prishöjningar av el och värme för att undvika ekonomisk instabilitet.
Med hjälp av ovannämnda åtgärdsrekommendationer kan Uppsalahem vidareutveckla sitt arbete mot bristande energiförsörjning och förhoppningsvis på sikt eliminera flertalet identifierade energisäkerhetsbrister ur sin verksamhet.
Begreppslista
Allmännyttigt bostadsbolag Ett företag som ägs av kommuner eller stat, drivs utan vinstsyfte, och i första hand äger fastigheter med hyreslägenheter.
Diversitet Mångfald. Inom energi är en stor diversitet oftast fördelaktig då förlust av till exempel en energikälla inte påverkar ett system som nyttjar flera energikällor i samma utsträckning.
Elområde SE3 Ett av de fyra geografiska områden som Sverige är indelat i på elbörsen.
Näst längst söderut och inkluderar bland annat storstäderna Stockholm, Göteborg och Uppsala..
Energisäkerhet Dynamiskt och inkonsekvent begrepp. För aktuell definition se kapitel 3.1, Energisäkerhet.
Förnyelsebar energi Energi som kommer från en icke ändlig källa.
Hot Ett begrepp som har flera tillämpningsområden men generellt innebär förmågan att orsaka framtida skada. För aktuell definition se kapitel 3.3.
Import Att inhandla varor eller tjänster från ett yttre system. Mest vanligt förekom- mande är att importera varor eller tjänster över landsgränser men i följande arbete refererar import till att köpa in el och värme utifrån Uppsalahems verksamhet.
Index Ett index är en aggregerad indikator som anger kvoten mellan värden inom samma kategori, det vill säga förhållandet mellan två storheter.
Indikator En indikator är ett hjälpmedel som förmedlar information om rådande system och ger hjälp i uppföljning och utvärdering.
Konsekvens Ett mått på resultat eller effekt en viss händelse kan få vid inträffande.
För aktuell tillämpning se kapitel 4.2.2.
Korrelationsanalys En metod för att undersöka om två eller flera variabler samvarierar.
Den tillämpade metoden beskrivs i kapitel 4.4.
Leverantör I detta arbete är en leverantör ett företag som förser Uppsalahem med en energiprodukt eller tjänst mot ett avtalat pris.
Miljöpåverkan Dynamiskt begrepp beroende på tillämpning. Miljöpåverkan kan vara indirekt eller direkt, ha positiva eller negativa konsekvenser som kan vara tillfälliga
Prisstabilitet Att inflationsökningen begränsas till 2 %, mätt med konsumentprisindex.
Risk Sannolikheten för att en specificerad omständighet (riskkälla) leder till en specifi- cerad oönskad händelse eller effekt under en angiven tidsperiod.
Riskanalys Att systematiskt använda sig av tillgänglig information för att beskriva och beräkna risker med ett visst givet system. Det tillämpade systemet beskrivs i kapitel 4.2.
Sannolikhet Ett mått på hur troligt det är att en viss händelse inträffar. För aktuell tillämpning se kapitel 4.2.2.
Soltimmar Antalet timmar under ett dygn då solen befinner sig över den lokala horison- ten. Vetenskapligt förhåller sig detta till då den direkta solinstrålningen är större än 120 W/m2.
Spetslast En anläggning eller produktionsenhet som endast tas i drift vid extrema ener- gibehov då övrig produktion inte räcker till.
Innehåll
Förord i
Populärvetenskaplig sammanfattning ii
Exekutiv sammanfattning iv
Begreppslista v
1 Inledning 1
1.1 Syfte och frågeställningar . . . 2
1.2 Disposition . . . 2
2 Bakgrund 3 2.1 Bostadsbolaget Uppsalahem . . . 3
2.2 Uppsalahems elsystem . . . 4
2.3 Uppsalahems värmesystem . . . 5
3 Teoretiskt ramverk 7 3.1 Energisäkerhet . . . 7
3.1.1 Definition av energisäkerhet . . . 8
3.2 Risk . . . 9
3.2.1 Typer av risker . . . 9
3.3 Hot . . . 10
3.4 Metoder för energisäkerhetsanalys . . . 10
3.4.1 Riskanalys . . . 10
3.4.2 Indikatorer för energisäkerhet . . . 12
3.4.3 Korrelationsanalys . . . 13
4 Metod 15 4.1 Avgränsningar och antaganden . . . 15
4.2 Riskanalys . . . 16
4.2.1 Riskidentifiering . . . 16
4.2.2 Riskbedömning . . . 17
4.2.3 Riskvärdering . . . 19
4.2.4 Tillförlitlighetsbedömning . . . 20
4.2.5 Känslighetsanalys . . . 20
4.3 Indikatorer för energisäkerhet . . . 21
4.3.1 Importberoende . . . 21
4.3.2 Diversitet . . . 21
4.3.3 Konsumtionsstabilitet . . . 22
4.3.4 Miljöpåverkan . . . 23
4.4 Korrelationsanalys . . . 24
4.5 Åtgärdsrekommendationer . . . 24
5 Data 26
5.1 Uppsalahems energikonsumtion . . . 26
5.2 Leverantörer . . . 28
5.3 Produktion . . . 29
5.4 Data för korrelationsanalys . . . 32
5.4.1 Klimatdata . . . 32
5.4.2 Konsumtionsmönster för Uppsala och elområde SE3 . . . 33
6 Riskanalys 35 6.1 Riskidentifiering . . . 35
6.2 Riskbedömning . . . 38
6.3 Riskvärdering . . . 38
6.3.1 Värderade riskhändelser inom Uppsalahems elförsörjning . . . 38
6.3.2 Värderade riskhändelser inom Uppsalahems värmeförsörjning . . . 41
6.3.3 Sammanställning av riskhändelser som bör åtgärdas . . . 43
6.4 Känslighetsanalys . . . 44
7 Indikatorer för energisäkerhet 46 7.1 Importberoende . . . 46
7.2 Diversitet . . . 46
7.3 Konsumtionsstabilitet . . . 48
7.4 Miljöpåverkan . . . 50
7.5 Sammanställning av beräknade indikatorer . . . 51
8 Korrelationsanalys 51 9 Diskussion 59 9.1 Metodutvärdering och felkällor . . . 59
9.1.1 Riskanalys och känslighetsanalys . . . 60
9.1.2 Indikatorer för energisäkerhet . . . 61
9.1.3 Korrelationsanalys . . . 62
9.2 Allvarliga riskhändelser . . . 63
9.3 Indikatorer för energisäkerhet . . . 67
9.4 Korrelationsanalys . . . 70
9.5 Åtgärder . . . 72
9.5.1 Kommunikation, dokumentation och förankring . . . 72
9.5.2 Framtida tekniska lösningar . . . 73
9.6 Avslutande diskussion . . . 74
10 Slutsatser 76 10.1 Åtgärdsrekommendationer . . . 77
10.1.1 Övriga framtida studier . . . 77
Referenser 79
Bilaga A: Riskbedömning 85
Bilaga B: Matlab-script 110
Bilaga C: Energitrender 119
Bilaga D: Uppsalahem 133
Bilaga E: Energisäkerhet 146
Bilaga F: Uppsalas värmesystem 158
Bilaga G: Uppsalas elsystem 176
1 Inledning
Världen har alltid varit ständigt energiberoende och i och med samhällets utveckling är beroendet större än någonsin, och trenden förväntas inte vända inom de närmaste tjugo åren. Människans vardag samexisterar med och bygger till stor del på den ständigt till- gängliga energin, så utmärkande att energi anses vara ett av människans basala behov.
