TOEKOMSTIG VERBRUIKSPATROON VAN ELEKTRICITEIT MOGELIJKE VERANDERINGEN EN EFFECTEN P.G.M. BOONEKAMP O. VAN HILTEN

Transcriptie

1 OKTOBER 1990 ECN-I--90~038 TOEKOMSTIG VERBRUIKSPATROON VAN ELEKTRICITEIT MOGELIJKE VERANDERINGEN EN EFFECTEN P.G.M. BOONEKAMP O. VAN HILTEN

2 Opdrachtgever: Ministerie van Economische Zaken 2

3 INHOUD SAMENVATTING EN CONCLUSIES 1. INLEIDING UITGANGSPUNTEN 3. STRUCTUUREFFECTEN 3.1 Aanpak deelstudie 3.2 Mutaties in de finale verbruikspatronen 3.3 Mutaties in het openbare produktiepatroon 4. BESPARINGSEFFECTEN 4.1 Inle~ding 4.2 Elektriciteitsverbruik met en zonder besparingen 4.3 lnhomogene besparingen 4.4 Effecten op verbruikspatroon en openbare produktie 4.5 Conclusies 5. EFFECTEN BEDRIJFSTIJDVERLENGING 5.! lnleict~ng 5.2 Opzet van de deelstudie 5.3 Effecten op het verbru~kspatroon 5.4 Effecten op het openbare produktiepark 5.5 Conclusies LITERATUUR APPENDIX 1. VERBRUIKSONTWIKKELING PER DEELSECTOR ! APPENDIX 2. TOELICHTING OP DE VERANDERINGEN IN VERBRUIKS- PATRONEN IN HOOFDSTUK 5 45

4

5 SAMENVATTING EN CONCLUSIES In de Nationale Energie Verkenningeo 1987 (NEV) zijn voor de drie scenario s Laag, Midden en Hoog telkens drie varianten uitgewerkt voor de elektriciteitsvoorziening. In deze varianten, respectievelijk Kern, Kolen en Gas genaamd, is het openbare elektriciteitsproduktiepark op een verschillende wijze ingevuld. De gebruikte cijfers van het toekomstige elektriciteitsverbruik zijn afkomstig van het CPB~ In de NEV is voor elk produktiepark een kostenoptimale opbouw gezocht met behulp van een simulatiemodel dat de openbare produktie uur voor uur simuleert. Daarbij is de uurlijkse vermogensvraag verkregen door het uur voor uur opschalen van een recent historisch belastingpatroon (lineair opgeschaald patroon). Impliciet is met deze aanpak verondersteld dat de vorm van het openbare produktiepatroon niet zal veranderen in de toekomst. Dit zou betekenen dat verschillen in de groei van het verbruik per sector, relatief veel besparing op verlichting of extra hoeveelheden zeifopgewekte elektriciteit geen invloed hebben op de vorm van het uurlijkse openbare patroon over het jaar. Doelstelling van deze studie is het onderzoeken van de mogelijke veranderingen in de vorm van het openbare produktiepatroon, en de eventuele effecten op de produktie, in de NEV Er worden drie verschillende effecten onderzocht, namelijk: structuureffecten; besparingseffecten; effecten van bedrijfstijdverlenging. Bij het eerste onderdeel structuureffecten wordt met het in de NEV gebruikte lineair opgeschaalde patroon vergeleken met een alternatief patroon, waarbij rekening wordt gehouden met een verschillende groei van het verbruik per sector en de hoeveelheid zelfopwekking. Het volgende onderdeel van de studie analyseert het effect van de in de NEV-scenario s verwerkte besparingen op het elektriciteitsverbmik. Hierbij wordt eerst een totaal patroon bepaald dat behoort bij een toename van het verbruik per sector zonder enige besparing. Vervolgens is een patroon opgesteld waarbij de besparingen zijn vertaald naar veranderingen in zowel de omvang van het sectorverbruik als de vorm van het sectorpatroon. Vergelijking van deze belastingpatronen levert het effect van elektriciteitsbesparing. Tenslotte is als laatste onderdeel van de studie een beperkte analyse gemaakt van de mogelijke gevolgen van bedrijfstijdverlenging. Dit sluit aan op de recente discussie over het invoeren van werkweken van 4 maal 9,5 uur in plaats van de huidige 5 maal 8. In de studie is gebruik gemaakt van een patroongenerator en een simulatiemodel. Met de patroongenerator kunnen patronen worden opgebouwd uit een groot aantal deelpatronen voor sectoren of onderdelen daarvan. Met het simulatiemodel kan de uurlijkse produktie gesimuleerd worden bij een gegeven belastingpatroon, produktiepark en volgorde van inzet van de eenheden. Structuureffecten Hierbij is gekozen voor onderzoek van de NEV-scenario s Midden-Kolen-2000 en -2010, Laag-Gas-2010 en Laag-kern-2010, Hoog-Gas-2010 en Hoog-kern De verschuivingen in het verbruiksaandeel per sector blijken te leiden tot een iets onregelmatiger finaal verbruikspatroon. De maximale jaarbelasting valt door de correctie voor sectorverschuivingen een paar procent hoger uit. Hierdoor zal voor dezelfde hoeveelheid kwh iets meer produktievermogen moeten worden opgesteld. De verschillen tussen de scenario s Laag, Midden en Hoog zijn klein. De minimaie jaarbelasting neemt in scenario Midden, in procenten, evenveel toe als de maximale belasting. In scenario Hoog neemt de minimale waarde in verhouding sterker toe, in scenario Laag juist minder sterk. 5

