5.01. Dataverzameling en bespreking
De marginale systeemkosten worden, zoals aangegeven, berekend op basis van de marginale kosten van de verschillende productie-eenheden. Voor een gedetailleerde berekening bestaan zoals eerder aangegeven verschillende simulatiemodellen die hoge eisen stellen aan het detailniveau van de gegevens die als input dienen. Echter, om de administratieve last voor producenten zo laag mogelijk te houden, is in overleg met de sector een oorspronkelijk dataverzoek aangepast. Het gevolg is dat het detailniveau verlaagd is, de
berekeningen minder verfijnd zijn en uiteindelijk de uitkomsten van grotere onzekerheidsmarges moeten worden voorzien. Hieronder wordt besproken welke gegevens de DTe uiteindelijk heeft ontvangen voor de beoogde berekeningen.
In het uiteindelijke dataverzoek zijn productie-eenheden kleiner dan 15 MW buiten beschouwing gelaten. In totaal heeft DTe ongeveer 17 GW (ongeveer 85% van het totaal opgestelde vermogen in Nederland) in haar berekeningen opgenomen. Voor de productie-eenheden groter dan 15 MW zijn de volgende gegevens opgevraagd:
- Technische kenmerken van centrales(o.a. type centrale, brandstoftypen, gemiddelde temperatuur op locatie, koeltorenbedrijf mogelijkheden);
- Elektriciteitsrendementscijfers (dit wordt in het onderstaande toegelicht);
- Minimum en maximum nominaal elektrisch vermogen per productie-eenheid onder nominale condities; - Percentage nominaal gemiddeld eigen elektriciteitsgebruik per productie-eenheid op jaarbasis;
- Gerealiseerde elektriciteitsproductie geleverd aan het openbare net per productie-eenheid per uur voor het jaar 2004 (deze elektriciteitsproductie wordt dus uitgelezen op het overdrachtspunt/netaansluitpunt, dat tevens in het onderstaand wordt toegelicht).
De marginale kosten van de elektriciteitsproductie worden benaderd door de variabele brandstofkosten van een productie-eenheid, vastgesteld aan de hand van brandstofprijzen, de thermische efficiëntie (het rendement van een productie-eenheid) en variabele onderhoudskosten.
De gegevens over brandstofprijzen worden gebaseerd op openbare gegevens. Op basis van de gegevens, die DTe heeft ontvangen kunnen 5 soorten brandstof worden onderscheiden, namelijk kolen, gas, uranium, afval en biomassa. De gasprijzen voor 2004 zijn gebaseerd op de TTF en de Bunde Oude (Platts), omdat de DTe niet beschikt over openbare gegevens over de contracten tussen de diverse elektriciteitsproducenten en gasleveranciers. Het is goed mogelijk dat het niveau van de brandstofprijzen wordt overschat in de door DTe berekende marginale kosten, omdat het voor de hand ligt dat producenten van elektriciteit brandstof forward inkopen en dus een lager prijsniveau betalen voor bijvoorbeeld gas dan de TTF-prijzen. Voorts zijn er extra kosten voor intraday levering van zogenaamd ‘flex’gas en transportkosten. Deze worden niet meegenomen in de berekening van de marginale systeemkosten, hetgeen lijdt tot een onderschatting van de marginale kosten. Marktpartijen hebben hiervoor bruikbare suggesties gedaan, maar vanwege tijdsgebrek was het niet mogelijk deze aanpassingen zorgvuldig op te nemen in de berekeningen. Volgend jaar zal deze categorie kosten adequaat in de berekening van de marginale systeemkosten worden opgenomen.
De brandstofprijzen van gas en kolen worden gebaseerd op openbare bronnen.42 Informatie over de ontwikkeling van de brandstofprijzen van uranium en afval worden nauwelijks gegeven door openbare bronnen en deze worden gebaseerd op de prijzen gehanteerd in het simulatiemodel van KEMA/ECN. Ook biomassa prijzen zijn niet openbaar verkrijgbaar en deze worden benaderd door de kolenprijs, waarbij deze prijs wordt verminderd met een gemiddelde vergoeding voor groencertificaten.