Människan befinner sig följaktligen i en enormt utsatt situation vid energibrist. Hon har helt enkelt strävat vidare från andra levande organismers grundläggande behov av energi i form av mat, värme och kyla och istället grundat sin civilisations utveckling på energins närvarande. (Asif & Muneer 2007)
Energisäkerhet lyftes som begrepp redan under 1970-talet i och med den stora oljekrisen, vilket var första gången som människan uppmärksammade sitt eget beroende av energi- tillförsel. Då fokuserade begreppet endast på nationers importberoende, främst möjlighet att få tag i olja, men sedan dess, tillsammans med energisystemens ökade komplexitet och en stigande globalisering, har energisäkerhet kommit att omfatta fler och fler aspek- ter (Månsson, B. Johansson & L. J. Nilsson 2014). Samtidigt har energi- och miljöfrågor lyfts högt på världsdebattens agenda, och gemene man är mer medveten än någonsin förr.
Detta har resulterat i att fler aktörer har valt att reflektera och se över sin energisäkerhet, och inte längre endast på nationell nivå.
Uppsalahem är Uppsalas största bostadsbolag, med drygt 16 000 bostäder i Uppsala.
År 2018 hade Uppsalahem ett elbehov på drygt 20 GWh, varav 19 GWh var fastighetsel som underhåller energibehovet i de allmänna utrymmena i de uthyrda fastigheterna, samt ett värmebehov på nästan 150 GWh. Denna energi är alltså en vital del i hyresgästernas vardag, vilket motiverar företaget att underhålla försörjningen på bästa sätt, för att se till att deras kunder har konstant tillgång till energi. Uppsalahem har bland annat valt att ta fram en Handlingsplan mot bristande energiförsörjning, i sin strävan efter att fort- sätta utvecklas inom energiområdet. Ansvarig för denna handlingsplan är Uppsalahems energiansvarige Tomas Nordqvist. För att kunna utforma handlingsplanen behövs ett un- derlag kring hur företagets energiberoende ser ut i dagsläget samt en undersökning över Uppsalahems energiförsörjningsutveckling över det närmaste decenniet för att rama in vilka framtida scenarier som kan ha en stark negativ inverkan på försörjningssäkerheten.
(Uppsalahem 2019a)
1.1 Syfte och frågeställningar
Detta examensarbete fungerar som en pilotstudie för Uppsalahems handlingsplan mot bristande energiförsörjning. Syftet med detta arbete är att studera hur energisäkerhet för ett bostadsbolag kan utvärderas, och sedan applicera den framtagna metoden på Uppsalahems el- och värmesystem för att belysa områden där energisäkerheten är i behov av förbättring. Syftet är även att använda resultatet av utvärderingen för att ta fram förslag på åtgärder som Uppsalahem kan applicera på sin verksamhet för att öka sin energisäkerhet. Detta preciseras i följande frågeställningar:
• Hur kan energisäkerheten för ett bostadsbolag utvärderas?
• Inom vilka aspekter brister Uppsalahems energisäkerhet?
• Vad kan göras för att öka energisäkerheten inom funna bristande aspekter?
1.2 Disposition
Under kapitel 1, Inledning, presenteras arbetets syfte och de tillhörande frågeställningar som kommer att besvaras inom följande examensarbete. För att läsaren ska få förståelse för det aktuella bostadsbolaget, Uppsalahem, och dess värme- och elförsörjningssystem presenteras dessa i kapitel 2, Bakgrund. Därefter, i kapitel 3, Teoretiskt ramverk, pre- senteras ämnet energisäkerhet tillsammans med en del tekniska begrepp samt befintliga metoder för att värdera energisäkerhet. I metodavsnittet presenteras den metod som har tagits fram för att undersöka Uppsalahems energisäkerhet, baserat på den funna teorin.
I kapitel 5, Data, presenteras den data som tillämpas för de beräkningar som beskrivs i metoden. Resultatet av arbetet presenteras i kapitlen 6, 7 och 8. Sedan diskuteras ar- betets metodval och resultat i kapitel 9, Diskussion, innan åtgärdsförslag och förslag på framtida studier slutligen läggs fram i kapitel 10, Slutsatser.
Slutligen följer arbetets bilagor där först den fullständiga riskbedömningen presenteras.
Vidare så återfinns de nyttjade Matlab-scripten som använts för flertalet av arbetets be- räkningar. Under arbetets gång har även mer utförligt material angående flera av arbetets studerade områden tagits fram och sammanställts i delrapporter. Dessa delrapporter åter- finns som bilagor.
Den generella uppdelningen av projektet är gjord så att Lovisa har studerat företagets elsystem och Maria företagets värmesystem. I kapitel 2.2, 2.3, 5, 6, 7, 8, 9.3 och 9.4 så är denna uppdelning tydligt markerad med rubriker för el respektive värme. Övriga delar av rapporten har skrivits gemensamt. I bilagorna är uppdelningen el respektive värme tydlig för Bilaga A och Bilaga B. Samtliga delrapporter som presenteras i Bilaga C-G innehåller en uppdelning för respektive rapport.
2 Bakgrund
Sveriges energisystem förbrukade totalt 375 TWh år 2016 och av dessa stod bostadssek- torn för 146 TWh, det vill säga nästa 39 % (Energimyndigheten 2018a). I och med detta är bostadssektorn än av de mest energibereonde sektorerna i Sverige och därför är det av intresse för aktörer inom sektorn att studera sin energisäkerhet. Den fortsatta studien kommer därför att hålla aktören Uppsalahem som sitt föremål fortsättningsvis. Följande avsnitt belyser Uppsalahems verksamhet och energiförsörjningssystem.
2.1 Bostadsbolaget Uppsalahem
Organisation och verksamhet Uppsalahem är ett allmännyttigt bostadsbolag vars huvuduppgift är att förvalta fastigheter som hyrs ut via Uppsalas bostadsförmedling.
Deras affärsidé är att ett “hem för olika är ett hem för alla” med boende i Uppsala som målgrupp. I dagsläget bor ca 30 000 människor i Uppsalahems 16 075 bostäder. Uppsa- lahem äger och förvaltar således 178 fastigheter inom Uppsala kommun där även vissa lokaler ingår. Under perioden 2017-2019 kommer även ca 700 nya bostäder att tillkomma.
Uppsalahem ingår i bolaget Stadshuset AB som ägs till 100 % av Uppsala kommun. I och med att Uppsalahem är ett kommunägt företag är dess styrelse politiskt sammansatt av Uppsala kommunfullmäktige och sammansättningen avspeglar de politiska partiernas re- presentation i kommunfullmäktige. Ramarna för verksamheten anges av bolagsordningen där Stadshuset AB anges som ett aktiebolag med tillhörande regelverk samt aktuell lag- stiftning. Ett aktiebolags högst beslutande organ är dess bolagsstämma där ägaren, eller i Uppsalahems fall ett ombud för ägaren, fattar beslut om bland annat årsredovisning, revisorer och styrelsemedlemma. (Uppsalahem 2019b)
Energivisioner Då energianvändningen både utgör Uppsalahems största direkta miljö- och klimatpåverkan, samt en utav de största kostnadsposterna inom företaget så finns det starka incitament att fokusera på företagets energisituation. Bland Uppsalahems visioner finns tre punkter som fokuserar på företagets energiarbete:
• Uppsalahem ska vara Uppsalas mest hållbara bostadsbolag
• Uppsalahem använder inte mer energi än vad som är affärsmässigt
• Den energi och de bränslen som köps in respektive omvandlas i egna anläggningar för att täcka energibehovet är förnybara till 100 %
Som ett kommunalt bolag så följer Uppsalahem Uppsala kommuns energimål. Uppsala- hem är även, liksom Uppsala kommun, en av aktörerna i det lokala samarbetet “Uppsala klimatprotokoll”, vilket är ett nätverk där offentliga verksamheter, företag, föreningar och universitet samverkar för att arbeta för ett hållbart Uppsala (Uppsala Klimatprotokoll 2019). Inom de olika utvalda fokusområdena finns klimatutmaningar som aktörerna upp- muntras att anta. Uppsalahem har redan avklarat en av dessa utmaningar, som utgjorde att installera en solcellsanläggning, och har antagit 16 nya utmaningar där företaget även satt interna och striktare deadlines.