6 Per etmaal beschouwd zijn er de volgende veranderingen zichtbaar. Het dagplateau op werkdagen wordt iets hoger door de relatief sterke groei van de 5 8 ~produktiesectoren. Tijdens de avonduren en in het weekend, met name als verlichting nodig is, valt de finale vermogensvraag lager uit. Dit laatste wordt veroorzaakt door het dalend aandeel in het totaal verbruik van de sector Huishoudens (door de relatief grote besparingen, met name op verlichting). De veranderingen in het finale verbruikspatroon bepaien ook sterk de mutaties in het openbare produktiepatroon. Het bijkomende effect van zelfopwekking is slechts zichtbaar bij een sterke verandering van het aandeel in de totale e]ektriciteitsproduktie (ervan uitgaande dat de produktie uit zelfopwekvermogen een min of meer continu karakter heeft). Bij een groot aandeel, bijvoorbeeld in de Gas-variant van scenario Laag, valt de maxima]e belasting 7% hoger uit en de minima]e belasting 12% lager. In het tegenovergestelde geval, bijvoorbeeld de Kern-variant van scenario Hoog, ligt het maximum op dezelfde hoogte en neemt de minimum waarde bijna 7% toe. Besparingseffecten Bij dit onderdeel zijn zowel een patroon zonder als een patroon met besparingen bepaald voor scenario Midden in 2000 en voor de varianten Midden-Gas, Midden-Kolen en Midden- Kem in Het elektriciteitsverbruik zonder besparingen is bepaald met aanvullende informatie van het CPB over efficiency-verbeteringen per sector. Verondersteld is dat in veel gevallen het belastingpatroon per deel-sector lineair krimpt met de mate van besparing. In een aantal sectoren beïnvloeden besparingen echter ook de vorm van het verbruikspatroon. Het gaat hier om het e]ektriciteitsverbruik in kantoren, in de rundveehouderij, voor openbare verlichting, voor zonneboi]ers en verlichting in huishoudens en voor koeling in de voedings- en genotmidde]enindustrie, de detailhandel en de horeca In het scenario met besparingen is het totaai finaal verbruik in % lager dan in het scenario zonder besparingen. Het finale verbruikspatroon komt ook ongeveer 22% lager te liggen maar wordt wel onregelmatiger; de bedrijfstijd van het maximum neemt af. De belangrijkste verschuivingen in het patroon zijn: een relatief lager verbruik s avonds als gevolg van de introductie van energiezuinige Iampen in huishoudens, waardoor het plateau -verbruik dominanter wordt; een groter verschii tussen werkdagen enerzijds en weekend- en feestdagen anderzijds, als gevolg van de relatief grote efficiency-verbetering bij huishoudens; minder grote seizoensverschillen, als gevolg van de relatief grote besparing op ver]ichting. De effecten van de besparingen op de inzet van centrales van het openbaar centraal produktiepark zijn in 2010: een besparing van circa GWh (24 à 27%) op de elektriciteitsproduktie, van circa MW (19 à 21%) op het ten minste vereiste produktievermogen en van circa 240 PJ (22 à 27%) op de brandstofinzet. Het kleinste percentage tussen haakjes geldt voor de kemvariant. In de situatie met besparingen is de ten minste vereiste reservefactor van het centraal openbaar produktievermogen groter. B edrijf stij dve rlenging Voor dit laatste onderdeel is slechts het scenario Midden in 2000 beschouwd. De (deel-)- sectoren die in aanmerking komen voor de gecomprimeerde werkweek (5 9,5 uur) kunnen verdeeld worden in vier groepen: industrie, kantoren, detailhandel en overig. De categorie overig bestaat uit (deel-)sectoren waarop de bedrijfstijdverlenging in de eerste drie groepen invloed heeft, te weten verlichting in huishoudens, koken in huishoudens en elektrisch transport (NS). Aangenomen is dat het jaarlijkse elektriciteitsverbruik per industriesector niet toeneemt bij bedrijfstijdverlenging. Het verbruik van de sectoren detailhandel, kantoren en huishoudens neemt we] iets toe vanwege activiteiten op tijdstippen waarop verlichting nodig is.