Het rendement van een productie-eenheid wordt afgeleid op basis van de coëfficiënten C1 en C2,
weergegeven in vergelijking 1.1. Deze vergelijking geeft het verband tussen het brandstofgebruik (B) en de elektriciteitsproductie (E) geleverd aan het openbare net.
(1.1) Grafisch worden de coëfficiënten C1 en C2 weergegeven door figuur 5-I. De waarde C2 is de
richtingscoëfficiënt (rc) van de lijn.
Figuur 5-I Relatie brandstofgebruik en de aan het openbare net geleverde elektriciteitsproductie
De relatie tussen brandstofgebruik en elektriciteitsproductie wordt benaderd door een lineair verband. Meer realistisch worden rendementen benaderd door een kromme, die weergeeft dat er sprake is van variatie in rendementen per niveau van elektriciteitsproductie. In geval van een lineair verband wordt verondersteld dat omgevingsfactoren zoals temperatuur op locatie, brandstofmix en belasting constant zijn. Om te verifiëren of de cijfers onderliggend aan C1 en C2 onjuistheden bevatten zijn deze vergeleken met rendementsgegevens uit andere bronnen.
Verder geldt dat de elektriciteitsproductie wordt gemeten op het netaansluitpunt. Dit wordt in het
onderstaande toegelicht. Figuur 5-II geeft hiervoor een grafische weergave van twee soorten configuraties van productie-eenheden en elektriciteitslevering aan het openbare net. Dit figuur beoogt twee aspecten duidelijk te maken. Ten eerste zijn er twee soorten configuraties van productie-eenheden, namelijk productielocatie A, die direct elektriciteit levert aan het openbare net. Productielocatie B beschikt echter over meerdere eenheden in een eilandstructuur, die gezamenlijk aan één netaansluitpunt leveren. Ten tweede laat de figuur zien dat de elektriciteitsproductie op verschillende punten kan worden uitgelezen (gemeten), namelijk op het
netaansluitpunt (productielocatie A) en voor het netaansluitpunt (productielocatie B). Een zeer nauwkeurige
42 Zowel gas- als kolenprijzen zijn gebaseerd op www.platts.com. De kolenprijzen voor 2004 zijn afgeleid van “cross comparison fuel prices”; dit zijn indicatieve prijzen voor het verstoken van olie, gas of kolen, die geconverteerd zijn naar elektriciteitsprijzen. Hiervan is
E
C
C
B =
1+
2C2 = rc lijn
Elektriciteit (levering openbare net) C1
schatting van de marginale kosten zou gebaseerd moeten worden op de brandstofkosten van de
elektriciteitsproductie per productie-eenheid, gemeten voor het netaansluitpunt (dus ter hoogte van de pijlen bij productielocatie B). Voor productielocatie A geldt dat zowel op als voor het netaansluitpunt feitelijk dezelfde elektriciteitsproductie wordt gemeten. De dataverzameling voor deze monitor is gebaseerd op de brandstofkosten van de elektriciteitsproductie, die is uitgelezen op het netaansluitpunt. In geval van productielocatie B is dit dus het saldo van de elektriciteitsproductie van de drie productie-eenheden gezamenlijk in de eiland-structuur.
Figuur 5-II Twee soorten configuraties en elektriciteitslevering aan het net
Tot slot spelen naast het soort configuratie en de verschillende uitleespunten van de elektriciteitsproductie bepaalde technische kenmerken van productie-eenheden een belangrijke rol bij de berekening van de marginale kosten.