På lokal nivå finns företagets Energistrategi, som beskriver hur företaget bör hantera och prioritera sitt energiarbete. I energistrategin presenteras visionerna för energiarbe- tet tillsammans med Uppsalahems övergripande energimål, vilket är att “Hushålla med energiresurser, både genom att minska användningen av energi och att öka andelen förny- elsebar energi”. Uppsalahem har även en Energiplan som beskriver hur företaget praktiskt ska arbeta med det som står i energistrategin. (Uppsalahem 2019a)
Mer utförlig information om Uppsalahems verksamhet, organisation och energiarbete finns beskrivet i Delrapport II: Uppsalahem i Bilaga D.
2.2 Uppsalahems elsystem
Behov och leverantör Uppsalahem skriver avtal med elleverantör på fyraårsperioder.
I och med att Uppsalahem är ett kommunalt bolag så sker valet av leverantör genom offentlig upphandling. Sedan den första januari år 2018 så har Uppsalahem E.ON. För- säljning Sverige AB som leverantör av elektricitet. I avtalet åtar sig E.ON. att den le- vererade elkraften endast skall vara producerad av förnybara energikällor. Konceptet att endast köpa in så kallad “Grön el”, det vill säga el från endast förnybara energikällor, har Uppsalahem använt sedan 2007, och är i linje med den tredje punkten i företagens energivisioner. Detta krav inkluderas i den offentliga upphandlingen. År 2018 köptes 20,3 GWh el, varav 19,1 utgjordes av fastighetsel. I fastighetsel ingår den el som används för att driva de centrala systemen i byggnaden som gör att byggnaden kan drivas på rätt sätt. I detta inkluderas belysning i allmänna utrymmen, fläktar, pumpar, hissar samt allmänna tvättstugor. Hyresgästernas hushållsel inkluderas inte i fastighetselen. (ibid.) Nätägare Elnätet är ett så kallat naturligt monopol, vilket innebär att det inte finns någon samhällsekonomisk vinning att flera aktörer skulle konkurera om marknaden (Möl- ler & Kahvedzic 2008). I och med detta måste varje företag som vill ansvara för driften av nätet ha ett tillstånd, så kallad nätkoncession, från Energimarknadsinspektionen (Ei) (Wallnerström, Wigenborg & Seratelius 2018). Dessa delas ut per område eller linje, och endast ett företag kan få koncession per geografiskt område, vilket säkerställer monopo- let (ibid.). I Uppsala kommun finns det två nätägare av region- och lokalnätet, vilket är Vattenfall Eldistrubution och Upplands Energi (Svenska Kraftnät 2015). Av dessa så är Uppsalahems fastigheter i stor majoritet uppkopplade mot Vattenfall Eldistributions nät (Uppsalahem 2019a).
Egen produktion Uppsalahem äger ett vindkraftverk som är beläget i vindkraftparken Nötåsen, i Sundsvalls kommun, som tillhandahålls av Eolus Vind AB. Vindkraftverket har varit i drift sedan slutet av 2014, och har en installerad effekt på 2 MW. Den beräk- nade årsproduktionen för vindkraftverket på ett normalt vindår är 7,5 GWh, och 2018 producerades strax över 5 GWh. Under 2018 hade vindkraftverket ett driftstopp för re- paration mellan den 3 februari och den 8 mars. Sedan juli 2016 säljer Uppsalahem den
Uppsalahem har även en solcellsanläggning installerad på en utav sina fastigheter som går under benämningen Frodeparken, där solcellerna integrerats i byggnadens fasad. An- läggningen har en toppeffekt på 100 kW, och en beräknad elproduktion på 70 MWh per år. 2018 producerades 72,4 MWh solel, varav 32,4 MWh användes i fastigheten och 40 MWh levererades till nätet. (Uppsalahem 2019a)
För mer information om Uppsalas elsystem och Sveriges elnät, se Delrapport V: Upp- salas elsystem i Bilaga G.
2.3 Uppsalahems värmesystem
Behov och leverantörer Uppsalahem hade år 2018 ett totalt värmebehov på 149 791 MWh. För att tillgodose behovet använder sig Uppsalahem av två yttre leverantörer, egenproduktion och installerade värmepumpar. Majoriteten av Uppsalahems värmebehov tillgodoses dock av leverantören Vattenfall Värme då deras levererade fjärrvärme stod för 96,79 % av Uppsalahems totala värmeförbrukning året 2018 vilket motsvarar 144 976 MWh. Dessutom motsvarar Uppsalahems fjärrvärmebehov ca 10,9 % av Vattenfall Vär- mes totala fjärrvärmeproduktion i Uppsala. (ibid.)
I och med Uppsalahems energivision om att täcka sitt energibehov med 100 % förny- bar energi ställer detta krav på Vattenfall Värmes fjärrvärmeproduktion som år 2017 producerade 204 kg koldioxid per MWh enligt det europeiska utsläppshandelssytemet, ETS (Vattenfall Värme 2018). Uppsalahem har dock förhandlat med Vattenfall Värme i Uppsala att Vattenfall Värme ska öka andelen förnybart bränsle (främst trä) då varken avfall eller torv klassas som förnyelsebart (Uppsalahem 2019a). I dagsläget bygger Vatten- fall Värme ett nytt kraftvärmeverk som ska drivas på enbart förnyelsebara bränslen samt konvertera den gamla torveldade hetvattenapannan till drift på träpellets. Deras mål- sättning är att halvera sina koldioxidutsläpp till år 2020 och vara helt koldioxidneutrala till år 2030. Fram tills år 2030 erbjuder Vattenfall Värme sina kunder produkten Koldi- oxidneutral Värme som reducerar koldioxidutsläppen med 160kg per producerad MWh värme (Vattenfall Värme 2019). Den koldioxidneutrala värmen är dyrare än den vanliga fjärrvärmen men bidrar till att öka mängden inblandade biobränslen i Vattenfall Värmes totala energimix. Uppsalahem har valt att köpa den koldioxidneutrala värmen för samt- liga fastigheter som är anslutna till Vattenfall Värmes fjärrvärmenät (Uppsalahem 2019a).