7 Zoals te verwachten was leidt bedrijfstijdverlenging tot een lager, maar breder dag-plateau in het beiastingpatroon van het openbare net. De toename/afname van het uurlijks verbruik in de ochtend- en avondspits is ongeveer in gel~jke mate afkomstig van de sectoren kantoren, industrie, huishoudens en detailhandel. Seizoeneffecten treden op als gevolg van de verandering in het patroon van verlichting in kantoren en huishoudens. Het meest uitgtsproken seizoeneffect is het optreden van een duidelijke plek in het negentiende uur in de winter, wat het gevolg is van de langere openingstijden in de detailhandel, gecombineerd met het extra verbruik voor verlichting in kantoren. Deze piek is zelfs zo groot dat de maximale dagbelasting nu optreedt in het negentiende uur. De produktie neemt iets toe, en het maximaal gevraagde vermogen neemt iets af. Het meest opvallende effect op de elektriciteitsprodukfie is de afname van het aantal koude starts van eenheden. Door het lagere dagplateau is op veel dagen een eenheid minder nodig voor de produktie. Deze studie geeft slechts een indicatie van de gevolgen van bedrijfstijdverlenging voor de elektriciteitsproduktie. Om een beter inzicht te krijgen zou meer gedetailleerd onderzocht moeten worden: hoeveel bedrijven in aanmerking zouden komen voor bedrijfstijdverlenging en om hoeveel mensen het daarbij gaat; op welk deel van het elektriciteitsverbruik van een bedrijf/kantoor/winkei/huishouden de bedrijfstijdverlenging effect heeft; en of er wijzigingen optreden in de structuur van een bedrijfstak als gevolg van bedrijfstijdverlenging (minder fabrieken, minder winkels, etcetera), of in het leefpatroon van mensen. 7

8

9 1. INLEIDING In de Nationale Energie Verkenningen 1987 I1] zijn voor drie scenario s (Laag, Midden en Hoog) telkens drie varianten uitgewerkt voor de elektriciteitsvoorziening. In deze varianten, Kern, Kolen en Gas genaamd, is het openbare elektriciteitsproduktiepark op een verschillende wijze ingevuld. Het verschil in samenstelling van het park ging gepaard met lagere of hogere eiektriciteitsprijzen voor de verbruikers. Daardoor trad ook een verschil op in de hoeveeiheid op te stellen zelfopwekkingsvermogen bij de verbmikers. Dit laatste heeft weer de omvang van het openbare produktiepark enigermate beïnvloed. Al met al heeft dit geleid tot negen openbare parken die zowel verschiiden wat betreft totale produktie als samensteliing naar type vermogen. Binnen een aantal beleids- en technische restricties is voor elk produktiepark een kostenoptimale opbouw gezocht, in samenwerking met de Sep. Hierbij heeft de Sep gebruik gemaakt van een simulatiemodei dat de openbare produktie uur voor uur simuleert. De uurlijkse vraag werd verkregen door het uur voor uur opschalen van een recent historisch belastingpatroon (lineair opgeschaald patroon). De opschaaifaktor hing af van de reiatieve toename van de totale openbare jaarproduktie ten opzichte van die in het gebruikte historische jaar. Impliciet is met deze aanpak verondersteld dat de vorm van het openbare produktiepatroon niet zal veranderen in de toekomst. Dit zou betekenen dat verschillen in de groei van het verbruik per sector of verschillen in de hoeveelheid zelfopgewekte elektriciteit geen invloed hebben op de vorm van het uurlijkse openbare patroon over het jaar. In werkelijkheid zal deze invloed er wel kunnen zijn: als bijvoorbeeld in een scenario-variant extra zeifopwekking bij de industrie plaatsvindt, zal dit vooral de continu aanwezige elektriciteitsvraag verminderen waardoor het openbare patroon relatief ongelijkmatiger kan worden. Een stabilisatie van het verbruik bij huishoudingen en een sterke groei in de basis-industrie zulien daarentegen kunnen leiden tot een vlakker openbaar patroon. Doelstelling studie Deze patroonstudie poogt mogelijke veranderingen in het toekomstig beiastingspatroon op te sporen en enkele effekten daarvan op een gegeven openbaar produktiepark te bepalen. Het is niet de bedoeling een nieuwe optimale parkopbouw vast te stellen. In deze studie worden voor een beperkt aantal scenario s en varianten van de NEV drie verschillende soorten effecten onderzocht, namelijk: structuureffecten; besparingseffecten; effecten van bedrijfstijdverlenging. Struetuureffecten Bij het eerste onderdeel structuureffecten wordt het in de NEV gebruikte lineair opgeschaalde patroon vergeleken met een altematief patroon. In het laatste geval wordt rekening gehouden met een verschillende groei van het verbruik per sector en met een ander relatief aandeel van zelfopwekking. De vorm van het verbruikspatroon per sector wordt hierbij wel constant verondersteld. In het totale verbruik en het verbruik per sector is steeds zowel een volume-effect (toename van het produktievolume, van het aantal huishoudens, etc.) als een besparingseffect meegenomen (zie figuur 1.1, patronen 1 en 2). Besparingseffecten Het volgende onderdeel van de studie analyseert het effect van de in de NEV-scenario s verwerkte bespadngen op elektriciteitsverbruik. Hierbij wordt eerst een totaal patroon bepaald dat behoort bij een toename van het verbruik per sector zonder enige besparing 9