Op basis van deze zogenaamde energiebalans (output van een eenheid) kunnen de productie-eenheden worden ingedeeld. De energiebalans van een gangbare productie-eenheid bevat enerzijds
elektriciteit voor eigen gebruik. Dit betreft de elektriciteitproductie voor de opstart en de processen binnen de eenheid. Anderzijds bevat de energiebalans de elektriciteitsproductie, die geleverd wordt aan het openbare net. Naast deze standaard productie-eenheden, die elektriciteit produceren, zijn er productie-eenheden die ook warmte produceren. Met de warmteopbrengsten moet bij de schatting van de marginale kosten rekening gehouden worden. Anders worden de marginale kosten namelijk overschat. Deze warmteproductie kan namelijk worden gezien als opbrengsten. Hiermee kan op de volgende wijze rekening gehouden worden. Bij het Centraal Bureau voor de Statistiek (CBS) zijn gegevens over gemiddelde W/K verhoudingen op jaarbasis opgevraagd. Deze gemiddelde W/K verhouding voor een warmtekrachtcentrale wordt bepaald aan de hand van drie kenmerken, namelijk bouwjaar, grootte en type installatie. Wat betreft het bouwjaar en de elektrische vermogensgrootte worden bepaalde categorieën gehanteerd (bijv. de categorie 1981-1990 voor bouwjaar en 10 MW-20 MW voor grootte). Verder worden er drie typen onderscheiden, namelijk STEG-eenheden, stoomturbines en gasturbines. Het type installatie heeft betrekking op het soort installatie dat de generator(en) aandrijft. De marginale kosten van warmtekrachtcentrales worden verminderd met warmteopbrengsten. Deze warmteopbrengsten worden berekend aan de hand van deze gemiddelde W/K verhouding en een schaduwprijs voor warmte, gebaseerd op een hulpwarmte-ketel met een rendement van 90 procent.
Eén van de klankbordgroeppartijen heeft tijdens de klankbordgroepbijeenkomsten gewezen op “must run” karakter van sommigen warmtekrachtcentrales. Dit houdt in dat de elektriciteitsproductie van deze productie-eenheden niet samenhangt met de ontwikkeling van de prijs voor elektriciteit. Zoals in MMGE-document reeds toegelicht zullen deze “must run”-eenheden vermoedelijk de marginale systeemkosten niet bepalen. Voor de relevante warmtekrachtcentrales (productie-eenheden, die zich mogelijk in de rechterhelft van de
Openbare net
Productielocatie A (één eenheid)
Productielocatie B (meerdere eenheden) netaansluitpunt
merit-order of kostencurve bevinden) is onder meer gecontroleerd of hun elektriciteitsproductie correleert met de ontwikkeling van het prijsniveau. Wanneer dit niet het geval is, worden deze warmtekrachtcentrales inderdaad niet bestempeld als de productie-eenheid, die de marginale systeemkosten bepaald. Er is dus bij de berekening van de Lerner-index rekening gehouden met het “must run” karakter van sommige
warmtekrachtcentrales.
5.02. Berekenen van de Lerner-index
Op grond van het bovenstaande kunnen de marginale kosten van alle eenheden, waarvan de DTe over gegevens beschikt, per uur bepaald worden. Deze schatting van de marginale kosten per productie-eenheid is weergegeven in vergelijking 1.2. De voorwaarde is uiteraard dat deze eenheid elektriciteit heeft geproduceerd in een specifiek uur.
(1.2.) Hierbij is MKi,t gelijk aan de totale marginale kosten van productie-eenheid i op tijdstip t, C2 is de inverse van het thermisch rendement van deze productie-eenheid, p(b)t is gelijk aan de prijs voor brandstof op tijdstip t, Et geeft de elektriciteitsproductie (MW) op tijdstip t aan en OKi,t. is gelijk aan de gemiddelde variabele onderhouds- en bedrijfskosten van een productie-eenheid. Deze worden per productie-eenheid gebaseerd op de database van KEMA.43 De formule voor de marginale systeemkosten wordt weergegeven door vergelijking 1.3.