Bionär Närvärme står för 0,46 % av Uppsalahems totala värmeförbrukningen vilket mot- svarar 682 MWh. Uppsalahem äger fastigheter som är belägna i ytterkanten av Uppsala dit Vattenfall Värmes fjärrvärmenät inte sträcker sig och därför utnyttjas Bionär Närvär- mes tjänster för fastigheter i närheten av Bionär Närvärmes produktionsanläggningar. För Uppsalahems del är det endast 4 flerbostadshus på Allmänningsvägen i Bälinge samt 10 flerbostadshus med tillhörande garage, kvarterslokal och förråd på Vangsbyvägen i Vänge som förses av Bionär Närvärmes fjärrvärmenät. Fastigheterna i Bälinge förses av Bionär Närvärmes pelletspannan i Bälinge och fastigheterna i Vänge förses av Bionär Närvärmes pelletspannan i Vänge. Således förses dessa fastigheter av värme producerad från enbart pellets. Kartan över Uppsala i figur 1 placerar ut Bälinge och Vänge i förhållande till Uppsala innerstad och Vattenfall Värmes fjärrvärmenät. (ibid.)
Figur 1: Karta över Uppsala med Uppsalahems ytterområden Bälinge, Vänge och Björklinge utmarkerade samt större delar av Vattenfall Värmes fjärrvärmenät.
Egen produktion Utöver de två fjärrvärmeleverantörerna äger även Uppsalahem Präst- gårdshöjdens panncentral (PP) belägen i Björklinge som motsvarar 0,94 % av Uppsala- hems totala värmeförsörjning. I anläggningen finns två pelletspannor med en maxeffekt på 220 kW respektive 400 kW. År 2018 nyttjade pannorna 305 ton pellets och producerade 1 234 MWh värme. Förutom pelletspannorna finns en reservoljepanna men den har inte behövts tas i drift för att producera värme de senaste 6-7 åren. Den startas dock varje år för att testa dess funktionalitet, vilket resulterade i att den producerade 181 MWh värme år 2018. Uppsalahem köper in pellets från Stora Enso och får leverans ca 10 gånger om året då cisternen vid PP har en kapacitet på 52 ton. Leveranserna är mer koncentrerade över vinterhalvåret då upp mot 20 ton pellets kan förbrännas per vecka. Värmen levereras till sju flerbostadshus med tillhörande garage och kvarterslokal på Prästgårdshöjden samt två flerbostadshus på Södra Långåsvägen i Björklinge. (Uppsalahem 2019a)
Utöver fjärr- och närvärme förses även 1,81 % av Uppsalahems totala värmebehov av värmepumpar. Detta motsvarade 2 718 MWh år 2018. I och med att värmepumparna är elektricitetsdrivna förses de av el levererad av E.ON. via Vattenfall Eldistributions elnät.
(ibid.)
För ytterligare information om Uppsalahems värmeleverantörer och deras verksamhet, anläggningar, bränsleanvändning samt framtidsutveckling och Uppsalas och Sveriges vär- mesystem i helhet se Delrapport IV: Uppsalas värmesystem i Bilaga F.
3 Teoretiskt ramverk
I följande avsnitt kommer begreppet Energisäkerhet att studeras i förhållande till tidigare studier och teori samt definieras för den den fortsatta studien. Vidare kommer även be- greppen Risk och Hot samt tillhörande underkategorier att belysas och slutligen kommer även metoder för att utföra en energisäkerhetsanalys att introduceras.
3.1 Energisäkerhet
Enligt Larry Hughes i artikeln The four R’s of energy security (2009) har energi och energipolitik varit svårt att förstå och är fortfarande det idag, både för den allmänna befolkningen men också för politiker. Hughes menar vidare att det inte heller har under- lättat förståelsen kring energi när begreppet energisäkerhet tillämpades, utan begreppet missförstås ofta för “energioberoende” (Hughes 2009). Vidare blir säkerhetsbegreppet än- nu mer svårhanterligt då det kan ha en både subjektiv och objektiv dimension. Johansson et al. (2010) beskriver den objektiva dimensionen som “beteende- och miljöfaktorer som mäts mot yttre kriterier” och den subjektiva dimensionen som “individens inre käns- lor eller perceptioner av att vara säker”. De menar att den subjektiva dimensionen ofta tillämpas vid framtagning av energistrategier men det är viktigt att notera att det inte alltid överensstämmer med en “objektiv” verklighet (Johansson, Jonsson & Östensson 2010).
Cherp och Jewell (2014) menar på att energisäkerhet har en så mångsidig innebörd ef- tersom energisystemen varierar, vilket ger upphov till att bristen i energisäkerheten är olika och därför betraktas på olika sätt. Samtidigt diskuteras problematiken i att kon- ceptualisera energisäkerhet, och vikten av att definiera begreppet för den situation som det ska användas i (Cherp & Jewell 2014). Ang et al. (2015) har i sin artikel Energy security: Definitions, dimension and indexes studerat hundratalet rapporter på ämnet energisäkerhet, och funnit en stor spridning i använda definitioner, vilket de anser visar på att energisäkerhet är ett dynamiskt begrepp. De påstår även att trenderna för energi- säkerhetsdefinitionerna har utvecklats under åren, för att inkludera allt fler aspekter på begreppet (Ang, Choong & Ng 2015). Även Månsson et al. (2014) har studerat metoder för att kvantifiera energisäkerhet, och har även de funnit en bredd bland de olika me- toderna. De påstår även att metoden för hur begreppet definieras beror på många olika faktorer, bland annat vilka tidsperspektiv som används och vad som prioriteras, men även bakgrunden hos personen som beslutar kring definitionen (Månsson, B. Johansson
& L. J. Nilsson 2014).
I studien av Ang et al. (2015) innehåller bara en handfull av de 84 definitionerna en- dast en aspekt av energisäkerhet, medan en klar majoritet istället tar hänsyn till flera faktorer. Azzuni och Breyer (2018) använder i sin rapport Energy security and energy sto- rage technologies en “omfattande beskrivning av energisäkerhet” bestående av så mycket som 15 dimensioner. I samma artikel av Azzuni och Breyer (2018) beskrivs även energisä- kerhet som “a feature (measure, situation or status) in which a related system functions optimally and sustainably in all its dimensions, freely from threats.”
Cherp och Jewell (2014), von Hippel et al. (2011) och Månsson et al. (2014) stärker argu- mentationen för att energisäkerhet som begrepp har utvecklats och ökat i dimension över tiden. Samtliga relaterar ursprunget av energisäkerhet som begrepp till försörjningssäker- heten av olja. Månsson et al. (2014) beskriver att i och med den ökade medvetenheten kring växthusgaser har den globala energimixen förändrats. Då förnybara och fossila ener- gislag skiljer sig åt har detta öppnat upp hur man kan tolka och använda energisäkerhet som begrepp (Månsson, B. Johansson & L. J. Nilsson 2014). Ang et al. (2015) tror dock att den ekonomiska aspekten kan vara nära kopplad till oljepriset, och att det ökade intresset för den ekonomiska aspekten speglar den mer etablerade globala marknaden.
Det ökade intresset för den miljömässiga aspekten tror Ang et al. (2015), i likhet med Månsson et al. (2014), reflekterar den ökade insikten i de konsekvenser som utnyttjandet av fossila bränslen medför.
3.1.1 Definition av energisäkerhet
Det kan konstateras att det inte finns någon entydig definition av energisäkerhet, utan att begreppets innebörd varierar baserat på situation. Därför är det viktigt att definiera energisäkerhet utifrån det studerade systemet vilket i detta fall är Uppsalahems energi- försörjningssystem.