10 (zie figuur 1.1, patroon 3). Vervolgens is een patroon opgesteld waarbi i de NEV-besparingen zijn vertaald naar veranderingen in zowel de omvang van het sectorverbruik als de vorm van het sectorpatroon. Vergelijking van deze patronen (nummers 3 en 4 in de figuur) levert het effect van elektriciteitsbesparing. Bedr[jfst[jdverlenging Tenslotte is als laatste onderdeel van de studie een globale analyse gemaakt van de mogelijke gevolgen van bedrijfstijdver]enging. Dit sluit aan op de recente voorstellen in de publiciteit voor het invoeren van werkweken van 4 maal 9,5 uur in plaats van de huidige 5 maal 8 (met af en toe ATV-dagen eveneens uitkomend op 38 uur per week). Hierbij is niet alleen gekeken naar veranderingen in de vorm van het openbare produktiepatroon maar ook naar eventuele toe- of afname van de totale elektriciteitsvraag. Gebruikte modellen Sommige effecten van structuurveranderingen, besparing of bedrijfstijdverlenging zijn direkt af te lezen uit de mutaties in de produktiepatronen. Dit geldt bijvoorbeeld voor de verandering in de maxima]e hoogte van de belasting in het jaar. Wordt deze hoger dan zal meer produktievermogen moeten worden opgesteld. Het effect op het functioneren van het park, het brandstofverbruik en de uitstoot van SO2 en NOx kan slechts bepaald worden door opnieuw een simulatie van de produktie uit te voeren met het nieuwe patroon. In de studie is gebruik gemaakt van een patroongenerator en een simulatiemodel. Met de patroongenerator kunnen patronen worden opgebouwd uit een groot aantal deelpatronen voor sectoren of onderdelen daarvan. Met het simulatiemodel kan de uur]ijkse produktie gesimuleerd worden bij een gegeven patroon, produktiepark en inzetvo]gordelijst. Voor een beschrijving van deze model]en wordt verwezen naar [2,3]. [] Volume-effekt ~ Besparingseffekt Patroon Basisjaar Totaal Sector Deelpatroon Totaal patroon 4 Figuur 1.1 Overzicht van te genereren patronen 10

11 2. UITGANGSPUNTEN Keuze patroon-cases Per onderdeel van de studie is een aantal scenario-cases meegenomen bij het traceren van een bepaald effekt op het toekomstige patroon. Voor het zichtjaar 2010 kon een keuze gemaakt worden uit de negen scenariovarianten uit de NEV, d.w.z, de combinaties van drie scenario s met drie parkvarianten. Sinds de afronding van de NEV zijn de openbare produktieparken in alle varianten van de scenario s opnieuw bepaald vanwege gewijzigde verwachtingen voor de brandstofprijzen. Voor 2010 zijn daarom ook zogenaamde LBVcases (lage Brandstofprijs Varianten) beschikbaar. Voor het jaar 2000 is, vanwege intussen veranderde inzichten en reeds vastgelegde ontwikkelingen, slechts gebruik gemaakt van de NEV-scenariovariant Midden~Kolen die ten aanzien van het produktiepark is aangepast aan het Elektriciteitsplan (EP,[4I). Bij het onderzoek van de structuureffekten is gekozen voor de de volgende zes NEV-cases met lagere hrandstofprijzen: Midden-Kolen-2000; Midden-KoIen-2010; Laag-Gas respectievelijk Kern-2010; Hoog-Gas respectievelijk Kern Bij het onderdeel besparingseffekten zijn de effekten bepaaid voor de vier NEV-scenariovarianten: Midden-Kolen-2000; Midden- Gas respectievelijk Ko]en respectievelijk Kern Voor het laatste onderdeel bedrijfstijdverlenging is slechts de case Midden-Kolen-2000 beschouwd. Elektriciteit sverbruik Het totale finale elektriciteitsverbruik, dat wil zeggen zonder aftrek van zelfopwekking bij de verbruikers, varieert slechts per scenario en niet per variant (zie tabel 2.1). Dit finale verbruik is in scenario Hoog het grootst en in scenario Laag het kleinst vanwege het verschil in economische groei in de scenario s. De vraag voor het openbare net verschilt zowel per scenario als per variant omdat de mate van ze]fopwekking afhankelijk is van de brandstofprijzen, de toename van de warmte- en elektriciteitsvraag en de elektriciteitsprijzen (zie ook [5]). De totale openbare produktie per gebruikte scenario-variant staat ook vermeld in tabel 2.1. Produktieparken De openbare produktieparken, waarmee enkele effecten van de patroonveranderingen worden bepaald, zijn als volgt ingevu[d. Voor het jaar 2000 is uitgegaan van het park van scenario Midden-Kolen, aangepast aan de besluiten volgens EP en met extra inzet van gasvermogen dat produceert tegen dezelfde kosten als kolencentrales. Voor het jaar 2010 is uitgegaan van de parken in de betreffende scenario-varianten van de NEV [1]. In het tweede onderdeel van de studie, effecten van elektriciteitsbesparing, wordt ook een patroon bepaald bij afwezigheid van elke besparing. Hierbij valt de produktie aanzienlijk hoger uit dan in het geval met besparing. In het eerste geval wordt het openbare park 11

