NEMO: CPB s energievraagmodel ussen op-down en boom-up P ETER MULDER * Samenvaing Di arikel doe verslag van he doorrekenen van vier beleidsscenario s me behulp van NEMO, he Nederlandse energievraagmodel van he Cenraal Planbureau (CPB). Ui de modelberekeningen blijk da een emissieheffing op CO 2 o aanzienlijke effecen in ermen van energiebesparing kan leiden, erwijl de effecen van een inveseringssubsidie en een renabilieismaaregel naar verwaching zeer beperk zullen zijn. Deze conclusies zijn echer gebonden aan de beperke mogelijkheden om genoemde beleidsmaaregelen in NEMO explicie door e rekenen. De belangrijkse reden hiervoor is da NEMO een op-down model is waarin micro-economische en echnologische boom-up gegevens over echnologieën noodzakelijkerwijs slechs op gesileerde wijze zijn opgenomen via geschae rendparameers en elasicieien. De belangrijkse oegevoegde waarde van NEMO is da he, door de koppeling me he economische bedrijfsakkenmodel ATHENA, geschik is voor een analyse van he effec van milieubeleidsmaaregelen op he energiegebruik en de energievoorziening, alsook op de (macro-economische) kosen en de evenuele verschuiving in de secorsrucuur van de Nederlandse economie. 1 Inroducie De relaie ussen economische groei, energiegebruik en echnologische onwikkeling is ingewikkeld en dynamisch. Da beeken da he analyseren van deze relaie gebaa is bij een model waarin alle drie de elemenen in hun onderlinge relaie zijn opgenomen. He energievraagmodel NEMO, onwikkeld door he Cenraal Planbureau (CPB), is een dergelijk model voor Nederland. NEMO is een op-down model gebaseerd op boom-up informaie, da zich rich op he analyseren van energiegebruik in verschillende secoren van de Nederlandse economie. De energievraag word in he model voornamelijk bepaald door economische groei en verschillende subsiuiemogelijkheden ussen kapiaal, arbeid en energie in de producie op secoraal niveau. Deze subsiuiemogelijkheden worden op hun beur bepaald * Vrije Universiei, Amserdam. Deze bijdrage is groendeels o sand gekomen ijdens mijn verblijf op he CPB in he kader van mijn promoieonderzoek. Ik ben he CPB dank verschuldigd voor hun gasvrijheid Ik dank Henri de Groo, Mark Lijesen en Raymond Florax voor nuig commenaar op een eerdere versie van di arikel. 131
NEMO: CPB s energievraagmodel ussen op-down en boom-up door (relaieve) prijzen en energiebesparende echnologische onwikkeling, waarvoor de gegevens afkomsig zijn ui een boom-up gegevensbesand voor nieuwe echnologieën. Me deze kore ypering is ook direc de belangrijkse oegevoegde waarde van NEMO aangegeven: he model inegreer gedeailleerde micro-economische en MEI-engineering gegevens van concree echnologieën in een macro-economisch model, da bovendien gekoppeld is aan andere modellen van he CPB, namelijk he bedrijfsakkenmodel ATHENA, en he maeriaalsromenmodel STREAM. Daardoor is NEMO, in egenselling o de modellen MEI-Energie en SAVE van de andere planbureaus, geschik voor een analyse van he effec van beleidsmaaregelen op zowel he energiegebruik alsook op de (macroeconomische) kosen en evenuele secorale verschuivingen van de producie binnen de Nederlandse economie. Een voorbeeld hiervan is de analyse van he effec van een verhoging en verbreding van de Regulerende Energie Belasing (REB) op he energiegebruik en de economie (zie Lijesen e al., 2001). Een ander voorbeeld beref de analyse van he effec van een emissiehandelssyseem op milieu (energie) en economie. He CPB heef in 2002 een dergelijke analyse uigevoerd op verzoek van de Commissie CO 2 -handel (CPB, 2002). Daaroe is NEMO uigebreid me een module waarin de prijs van CO 2 -emissierechen word bepaald door he aanbod van en de vraag naar deze rechen, en