Till att börja med kommer energin som behandlas, i enlighet med begränsningarna för ex- amensarbetet, endast inkludera den energi som används för uppvärmning av fastigheter, samt elektricitet. I och med att Uppsalahem är ett företag som vill få en övergripande bild av sin energisäkerhet bör inte energisäkerheten definieras på ett sådant sett att endast en aspekt berörs. Baserat på direktiv från Uppsalahem och företagets ambitioner inom energifrågan så har tre områden valts ut att inkluderas i definitionen av energisäkerhet, nämligen Försörjning, Miljö och Ekonomi. I detta examensarbete definieras energisäker- het som att:
“Energisäkerhet är då förnyelsebar elektricitet och värme kan levereras för att oavbrutet tillgodose behovet inom Uppsalahems verksamhet, under ekonomisk stabilitet.”
“Förnyelsebar” definieras på samma sätt som i Uppsalahems energistrategi, som hänvisar till Jordbruksverkets sida “Vad är förnybar energi?” (Jordbruksverket 2018; Uppsalahem 2019c). “Ekonomisk stabilitet” definieras på samma sätt som Europeiska Centralbankens definition för prisstabilitet, det vill säga en inflationsökning nära 2 % årligen (Europeiska Centralbanken 2017).
För mer om energisäkerhet och bakomliggande motivering till definitionen och dess tre valda aspekter, se Delrapport III: Energisäkerhet i Bilaga E.
3.2 Risk
Enligt Donald Waters definition, från hans bok Supply Chain Risk Management, är risk sannolikheten att något oönskat skall inträffa och det förekommer på grund av att fram- tiden inte kan förutses (2011). Donald Waters menar också att det är viktigt att särskilja risk och osäkerhet då de ofta misstas för varandra. Han menar att osäkerhet betyder att vi kan lista händelser som kan inträffa i framtiden men att vi egentligen inte vet sanno- likheten för att de sker eller till vilken magnitud. Risk, menar Waters, betyder istället att vi kan lista händelser som kan ske i framtiden och tilldela varje händelse en sannolikhet att det inträffar. Med andra ord innebär det att en risk kan kvantifieras och mätas medan en osäkerhet förblir osäker. (Waters 2011)
Amundrud et al. (2017) har studerat definitionen av risk, baserat på de två standarder som används av Norska försvarets forskningsinstitut (FFI), som skiljer sig åt i grunden då de är utvecklade för de olika typerna av säkerhet som brukar särskiljas genom sina engelska begrepp: “Safety” och “Security”. De två olika definitionerna är "expression for the combination of likelihood and consequences of an unwanted eventöch "the relationship between threats towards a given asset and this asset’s vulnerability to the specified thre- atför “safety” respektive “security” (Amundrud, Aven & Flage 2017). Amundrud et al.
(2017) skriver vidare att många analytiker inom säkerhetsområdet argumenterar för att man måste särskilja dessa två definitioner, då “safety” inte är applicerbart i de fall då man diskuterar hot som utgörs av att någon har intention att skada det valda systemet.
Detta går i linje med den diskussion som Johansson et al. (2010) presenterar i sin rapport Energisäkerhet och energirelaterade beroenden på kort och lång sikt, nämligen att skillna- den mellan “security” och “safety” är om det refererar till skydd mot hot som grundar sig i en aktörs intention att skada eller ej.
För att hantera och lista risker menar Yacov. Y Haimes i On the Complex Definition of Risk: A Systems-Based Approach (2009) att tre frågor måste besvaras för att analysera en risk: “Vad kan gå fel? Vad är sannolikheten för att det händer? Vad är konsekvenser- na?” För att besvara dessa frågor menar Massimo Andretta, i Some Considerations on the Definition of Risk Based on Concepts of Systems Theory and Probablitity (2014), att även tydliga systemgränser måste sättas för att kunna avgöra om en risk faller innanför systemets avgränsningar och då kan få en negativ påverkan på verksamheten i det fak- tiska systemet. Med svar på dessa frågor och systemgränser ska risker kunna kvantifieras med en anpassad metod utifrån vad som studeras.
3.2.1 Typer av risker
Däremot kvarstår det faktum att risker kan klassificeras på olika sätt där vissa risker kan komma att vara mer relevanta än andra. Myndigheten för samhällsskydd och bered- skap (MSB) klassifierar risker inom tre kategorier: Vardagliga risker, High-Impact Low- Frequency risker och Black swan risker där samtliga presenteras nedan. (MSB 2011a) Vardaglig risk En Vardaglig risk fokuserar på olyckor och händelser som sker relativt frekvent med begränsade konsekvenser. Dessa är ofta förutsägbara i stor utsträckning och bygger ofta på rapporterade händelser och/eller statistik, som exempelvis trafikolyckor.
High-Impact Low-Frequency risk En High-Impact Low-Frequency risk är istället en risk som inte är så vanligt förekommande, det vill säga lågfrekvent, men som kan ha stora konsekvenser, det vill säga hög “impact”. Dessa risker är mer slumpmässiga och sker ofta med stor variation. Att förutspå risker som är lågfrekventa men har stora konsekven- ser kräver omfattande analys, bland annat genom individuella olycksundersökningar och haveriutredningar. (MSB 2011a)
Black swan risk En Black swan risk bygger på föreställning om att det endast existe- rade vita svanar i slutet av 1600-talet innan den första svarta svanen upptäcktes genom en expedition år 1967 till Swan River i västra Australien (Aven 2013). Konceptet om den
“svarta svanen” har således fått sitt namn efter en händelse som ansågs omöjlig och då inte heller existerade men visade sig möjlig och i efterhand kan anses helt logisk. Nassim Nicholas Taleb populariserade konceptet om den “svarta svanen” i hans bok The Black Swan: The Impact of the Highly Improbable (2007) och definierade en Black swan risk som en händelse med tre attribut. Först och främst, menar Taleb, att händelsen är en utstickare, det vill säga ligger utanför världen av regelbunden förväntan då inga tidiga- re händelser antyder om dess existens. Vidare bär händelsen på extrema konsekvenser.
Slutligen gör människan händelsen förklarbar och förutsägbar efter dess inträffande trots dess tidigare utstickarstatus.
3.3 Hot
Enligt Susan Scholtz i artikeln Threats: Concept Analysis (2000) definierar de flesta för- fattare hot likartat då hot beskrivs som "the potential to do harm". Scholtz förtydligar att hot "involves harm of some kind, only it has not yet happened". Dessutom menar hon att fokus ligger vid att den skada som ett hot innebär kan förutses. I förhållande till sä- kerhet menar Baldwin (1997) att hot är något som kan förflytta det studerade tillståndet utanför det intervall som anses säkert.
Uppsala kommun definierar i sin Riktlinje för riskhantering (2016) hot som "En oöns- kad händelse eller omständighet som kan ge negativa konsekvenser för verksamheten och dess möjligheter att utföra sitt uppdrag och att uppnå sina mål". Följaktligen kommer begreppet hot att definieras i enlighet med Uppsala kommuns definition i detta arbete.
3.4 Metoder för energisäkerhetsanalys
3.4.1 Riskanalys
En vedertagen metod för att värdera säkerhet är att analysera de hotbilder som finns mot ett system. Detta kan till exempel göras genom att genomföra en riskanalys, där risker identifieras och kvantifieras (MSB 2011a). Med den aktuella definitionen av energisäker- het skulle en sådan analys behandla energiförsörjningen som system, och hotbilder mot den kontinuerliga försörjningen av el och värme analyseras. Analysen skulle då kunna belysa olyckor och störningar samt vilka konsekvenser dem kan medföra inom det be-
En rapport som beskriver hur man kan gå tillväga för att kartlägga energisäkerhet för byggnader specifikt är Performing Energy Security Assessments - A How-To Guide for Federal Facility Managers (U.S. Department of Energy 2013). Där beskrivs en riskanalys med bland annat stegen Analyze Potential Threats och List Unacceptable Risks som också sammanfaller med de tre stegen Riskidentifiering, Riskbedömning och Riskvärdering i be- skrivningen från Myndigheten för samhällsskydd och beredskap (MSB) av en riskanalys.