12 zodanig uitgebreid, dat de relatieve samenstelling naar brandstof en de verdeling over basis~, midden- en pieklastvermogen ongeveer hetzelfde bhjft (zie hoofdstuk 4). Tabel2.1 Gegevenselektriciteitsvoorzieningperpatroon-case NEV-scenario s Finaalverbruik Zelfopwekking 1 Openbare pro- Openbaarveren varianten 3 duktie mogen ~ ~Midden - LBV/Kolen - NEV/Kolen 2010-Laag - LBV/Kem - LBV/Gas 2010-Midden - LBV/Kern Kolen Gas ~ NEV/Kern Kolen Gas 2010-Hoog - LBV/Kern - LBV/Gas GWh GWh GWh MWe Zelfopwekking inclusief campagnebedrijven en particulier windvermogen 2 Opgesteld vermogen inclusief openbaar windvermogen 3 LBV = NEV met lagere brandstofprijzen Deelpatronen Het patroon van het totale finale verbruik wordt in de patroongenerator opgebouwd uit patronen per sector; deze sectorpatronen bestaan weer uit een of meer deelpatronen. In totaal worden in de patroongenerator ruim 50 deelpatronen gebruikt. De deelpatronen kunnen gekoppeld zijn aan een bepaalde subsector, bijvoorbeeld de non-ferro bedrijven in de basismetaal, of aan een toepassing, bijvoorbeeld koeling in de sector voeding & genotmiddelen (zie ook [6]). Het patroon van de openbare produktie wordt gevonden door van het finale patroon het patroon van de zelfopwekking af te trekken en vervolgens het resultaat iets op te schalen in verband met netverliezen. De deelpatronen zijn reeds eerder bepaald voor een historisch basisjaar met behulp van gegevens over het jaarverbmik van elektriciteit en de variatie van de activiteiten (industriele produktie, aanwezigheid in kantoren, etc.) over dag, week en seizoenen. Bij deelpatronen voor verlichting en koeling zijn ook de instralings- respectievelijk temperatuurpatronen voor het basisjaar gebruikt. Het op deze manier geconstrueerde patroon is vergeleken met het bekende werkelijke patroon in dat jaar (zie [2]). Incidenteel blijken relatief grote afwijkingen op te treden op bijzondere dagen, bijvoorbeeld op de vrijdag na 12

13 Hemelvaart. Door nu het verschilpatroon op te tellen bij elk voor de toekomst gegenereerd patroon (opgeschaald met de groei van het totale verbruik) worden de structurele veranderingen ten opzichte van een basisjaar beter zichtbaar. In het eerste onderdeel van de studie, structuureffeeten, behouden de dee]patronen exact dezelfde vorm over dag, week en jaar. Alle uurlijkse waarden per deeipatroon worden opgehoogd met dezelfde faktor. Alle deelpatronen binnen een sector worden evenveei opgeschaald. Tabel 3.1 Groei sectoraal elektriciteitsverbruik per scenario Verbruikssector RAFFINAGE VOEDING&GENOT- MIDDELEN TEXTIEL PAPIER/GRAFISCH KUNSTMEST PETROCHEMIE OV. CHEMIE/RUBBER BASISMETAAL OV. METAAL OV. INDUSTRIE LAND/TUINBOUW BOUWNIJVERHEID DIENSTEN OVERHEID TRANSPORT HUISHOUDENS Gemiddeld verbruikers Totaal verbruik (GW~) Verbruik OO0 Midden Laag 1,92 2,06 1,64 1,34 1,05 1,35 1,39 0,82 2,05 0,86 2,59 1,74 2,25 1,01 1,77 1,07 0,97 1,06 x 1, Groei~ctort.o.v ,85 1,21 0,94 0,78 2,05 0,76 2,77 1,43 2 1,01 1,74 1,03 0,94 Midden 2,15 1,87 1,45 1,70 1,53 0,90 3 0,88 3,80 2,03 2,79 1,01 2,21 1,11 0,99 0,98 1,07 1,34 1, Hoog 3,60 2,28 1,65 2,13 1,67 1,14 4,28 0,91 4,71 2,53 3,19 1,25 2,70 1,14 0,99 1,09 2, In het tweede deel hebben enkele deelpatronen een verschillende vorm voor en na besparende maatregelen. De deelpatronen binnen een sector worden soms verschillend opgeschaald omdat het besparingspercentage verschilt per verbruikscategorie. Bij het onderdeel bedrijfstijdverlenging worden een aantal deelpatronen gemodificeerd in verband met wijziging van de activiteiten in de tijd. In tegenstelling tot de eerste twee onderdeien van de studie kan de andere vorm van het totaal-patroon samengaan met een verandering van het totale verbruik. 13