(1.3.) Hierbij is MsKt gelijk aan de marginale systeemkosten op tijdstip t. Deze zijn gelijk aan de productie-eenheid i met de hoogste marginale kosten van het totaal aantal productie-eenheden n. Oftewel de productie-eenheid met de hoogste marginale kosten voor een bepaald tijdstip is gelijk aan de marginale systeemkosten. Deze marginale systeemkosten worden vervolgens vergeleken met het prijsniveau op een bepaald uur, waarna een gemiddelde Lerner-index 2004 kan worden berekend. De MsKt in vergelijking 1.3 geeft niet noodzakelijk de uitkomsten van een competitief evenwicht. Immers, het is niet uitgesloten dat een bepaalde beschikbare eenheid met lagere marginale kosten dan de andere eenheid, die de systeemkosten zet, off-line was of beperkt produceerde. Hierdoor zou het MsKt lager kunnen zijn geweest. Derhalve is het mogelijk dat marktmacht niet gemeten wordt in de systematiek, onderliggend aan de Lerner-index.
De gegevens op basis waarvan DTe variabelen heeft gemaakt om de Lerner-index te berekenen zijn niet volledig. Dit is besproken in hoofdstuk 2. Het betreft hier in de kern de inflexibiliteit van enkele gasgestookte eenheden, gebrek aan inzicht in kosten voor afschakelen van een productie-eenheid en enkele extreem lage APX-prijzen gedurende 2004. De gemiddelde Lerner-index wordt daarom gebaseerd op een voortschrijdend gemiddelde hetgeen recht doet aan de dynamiek van het beslissingsproces voor de inzet van productie-eenheden. Bovendien wordt voorkomen dat zeer lage APX waarden de gemiddelde waarde van de Lerner-index onevenredig zwaar beïnvloeden. Tot slot wordt zoals in hoofdstuk 2 is toegelicht de Lerner-Lerner-index gewogen naar volume van de elektriciteitsproductie.
t i t t t t i
OK
E
E
b
p
C
MK
,* ( ) *
,+
=
2)
,
max(
i,t n,t tMK MK
MsK =
De berekening van de Lerner-index (L) wordt weergegeven door vergelijking 1.4, waarbij de weging naar volume wordt weergegeven door het symbool w. Deze wegingsfactor varieert tussen 0 en 1.
(1.4.)
Samengevat, worden bij de berekening van de Lerner-index de volgende veronderstellingen gemaakt. Ten eerste zijn de productie-eenheden met een vermogen kleiner dan 15 MW buiten beschouwing gelaten. De vraag, die ieder uur wordt bediend, is gelijk aan de hoeveelheid geproduceerde elektriciteit. DTe heeft ongeveer 17 GW opgenomen in haar berekeningen. Ten tweede worden de marginale systeemkosten bepaald aan de hand van identificatie van de productie-eenheid met de hoogste marginale kosten op een bepaald tijdstip. De marginale kosten worden berekend aan de hand van brandstofkosten, het rendement van een productie-eenheid en gemiddelde variabele onderhouds- en bedrijfskosten per productie-eenheid. Het rendement van een productie-eenheid wordt gebaseerd op een lineaire relatie tussen het brandstofgebruik en de elektriciteitsproductie onder de aanname dat dit lineaire verband de kromme rendementscurve lokaal op een relevant punt correct benaderd. De marginale kosten worden geschat bij een elektriciteitsproductie gemeten op het netaansluitpunt; dit houdt in dat er een saldo wordt gehanteerd in geval van een
productielocatie met een productiepark van meerdere eenheden achter één netaansluitpunt. In geval van warmtekrachtcentrales worden marginale kosten gecorrigeerd voor zogenaamde warmteopbrengsten om overschatting van marginale kosten te voorkomen. Tot slot wordt de gemiddelde Lerner-index berekend op basis van een voortschrijdend gemiddelde om recht te doen aan de dynamiek van het beslissingsproces om een productie-eenheid in te zetten. Tevens hebben eventuele dumpprijzen op de APX op deze wijze geen onevenredig groot effect op de gemiddelde Lerner-index. De gemiddelde Lerner-index wordt gewogen naar volume van de elektriciteitsproductie, zodat er rekening gehouden kan worden met variatie in de totale elektriciteitsproductie per uur.