waarbij vervolgens een sijgende prijs van emissierechen via een sijgende energieprijs van invloed is op de energiebesparing, subsiuies binnen de energievoorziening, en de (macro)economische doorwerking. Als belangrijkse nadeel van NEMO geld da he inegreren van de boom-up informaie in een op-down srucuur noodzakelijkerwijs me zich mee breng da concree echnologieën geen zelfsandige rol spelen binnen he model, me als gevolg da beleidsinsrumenen die zich direc richen op bepaalde echnologieën nie of slechs me moeie kunnen worden geanalyseerd. In he kader van een vergelijking van de verschillende Nederlandse beleidsmodellen me berekking o energiebesparing bied di arikel een beschrijving van de belangrijkse karakerisieken van NEMO inclusief de empirische onderbouwing, gevolgd door een verslag van he doorrekenen van vier beleidsscenario s me behulp van NEMO. 2 Karakerisieken van NEMO 2.1 Algemene modelsches NEMO is een energievraagmodel voor de Nederlandse economie, waarbij onderscheid gemaak word ussen 20 secoren, waaronder 14 indusriële secoren, diensen, ranspor, land- en uinbouw, overheid en huishoudens (zie Tabel A1 in de Appendix). NEMO is een op-down model in die zin da he word gekarakeriseerd door een relaief hoog aggregaieniveau en een relaief absrace weergave van echnologie en echnologische onwikkeling (Böhringer, 1998). Technologie is in he model gedefinieerd in ermen van (echnologische kennis over) inpu-oupu relaies die worden weergegeven door middel van parameers en 132
Peer Mulder subsiuie-elasicieien in een produciefunciesrucuur. Een belangrijke moivaie voor he onwikkelen van NEMO was om in een op-down model een expliciee plaas e geven aan de zogenaamde energie-efficiënie paradox. Di is he verschijnsel da veel bedrijven nie direc in de mees energiezuinige echnologieën inveseren zodra die beschikbaar zijn. Di resuleer in een (aanzienlijk) verschil ussen he daadwerkelijke niveau van energie-efficiënie in de economie en he niveau da mogelijk zou zijn op basis van he volledig inzeen van bes-pracice echnologieën (zie bijvoorbeeld Jaffe en Savins, 1994 en De Beer, 1998). De energie-efficiënie paradox krijg in he model op wee manieren vorm. In de eerse plaas word veronderseld da bedrijven en huishoudens een hoog rendemen op hun inveseringen eisen. Gebaseerd op een empirische sudie naar deerminanen van energiebesparende inveseringen door Velhuijsen (1995), word in NEMO veronderseld da bedrijven en huishoudens een disconeringsvoe van 15% haneren. Onder de veronderselling van deze hoge disconeringsvoe worden op basis van he boom-up gegevensbesand ICARUS de belangrijkse parameers in he model gescha. In de weede plaas ken NEMO een jaargangensrucuur, inclusief een exra aanpassingsmechanisme voor zogenaamde rerofi -echnologieën (zie ook ondersaand), hegeen bijdraag aan een langzame diffusie van nieuwe energiebesparende echnologieën in he model. 2.2 Modelsrucuur De modelsrucuur van NEMO is gebaseerd op een genese produciefunciesrucuur van FIGUUR 1 NEMO s produciefunciesrucuur en de relaie me de modellen ATHENA en STREAM Y ATHENA I O L O Z f Z e M ATHENA STREAM H f L f H e L e E f I f E e I e NEMO 133