14 3. STRUCTUUREFFECTEN 3.1 Aanpak deelstudie In het eerste onderdeel van de be]astingpatroonstudie staan twee soorten structurele veranderingen in de belasfingpatronen centraal: een andere opbouw van de finale elektriciteitsvraag en een gewijzigd aandeel van zelfopwekking bij verbruikers in de totale elektriciteitsproduktie. Al]ereerst wordt gekeken naar veranderingen in het patroon van het totale finale verbmik, dat wil zeggen het verbruik inclusief de elektriciteit uit eigen opwekinstallaties. De analyse is uitgevoerd voor de NEV-scenario s Midden in 2000 en Hoog, Midden en Laag in De groei van het verbruik per sector blijkt in deze scenario s soms aanzienlijk af te wijken van de groei van het totale verbruik (zie tabel 3.1). Deze verschuivingen in het verbruik kunnen gevolgen hebben voor de vorm van het totale verbruikspatroon. Daarna wordt het mogelijke effekt van meer of minder zelfopwekking beschouwd. Dit gebeurt aan de hand van de veranderingen in de vorm van het openbare produktiepatroon ten opzichte van die voor een historisch jaar. Hierbij worden de produktiepatronen van enkele NEV-cases, bij lagere brandstofprijzen (LBV-varianten, zie hoofdstuk 2), beschouwd. Gekozen zijn Midden-Kolen (2000 en 2010) en Hoog-Gas, Hoog-Kem, Laag-Gas en Laag-Kern (2010). Het effekt van zelfopwekking zal vooral zichtbaar worden in de verschillen tussen de Kern- en Gas-varianten van een bepaaid scenario. In de Gas-variant van de scenario s is de eigen produktie door verbruikers het hoogst vanwege de relatief hoge prijzen voor elektriciteit uit het openbare net. Voor de Kern-varianten geldt juist het omgekeerde (zie tabel 2.1). 3.2 Mutaties in de finale verbruikspatronen Er worden hier steeds twee patronen met elkaar vergeleken. Het patroon lineair is een opgeschaalde versie van het patroon voor het finale verbmik in een historisch basisjaar. Alle uurlijkse be]astingwaarden zijn opgeschaald met dezelfde factor, namelijk conform de toename van het totale finale verbruik. Het patroon structuur is gebaseerd op hetzelfde totale jaarverbruik, maar de vorm is aangepast aan de verschillen in groei van het verbruik per sector. In tabel 3.2 worden enkele g]oba]e kenmerken van beide patronen vermeld voor de scenario s Hoog, Midden en Laag in 2010 en voor Midden De maximale vermogensvraag blijkt ongeveer 2% toe te nemen indien structurele verschuivingen in de finale vraag worden verwerkt in het verbruikspatroon. Dit betekent dat er in verhouding tot de produktie iets meer vermogen moet worden opgesteld. De bedrijfstijd van het maximum, dat wil zeggen de verhouding tussen maximale belasting en totaal jaarverbruik, is bij lineaire opschaling per definitie steeds hetzelfde als in het basisjaar. In het geval van structuureffekten zal deze bedrijfstijd, bij eenzelfde jaarverbruik en een hogere maximale belasting, dus lager uitval]en. Uit de resultaten voor scenario Laag, Midden en Hoog blijkt dat de maximale belasting en de bedrijfstijd niet erg gevoelig zijn voor de groei van de economie en de elektriciteitsvraag. De laagste jaarbelasting varieert wel met het scenario voor de elektriciteitsvraag; de relatieve toename van het jaarminimum loopt parallel aan die van de totale vraag (van scenario Laag naar Hoog). Dit heeft ook invloed op de ~verhouding tussen laagste en hoogste uurbelasting in een jaar (zie tabel 3.2, Verhouding min/max ). In het algemeen blijken dus de globale verschillen tussen lineaire en structuurpatronen en tussen de scenario s onderling relatief klein te zijn. 14