Dessa steg beskrivs nedan.
Riskidentifiering Myndigheten för samhällsskydd och beredskap (2011), menar att en riskidentifiering är att identifiera scenarion och komma fram till vad som kan hända inom det identifierade scenariot. Detta är det första steget för att analysera en riskhändelse.
Även Amerikanska energimyndigheten anser att hot-scenarier är ett bra tillvägagångssätt för att identifiera risker, och att riskerna måste identifieras innan de kan värderas. De rekommenderar även att arbeta utifrån hot-kategorier för att finna riskhändelser (ibid.).
De tre tre kategorier som föreslås i rapporten är “Naturfenomen”, “platsspecifika hot”
och “Avsiktliga hot”.
Riskbedömning När riskerna är identifierade återstår det att analysera och värdera dessa vilket medför bedömning av sannolikhet och konsekvens. I riskidentifieringen be- svaras frågan Vad kan hända? men i beömningen besvaras frågorna Hur sannolikt är det?
och Vad blir konsekvenserna?. (MSB 2011a)
För att bedöma sannolikhet är frekvensanalys vanligt förekommande men det bygger på att händelsen har historisk data som kan analyseras. Enligt den amerikanska rap- porten så är egen registrerad statistik det som absolut är att föredra för att bedöma sannolikheten för så gott som alla typer av riskhändelser (U.S. Department of Energy 2013). Denna typ av registrerad statistik är dock inte alltför vanligt förekommande, och då kan statistik från relaterade händelser eller platser användas i andra hand, för att göra en mer kvalitativ analys (ibid.).
Sannolikhet är i sig ett viktigt moment i riskanalysen men utan konsekvensbeskrivning blir resultatet ofullständigt och relativt värdelöst om dess syfte är att utnyttjas som beslutsunderlag. Metodiken för att bedöma konsekvenser är snarlik sannolikhetsbedöm- ningen då konsekvenser kan beskrivas kvalitativt. En kvalitativ beskrivning medför dock att konsekvensen bedöms utan att nödvändigtvis värdera om dess utfall är allvarligare än en annan konsekvens. Därför är det även vanligt förekommande att bedöma konse- kvenser utifrån en kvalitativ rankningsskala för att utnyttja resultatet av en jämförelse konsekvenserna emellan. (MSB 2011a)
Amerikanska energimyndigheten föreslår att konsekvenserna kan bedömas kvalitativt ut- ifrån flera olika faktorer, till exempel hur länge avbrottet håller i sig, hur svårt det är att laga eller hur många sätt det finns att arbeta runt skadan (U.S. Department of Energy 2013).
Riskvärdering En riskanalys bör avslutas med att särskilja eventuella oacceptabla ris- ker från övriga. Dessa oacceptabla risker är de som i och med sin bedömning för sannolik-
het och konsekvens utgör ett så pass påtagligt hot att det inte kan ignoreras, utan måste åtgärdas. I rapporten från Amerikanska energimyndigheten påstås det att den slutliga värderingen av samtliga riskhändelser i viss utsträckning kommer att behöva baseras på ingenjörmässiga bedömningar. Detta då det är väldigt sällan som samtliga riskhändelser kan värderas efter samma metodiologi. Stycket avslutas med “Thus, the process of identi- fying unacceptable risks and remediation is not a mathematical science but a combination of qualitative evaluation and engineering judgment.” (U.S. Department of Energy 2013) En metod och ett vanligt verktyg att använda vid riskvärderingar är en så kallad riskma- tris. En riskmatris består av en skala för sannolikhet och en för konsekvens på respektive axel. Varje händelse placeras in i matrisen, baserat på de två värden tilldelade för de olika händelserna. På detta sätt kan olika riskhändelser enkelt jämföras mot varandra. (MSB 2011a)
3.4.2 Indikatorer för energisäkerhet
En etablerad metod är att mäta energisäkerhet med vedertagna energisäkerhetsindikato- rer. Teoretiskt kan energisäkerhet mätas med en enstaka indikator, men i praktiken anses metoden irrelevant eftersom energisäkerhet vanligtvis är beroende av många aspekter vil- ket en enstaka indikator hade exkluderat. Det är därför vanligt förekomande att mäta energisäkerhet med hjälp av flera indikatorer som sammanvägs och viktas, utifrån deras ansedda betydelse för den totala energisäkerheten (Ang, Choong & Ng 2015). Kruyt et al.
(2009) hävdar dock att varken simpla eller aggregerade indikatorer kan fånga en helhets- bild av försörjningssäkerhet av energi. En av nackdelarna som belyses är att indikatorer som skall ge ett objektivt värde oftast tvingas vara väldigt förenklade, och förlorar ett helhetsperspektiv då energisäkerhet även har tydliga subjektiva aspekter. Kruyt et al.
(2009) anser att indikatorerna därför snarare bör användas för att belysa problem inom specifika säkerhetsområden. Således kan indikatorer användas som en kompletterande aspekt inom en riskanalys, då indikatorerna kan kvantifiera specifika aspekter som an- nars är svåra att värdera eller konkretisera som en riskhändelse.
Donald Waters skriver i sin bok Supply chain risk management (2011) att “risk ma- nagement” är etablerat på nationell nivå då det handlar om risk för terrorism, attacker, uppror, krig och naturkatastrofer medan företag inte har samma tradition av riskhante- ring då de antar att likande händelser inte kommer att drabba dem. Tidigare genomförda bedömningar av energisäkerhet med hjälp av indikatorer är alltså mest vanligt förekom- mande på nationell nivå eller för stora geografiska områden (ibid.). Det är därför av betydelse att valet av indikatorer tar hänsyn till det relevanta systemet, samt att indika- torerna anpassas efter detsamma.
Importberoende Något som ofta diskuteras inom energisäkerhetsfrågan är beroendet av andra parter. I sin artikel Indicators for energy security så studerar Bert Kruyt et al.
(2009) olika metoder för att mäta energisäkerhet, och bland dessa så lyfts importberoende som ett av de mest användbara sätten att mäta försörjningssäkerhet på. Ett vanligt och
Diversitet Kruyt et al. (2009) nämner diversitet som en av de faktorer som kan an- vändas för att bedöma försörjningssäkerhet. De påstår att en hög uppmätt diversitet kan indikera en större försörjningssäkerhet. Diversiteten kan appliceras på både typ av energislag, geografisk plats och leverantörer (Kruyt et al. 2009).
Ett klassiskt sätt att mäta diversitet är Herfindahl-Hirschman Index (HHI) (Hirschman 1964), som ursprungligen används för att mäta diversitet för marknadsandelar, men även används för att mäta diversitet inom energisäkerhet (Grubb, Butler & Twomey 2006;
Kruyt et al. 2009). Det är även vanligt att indikatorn används i en omarbetad version, anpassad för arbetet i fråga (Le Coq & Paltseva 2009). Herfindahl-Hirschman Index beskrivs i ekvation 1.
H =XJ
j=1
p2j (1)
Där pj är andelen för aktör j, i procentenheter.