NEMO: CPB s energievraagmodel ussen op-down en boom-up he zogeheen KLEM-ype (Bernd en Wood, 1975). Da wil zeggen da veronderseld word da een vieral produciefacoren, kapiaal (K), arbeid (L), energie (E) en maerialen (M), nodig is voor de producie van (consumpie)goederen (Y). In aanvulling hierop word in NEMO de produciefacor energie nader onderverdeeld in elekriciei en (fossiele) brandsoffen. NEMO is een parieel model da word gebruik in combinaie me andere modellen van he CPB. De hoeveelheid producie (Y) en he volume van de oale inveseringen (I) en arbeid (L) word berekend in he ATHENA-model, erwijl de hoeveelheid gebruike maerialen (M) afkomsig is ui he STREAM-model. Figuur 1 beva een weergave van de modelsrucuur. Kapiaal is weergeven me he symbool I, aangezien in NEMO kapiaal gelijk saa aan inveseringen (zie ook ondersaand). Bovendien is he zo da de oale hoeveelheid kapiaal (I) en arbeid (L) is opgebouwd ui een deel da gesubsiueerd kan worden voor energie (respecievelijk I f, I e en L f, L e ), en een deel waarvoor da nie geld (I o en L o ). Figuur 1 laa zien da producie (Y) resuleer ui de inze van kapiaal (I o ) en arbeid (L o ) die nie voor energie kunnen worden gesubsiueerd, wee ypen energie (brandsof Z f en elekriciei Z e ), en maerialen (M). Figuur 1 laa ook zien da de wee ypen energie die uieindelijk in he producieproces worden ingeze (Z f en Z e ), he resulaa zijn van een weeal subsiuiemogelijkheden. In de eerse plaas is he mogelijk om een deel van de kapiaalvoorraad (I f en I e ) e subsiueren voor energiegebruik (E f en E e ). Di resuleer in een kapiaal-energiecomponen (H f en H e ). In de weede plaas is he mogelijk om deze kapiaal-energiecomponen e subsiueren voor arbeid (L f en L e ). NEMO beperk zich o he beschrijven van deze subsiuiemogelijkheden ussen kapiaal, arbeid en energie in he bepalen van de hoeveelheid energie die uieindelijk word ingeze in he producieproces (Z f en Z e ). Di is in Figuur 1 aangegeven door he kader me de aanduiding NEMO. Zoals eerder opgemerk is de overige informaie afkomsig ui de modellen ATHENA en STREAM. NEMO is een jaargangenmodel omda nieuwe echnologieën worden geïnroduceerd in de vorm van nieuwe kapiaalgoederen (machines). Technologische verandering veraal zich in he model in een verlaging van de energie-kapiaal raio, ofewel in een lagere energie-inensiei c.q. een hogere energie-efficiënie van de producie. Aangezien echnologische onwikkeling is geïncorporeerd in nieuwe kapiaalgoederen heef echnologische onwikkeling pas effec op de energie-inensiei van de producie als er geïnveseerd word in nieuwe machines. Daarmee is echnologische onwikkeling dus direc gekoppeld aan inveserings- en afschrijvingsbeslissingen, erwijl de kapiaalgoederenvoorraad op elk momen in de ijd besaa ui een verzameling verschillende machines van verschillende leefijd en me verschillende niveaus van energie-inensiei. Voor he beschrijven van de subsiuiemogelijkheden ussen kapiaal, arbeid en energie maak NEMO gebruik van een CES-produciefuncie. Volgens he principe van kosenminimalisaie worden vervolgens de vraagfuncies voor deze drie produciefacoren berekend. He ICARUS gegevensbesand da gebruik word om de belangrijkse parameers in he model e schaen beva slechs informaie over de addiionele inveseringen in kapiaal die nodig zijn voor he besparen van een bepaalde hoeveelheid energie, en geen informaie over de daadwerkelijke niveaus van, respecievelijk, de kapiaal-energiecomponen 134
Peer Mulder (H), energiebesparende kapiaalgoederen (I) en energiegebruik (E). Derhalve zijn de vraagfuncies van de verschillende produciefacoren geransformeerd naar een (log-)lineaire vorm, hegeen resuleer in consane prijselasicieien die onafhankelijk zijn van de vraagniveaus van de produciefacoren. Verder is de produciefuncie een zogeheen puy-semipuy ype produciefuncie (Fuss, 1977). Di beeken da de verschillende produciefacoren zowel ex-ane (op he momen van inveseren) als ex-pos (na insallaie van een nieuwe jaargang) subsiueerbaar zijn, maar da de ex-pos subsiuiemogelijkheden beperker zijn dan de ex-ane subsiuiemogelijkheden. Voor een gedeailleerde beschrijving van he model en een formele afleiding van he energiegebruik in NEMO verwijs ik naar Koopmans e al. (1999), en Koopmans en Te Velde (2001). 