15 MWe a : dag 30 [werkdag-winter} 20,000 rs.ooo HOOG MIDDEN LAAG b : dag 72 (werkdag-lente) structuur 20, MWe c : dag 170 (werkdag-zomer) Figuur 3. I. Finaal ~crbru[ksp~troon N~V-scenar~o s in 2010 (ugerkdagen). 15

16 Tabel 3.2 Structuureffecten in finale verbruikspatroon Teneinde na te gaan of dit ook geldt voor het patroon per etmaal of week zijn in de figuren 3.1 en 3.2 een aantal etmaal-belasfingkrommen geschetst. Dit is gedaan voor enkele illustratieve dagen van het jaar voor de scenario s Hoog, Midden en Laag in De niet gegeven kromme voor Midden-2000 is vergelijkbaar met Laag Voor werkdagen (zie figuur 3.1 ) blijkt het dagplateau te stijgen als 9ecorrigeerd wordt voor sectorverschuivingen. Dit is een gevolg van de relatief sterke groei van sectoren met een bedrijfstijd van 5x8 uur. Tijdens de avonduren ligt het niveau daarentegen lager vanwege de relatief lage groei van de sector Huishoudingen die op dit deel van de dag een groot aandeel heeft in het verbruik. Een belangrijk deel van het avondlijk verbruik is bestemd voor verlichting. Gaande van dag 30 (winter) via dag 72 (voorjaar) naar dag 170 (zomer) is goed te zien aan het lineaire patroon hoe de verlichfings- bult verschuift naar een later tijdstip. In de structuur-variant wordt relatief veel bespaard in de sectoren huishoudens, kantoren en detailhandel. Het besparingseffekt zal vooral zichtbaar worden op uren waarop deze sectoren een grote vermogensvraag kennen, dus vaak na zonsondergang. Zodra op een bepaald tijdstip van de dag verlichting nodig wordt, duikt de structuur-kromme dus onder de lineaire kromme. Ondanks een vaak flink hogere plateauwaarde leidt een correctie voor structuurwijzigingen nauwelijks tot een hogere maximale jaarbelasting. In de periode rond de dag met de maximale belasting (zie figuur 3.1.a, dag 30) is het verschil in maximale plateau-waarden namelijk erg klein. In de lente of zomer nemen de maximale plateauwaarden relatief sterker toe; het etmaal-maximum uit de wintermaanden wordt daarbij echter niet overschreden. Voor dagen in het weekend ligt de situatie iets anders (zie figuur 3.2). Na het corrigeren voor structurele verschuivingen in de finale vraag valt de etmaalbelasting meestal lager uit. 16

17 MWe a : dag 34 (zondag-winter) structuur lineair "-... " HOOG ~~ MIDDEN LAAG uur MWe 20.OOO b : dag 167 (zondag-zomer) structuur lineair HOOG uur Figuur 3.2. Finaal verbruikspatroon NEV- scenario s in 2010 (zondagen). 17