Konsumtionsstabilitet Med stora energisystem är det säkerhetsmässigt positivt om förbrukningen kan jämnas ut för att undvika stora variationer över tid, både på tim- och dagsbasis. Inom elförsörjning är det ett måste att det i varje ögonblick produceras lika mycket el som det förbrukas vilket kompliceras om förbrukarna har väldigt varie- rande och snabbt skiftande förbrukningsmönster (Svenska Kraftnät 2019). Dessutom är uppvärmning med värmepump lika beroende av dessa förbrukningsmönster för el som Uppsalahems övriga elförbrukning.
Inom fjärrvärmeförsörjning är det dock inte lika avgörande om förbrukningen inte stäm- mer överens med produktionen i varje ögonblick men det är fortfarande negativt om värmekonsumtionen varierar kraftigt över tid då inköp av bränsle blir mer svårprognosti- serat. Ett fjärrvärmesystem har en stor tröghet i och med att värmen inte försvinner så fort den slutar levereras utan istället avtar sakta vilket ibland kan ta upp till flera da- gar beroende uppvärmningsrummets isolering. Dessutom har moderna fjärrvärmesystem stora ackumulatortankar som jämnar ut effekttoppar både i produktionen och i förbruk- ningen. Det medför att fjärrvärmeförsörjning inte är speciellt sårbart mot kortare avbrott eller svängningar i behov hos kunderna. (Sjöström 2015)
Miljöpåverkan Ett mått på energisäkerhet som fått ökad betydelse under åren är hur energins användning påverkar klimatet (Ang, Choong & Ng 2015). Kruyt et al. (2009) nämner en indikator där andelen av energin som kommer från förnybara källor samt kärnkraft beräknas i förhållande till helheten.
3.4.3 Korrelationsanalys
Aleksandra Dedinec menar, i artikeln Correlation of variables with elecricity consump- tion data, att korrelationanalys kan tillämpas inom flera användningsområden varav ett av dem är förutse och värdera energiproduktion och energianvändning (Dedinec 2016).
Hon menar att energiområdet är väldigt trögförändrat och att det därför är viktigt att studera korrelationer för att förstå samt kunna påverka energiförsörjningen i framtiden.
Därför kan en korrelationsanalys anses som en relevant metod för att studera Uppsa- lahems el- och värmeförsörjning, och avgöra vad den beror av för yttre faktorer för att granska Uppsalahems energisäkerhet ur ett ytterligare perspektiv.
En metod för att utföra korrelationsanalys mellan två dataserier är att beräkna Pearson:s korrelationskoefficient (R). Denna beräknas genom kovariansen mellan de två dataserier- na dividerat med de bådas standardavvikelse enligt ekvation 2. (F. Jonsson 2012)
R = Pni=1(xi− x)(yi− y)
qPn
i=1(xi− x)2Pni=1(yi− y)2 (2)
Här betecknar x och y respektive dataseries medelvärde och xi och yi varje enskild data- punkts värde i respektive dataserie.
För att avgöra hur den beräknade korrelationen bör tolkas måste gränser sättas för när korrelationen anses stark eller inte. Enligt Akoglu (2018), tolkas korrelation olika inom olika branscher. Till exempel kan R > 0.6 och R < −0.6 tolkas som ett starkt samband inom samhällsvetenskapliga analyser medans de striktare intervallen R > 0.8 och R < −0.8 ofta tillämpas inom analyser av mindre komplexa tekniska system för att belysa ett starkt samband (Akoglu 2018). I och med följande arbetets tekniska karaktär kommer en beräknad korrelation R > 0.8 och R < −0.8 anses som ett starkt samband mellan två dataserierna.
4 Metod
Arbetet syftar till att belysa brister inom Uppsalahems el- och värmeförsörjning utifrån ett säkerhetsperspektiv med tillämpad definition av energisäkerhet. För att analysera relevanta energisäkerhetsaspekter finns ett flertal tillvägagångssätt att nyttja och enligt definitionen av energisäkerhet bör värderingstyngden inom tillämpad metodik ligga vid försörjningssäkerheten av energi.
För att studera och värdera Uppsalahems energisäkerhet sett till energiförsörjning är det därför lämpligt att nyttja flera metoder som belyser olika perspektiv och brister inom Uppsalahems energiförsörjning. Därför kommer en riskanalys att tillämpas för att urskilja specifika risker inom el- och värmeförsörjningen, tillsammans med flertalet energisäker- hetsindikatorer för att kvantifiera övergripande aspekter inom el- och värmeförsörjningen.
Utöver detta kommer även korrelationsanalyser med utomstående faktorer för att studera okända förhållanden som kan ha viss inverkan över Uppsalahems energisäkerhet. Figur 2 illustrerar metodens olika moment och dess övergripande struktur.
Figur 2: En schematisk bild över metoden för följande arbetes energiförsörjningsanalys.
4.1 Avgränsningar och antaganden
För att genomföra arbetet har en mängd avgränsningar gjorts, både generellt samt i anslutning till riskanalysen, beräkningen av indikatorer för energisäkerhet samt korrela- tionsanalyserna. Nedan presenteras dessa gjorda avgränsningar och antaganden för arbe- tet.
• Under arbetet så kommer begreppet Energisäkerhet att användas utifrån den defi- nition som presenteras i kapitel 3.1.1.
• Arbetets tillämpade tidsperspektiv omfattar 2019 och ett decennium framåt i tiden.
• Den elektricitetsförsörjning som studeras kommer endast att inkludera den elkraft som Uppsalahem själva köper in, och inte kundernas hushållsel.
• Arbetet kommer inte att studera tekniska komponenter inuti fastigheterna och hur dessa påverkar energisäkerheten.
• Arbetet kommer att ha Uppsalahem som aktör, och energisäkerheten kommer därför att betraktas utifrån företagets perspektiv.
• Energisäkerheten kommer att bedömas för Uppsalahem som helhet, och beståndet kommer inte att delas upp på geografiska områden.
• Vid genomförandet av riskanalysen så exkluderas risker som enligt författarnas be- dömning ej kommer kunna utgöra ett hot mot systemet. Detta system är avgränsat till Uppsalahems bostäders energiförsörjning.
• Vid genomförandet av riskanalysen har hot som baseras på att någon avsiktligt har målet att sabotera fastigheternas energiförsörjning uteslutits.
• Begreppet ”Entreprenörer” som används i riskanalysen syftar endast till de parter som Uppsalahem har givit i uppdrag att tillse deras energiförsörjning, så som Bionär Närvärme. Teknikjourer och dylikt är ej inkluderade.
Mer specifika antaganden presenteras och motiveras i kommande metodavsnitt.
4.2 Riskanalys
Den metod som presenterades i kapitel 3.4.1 och som baseras på Amerikanska energide- partementets guide för riskanalys för energiförsörjning till federala fastigheter och MSB’s rekommendationer kommer att ligga till grund för riskanalysens metod. (MSB 2011a;
U.S. Department of Energy 2013) 4.2.1 Riskidentifiering
I detta arbete kommer riskhändelserna att delas in i kategorier, likt den amerikanska rapporten, men de kommer att anpassas till omständigheterna för detta arbete. De kate- gorier som kommer att användas är “Teknikbaserade”, “Mänsklig faktor”, “Naturorsaka- de”, “Samhällsbaserade”, “Yttre hot” och slutligen “Externa parter”. Dessa är valda för att de belyser olika perspektiv inom verksamheten samt ger riskidentifieringen struktur.
Riskidentifieringen förhåller sig till ett visst bestämt tidsperspektiv. Det tillämpade tids- perspektivet omfattar år 2019 och ca 10 år framåt i tiden. Enligt både Smils (2000) och Landsberg (1985) bör långsiktiga prognoser studeras kritiskt och Landsberg menar mer exakt att prognoser som sträcker sig upp mot 20 år inte är tillräckligt tillförlitliga i veten- skapliga sammanhang. Därför är tidsramarna för följande moment satta till 10 år, för att följaktligen tillåta viss framtidsutveckling men inte längre fram i tiden än vad flera pro-
För att riskanalysen ska hålla god kvalité bör riskidentifieringen och inventeringen vara så fullständiga som möjligt vilket i en perfekt värld innebär att alla relevanta risker ska identifieras (Räddningsverket 2003). För att säkerställa en kunskapsbaserad riskanalys av hög kvalité genomförs riskidentifieringen i samråd med Uppsalahems energiansvarige, Tomas Nordqvist.
Vid riskidentifieringen exkluderas risker som faller inom kategorin Black swan. Det anses inte relevant att belysa risker inom denna kategori då dessa risker är väldigt ovanligt förekommande och unika i sitt utfall då de inträffar. Det är därtill omöjligt att förutse vad en sådan risk skulle kunna vara enligt dess definition. Ett bostadsbolag bedöms inte heller ha möjligheten att ta hänsyn till nationella katastrofer i sin vardagliga verksam- het. Därför kommer endast de risker som Uppsalahem har möjlighet att förutse i sin verksamhet att studeras vidare.
4.2.2 Riskbedömning
Samtliga risker är inte nödvändiga för Uppsalahem att konkretisera eller prioritera, därför kommer vissa risker inte att studeras vidare. Dessa risker ligger antingen utanför det antagna systemet, alltså risker som har en negativ inverkan på Uppsalahems el- eller värmeförsörjning, eller ligger utanför Uppsalahems förfogande att både förebygga och hantera dess konsekvenser. De riskhändelser som väljs att studeras vidare kommer att bedömmas utifrån metoden presenterad nedan.
Sannolikhetsbedömning För att bedöma sannolikheten för risker inom Uppsalahems energiförsörjning kommer en kvalitativ bedömning till stor del att tillämpas då frekvens- data inte finns att tillgå för majoriteten av tilltänkta riskhändelser. Med frekvensdata syftas det till data som beskriver hur frekvent förekommande en händelse är. Tillväga- gångssättet kommer att beskrivas utförligt för att skapa legitimitet för bedömd sanno- likhet.
I tabell 1 redovisas den skala som kommer att användas vid graderingen av sannolikhet för riskhändelser i detta arbete. Innehållet i tabellen kommer från Sveriges lantbruksuni- versitets (SLU) Mall för riskbedömning.
Tabell 1: Värdering av sannolikhet för en riskhändelse (SLU 2014).
Värdering av sannolikhet
Sannolikhetsgrad Värde Definition
Stor 10-9 Mycket troligt att det inträffar, endast en tidsfråga
Viss 8-6 Troligt att det inträffar
Liten 5-3 Mindre troligt att det inträffar Mycket liten 2-1 Det är inte troligt att det inträffar
Skalan lämnar visst rum för ytterligare bedömning inom varje sannolikhetsgrad. För att bedöma en riskhändelses sannolikhetsvärde jämförs de olika riskhändelserna inom samma sannolikhetsgrad mot varandra för att värdera dem inbördes. Detta görs för att i riskanalysen tydligare kunna urskilja i vilken ordning riskhändelser bör prioriteras. Vid fallen för ytterligheter (“Stor” och “Mycket liten”) kommer de yttersta värdena innebära extrema värden för sannolikhet. Det vill säga att värdet 10 kommer att representera en sannolikhet större än 99 %, och värdet 1 en sannolikhet mindre än 1 %.
Konsekvensbedömning För att Uppsalahem skall kunna nyttja resultatet och prio- ritera åtgärdsalternativ så bör olika riskhändelser kunna jämföras mot varandra. Således är det relevant att tillämpa metodiken i den mån som är möjligt för att säkerställa re- slutat som är av värde för Uppsalahems framtida energiförsörjning. I och med detta är det fördelaktigt att konsekvenserna värderas på ett sätt som gör det möjligt att jämföra dem med varandra. I denna analys kommer konsekvenser att värderas utifrån bedömd avbrottstid och ekonomisk förlust, i relation till den valda definitionen av energisäkerhet.
I tabell 2 redovisas den skala som kommer att användas vid graderingen av konse- kvenserna för riskhändelser i detta arbete. Innehållet i tabellen kommer från Sveriges lantbruksuniversitets (SLU) Mall för riskbedömning.
Tabell 2: Värdering av konsekvenser för en riskhändelse (SLU 2014).
Värdering av konsekvens
Påverkansgrad Värde Definition Förödande eller
mycket allvarlig 10-9 Förödande för verksamheten, så stor skada att verksamheten inte fungerar.
Allvarlig 8-6 Allvarligt och långvarig störning i verksamheten
Besvärande 5-3 Störningar i verksamheten
Lindrig 2-1 Mindre störningar i verksamheten
För att bedöma vilket konsekvensvärde varje riskhändelse har inom samma påverkans- grad kommer samma metod som för sannolikhetsbedömningen att appliceras, det vill säga en jämförelse mellan de riskhändelser som faller inom samma gradering. I fallen för ytterligheter så motsvarar ett värde på 10 att störningen är så pass allvarlig att verksam- heten inte kan återhämta sig, och värdet 1 att störningen inte märks av eller ger några konsekvenser för verksamheten överhuvudtaget.
Värmeförsörjningens beroende av elförsörjning Hela värmeförsörjningskedjan för Uppsalahems verksamhet är starkt beroende av elektricitet för att fungera. Utan el funge- rar varken produktionen, distributionen eller värmemottagningsförmågan i fastigheterna.
reglerventilerna i värmeväxlare, cirkulationspumpar som cirkulerar varmvattnet i bygg- naden och energimätare (Lauenburg & P.-O. Johansson 2008). Till viss del finns lokala reservpannor som kan tas i drift vid elavbrott men allt som oftast kan inte slutanvändarna ta emot värmen utan elförsörjning. Således medför ett elavbrott även ett värmeavbrott som konsekvens. (Energimyndigheten 2016)
Med anledning av detta kommer inte riskbedömningen att lyfta värmeavbrott som en konsekvens av elavbrott. Dessa två är väldigt starkt relaterade och därför kommer vidare ett värmeabrott som följd av ett elavbrott anses underförstått.
4.2.3 Riskvärdering
Figur 3 illustrerar den riskmatris som kommer att användas för riskvärdering i detta arbete, vilken baseras på samma graderingar som beskrivs i tabell 1 och 2. Färgerna be- skriver hur allvarliga riskhändelserna bedöms vara. Färgernas placering grundas i förslag från Myndigheten för samhällsskydd och beredskaps rapport angående vägledning för risk- och sårbarhetsanalys (Nyholm E et al. 2018), men har anpassats till arbetet i fråga.
Utifrån en riskhändelses placering i matrisen kan det sedan avgöras huruvida åtgärder bör vidtas. De risker som enligt tidigare beskrivning klassas som oacceptabla är de som placeras i röda rutor.
Figur 3: Riskmatris där färgskalan motsvarar graderingar av riskhändelsers betydelse för verksamheten.
Röd: oacceptabel risk som akut bör åtgärdas, Orange: allvarlig risk som behöver åtgärdas, Gul: viss risk som kan åtgärdas, Ljusgrön: acceptabel risk som inte nödvändigtvis behöver åtgärdas, Mörkgrön:
försumbar risk som inte behöver åtgärdas.