18 Dit is voornamelijk een gevolg van het lagere aandeel van de sector Huishoudingen in de totale vraag in de scenario s. Met name op tijdstippen dat verlichting nodig is neemt het verschil met een lineair opgeschaald patroon sterk toe. 3.3 Mutaties in het openbare produktiepatroon Indien van het finale verbruikspatroon het uurlijkse vermogen van alle zelfopwekkers wordt afgetrokken ontstaat het vraagpatroon voor het openbare net. Opgeschaald met de netver]iezen ]evert dit vervolgens het openbare produktiepatroon voor de centrales. Bij zelfopwekking wordt, vanwege het gunstige effekt op de kosten per kwh, gestreefd naar een zo hoog mogelijke bedrijfstijd. Dit betekent dat in het algemeen een continu aanwezige elektriciteitsvraag het eerst in aanmerking komt voor eigen produktie. Een te verwachten gevolg is dat bij de openbare produktie een stuk van de continue aanwezige belasting wegvalt en het resterende patroon relatief onrege]matiger wordt. Een ander effekt van meer zelfopwekking is het wat sterker temperatuurgevoelig worden van het openbare patroon. Een deel van het zelfopwekvermogen, namelijk het gasturbinevermogen, kan minder produceren (bij hetzelfde nominale vermogen) bij een hogere buitentemperatuur. Op die momenten wordt dan een sterker beroep gedaan op het openbare produktiepark. Daar in deze studie voor het temperatuurverloop steeds dezelfde gegevens (voor het basisjaar) worden gebruikt worden niet alle consequenties hier zichthaar. Bij relatief veel zelfopwekking (met gasturbines) zal een bepaald temperatuurverloop over de uren van het jaar de openbare produktie sterker doen fluctueren. Het tijdstip waarop de verandering optreedt en de richting van het effekt zullen echter anders zijn in een toekomstig jaar. In tabel 3.3 worden enkele g]oba]e gegevens vermeld voor de beschouwde gevallen, zowel van lineair opgeschaalde openbare produktiepatronen als van die met structuurwijzigingen. Evenais bij de finale verbruikspatronen uit paragraaf 3.2 neemt de maximale jaarbelasting van het openbare produktiepatroon toe als wordt gecorrigeerd voor structuureffekten. De toename is het hoogst bij bij Laag-Gas (7%) maar nauwelijks aanwezig bij Hoog-Kern (0.1%), die te zamen in dit opzicht de meest extreme gevallen vormen. De toename in de Kolen-varianten van scenario Midden (2 à 3%) is grotendeels het gevolg van de toename van de maximale vermogensvraag in het finale verbruikspatroon (maximum 1,7 à 2,4% hoger). De hoeveelheid zelfopwekking neemt hier, ten opzichte van het totale verbruik, niet zodanig sterk toe dat dit de vorm van het openbare produkflepatroon extra beïnvloedt. De grotere procentuele toename van het jaarmaximum in de Gas-varianten, en de relatief kleinele in de Kern-varianten, zijn echter wel toe te schrijven aan een flink gewijzigd aandeel van ze]fopwekking in de totale elektriciteitsproduktie. Een relatieve toename van het jaarmaximum gaat per definitie gepaard met een afname van de bedrijfstijd van het maximum. De afname van de bedrijfstijd is dus het sterkst in de Gas-variant van scenario Laag maar is nauwelijks aanwezig in de Kern-variant van scenario Hoog. Het jaarlijkse minimum van het produktiepatroon neemt in het algemeen af door het structuureffekt, tot zelfs 12% in Gas-variant van scenario Laag. Bij het eerder besproken finale verbruikspatroon was daarentegen sprake van een (kieine) toename. Dit verschil is een gevolg van meer zelfopwekking met een continu karakter. In de Kern-variant van scenario Hoog ligt de situatie omgekeerd; de minimale jaarbelasting valt in de structuurversie juist hoger uit (500 MWe), zelfs meer dan bij het finale verbruikspatroon (+350 MWe). Dit resultaat is echter consistent met de andere gevallen; de minimale belasting neemt reiatief sterk toe omdat hier continue produktie door zeifopwekkers overgenomen wordt door de openbare voorziening. Door de geschetste ontwikkelingen neemt ook de verhouding tussen minima]e en maximale jaarbelasting af. 18

19 Tabel 3.3 Scenario s NEV/LBV Totale open- Maximale Minimale Bedrijf s- Verhouding bare pro- jaarbelas- jaarbelas- tijd van het minimum/ duktie ting ting maximum maximum GWh MWe MWe uur ] , Midden lineair ,369 structuur ,344 (mutatie) 2,8% -4,2% -6,8% 2010-Midden- Kolen lineair O5 0,69 structuur ,358 (mutatie) 2,5% -0,5% -3,0% 2010-Laag-Kem lineair ,369 structuur ,357 (mutatie) 2,3% -0,9% -3,1% 2010-Laag-Gas lineair O5 0,369 structuur ,304 (mutatie) 6,8% -12,1% -17,7% 2010-Hoog-Kern - lineair ,369 - structuur ,394 (mutatie} 0,1% 6,7% 6,7% 2010-Hoog-Gas - lineair ,369 - structuur ~ ,321 (mutatie) 6,2% I -7,6% I -13,0% Verder kan nog vermeld worden dat bij de gemiddelde minimale en maximale waarden per dag een overeenkomstige ontwikkeling is te zien als bij de jaarcijfers. Dat wil zeggen een hogere gemiddelde maximale dagbelasting en (meestal) een lagere minimale belasting. Tenslotte kan opgemerkt worden dat de gemiddelde afwijking tussen de uurwaarden van beide patronen relatief het grootst is in de Gas-varianten. In deze gevallen wijkt het aandeel van zelfopwekking in de totale produktie het meest af van de historische situatie, waarop het iineair opgeschaalde patroon is gebaseerd. In figuur 3.3 worden de openbare produktiepatronen gegeven voor de Kolen-variant van scenario Midden voor drie verschillende dagen van het jaar. Evenals bij het finale verbruikspatroon blijkt het dagplateau tijdens werkdagen steeds iets hoger te liggen in vergelijking met een lineair opgeschaald patroon. Het grote verschil op tijdstippen met veel verlichting wordt weer duidelijk zichtbaar. 19

20 MWe a : dag 30 (werkdag-winter) MWe b : dag 72 (werkdag-lente) structuur lineair uur MWe c : dag 170 (werkdag-zomer) Figuur 3.3. Openbaar produktiepatroon, NEV-MIDDEN-kolen (werkdagen). 2O