2.3 Modellering van echnologie en energiebesparing Ik beperk mij hier o een kore samenvaing van he model door he weergeven van de belangrijkse modelvergelijkingen. In essenie neem he model he energie-inensieisniveau (F) in een basis jaar 0 als de numeraire en bepaal vervolgens in vier sappen he relaieve energie-inensieisniveau 1 van de kapiaalgoederenvoorraad voor jaar. In de eerse plaas worden in de jaargangensrucuur van NEMO ex-ane energieefficiënieverbeeringen gerealiseerd door middel vervangingsinveseringen. He relaieve ex-ane niveau van energie-inensiei (F ea ) van een jaargang geïnsalleerd in jaar is gedefinieerd als (indices voor brandsof en elekriciei zijn weggelaen): β ea ea E / Z ( 0 ) P τ τ ατ E, τ (1) Fτ, = e E / Z 0 P 0 E, 0 waarbij α de jaargangrend is die de exogene energie-efficiënieverbeeringen van opeenvolgende echnologieën beschrijf, P E de energieprijs is, en β de prijselasiciei. Zoals in jaargangmodellen gebruikelijk is, worden de inveseringen in jaar volledig beseed aan de nieuwse jaargang (zie bijvoorbeeld Saler, 1960, en Meijers, 1994). De reden da er op elk momen in de ijd zowel oude als nieuwe jaargangen in gebruik zijn kom door de gedane inveseringen en de daarmee verbonden verzonken kosen die he nie opimaal maken om oude jaargangen onmiddellijk af e schrijven als er een nieuwe echnologie op de mark verschijn. Als gevolg hiervan is in NEMO de diffusie van nieuwe energiebesparende echnologieën een gradueel proces, waarbij oude echnologieën pas na verloop van ijd afgeschreven worden. Vervolgens ken NEMO een weeal mogelijkheden om ex-pos, da wil zeggen na insallaie van een nieuwe jaargang, energie-efficiënieverbeeringen e realiseren gedurende de ijd da een jaargang in gebruik is. De eerse mogelijkheid beref addiionele energiebesparende inveseringen die worden oegevoegd aan de besaande jaargang, bijvoorbeeld in de vorm van end-of-pipe echnologieën. Di worden rerofi inveseringen genoemd. De weede mogelijkheid beref de inze van exra arbeid. Deze subsiuie- 1 De relaieve energie-inensiei is gedefinieerd als Fτ, = Fτ, / Fτ, me F is de energieinensiei op ijdsip 0, en τ is he ijdsip van insallaie van een 0 0 = 1 jaargang. 135
NEMO: CPB s energievraagmodel ussen op-down en boom-up mogelijkheid word good housekeeping genoemd. In he vervolg word achereenvolgens beschreven hoe beide mogelijkheden o ex-pos energie-efficiëne verbeeringen zijn gemodelleerd in NEMO. De weede sap bij he bepalen van he relaieve niveau van energie-inensiei van de kapiaalgoederenvoorraad in jaar in NEMO besaa ui he berekenen van he relaieve poeniële ex-pos niveau van energy-inensiei ( poenial rerofi ; F pr ) van een jaargang geïnsalleerd in jaar τ. Di is als volg gedefinieerd: pr δ pr Eτ, / Z τ, ea γ( τ) P E, (2) Fτ, = Fτ e E / Z 0 P 0 E, τ waarbij γ de jaargangrend is die de energie-efficiënieverbeeringen van besaande jaargangen als gevolg van opeenvolgende rerofi-inveseringen beschrijf, en δ de prijselasiciei is. Vergelijking (2) beschrijf dus de mae waarin de energie-inensiei van besaande jaargangen verder verlaagd kan worden door middel van upgrading via rerofi-inveseringen. Deze formulering impliceer da, in egenselling o de vervangingsinveseringen, rerofiinveseringen een direc effec hebben op de gehele kapiaalgoederenvoorraad zodra een nieuwe rerofi-echnologie beschikbaar kom op de mark. Aangezien di een onrealisische veronderselling is in he lich van de energie-efficiënie paradox, ken NEMO een aanpassingsmechanisme da er voor zorg da ook nieuwe rerofi-echnologieën slechs verraagd hun weg vinden in de economie. Di is de derde sap in he model, waarbij de relaieve acuele of daadwerkelijke ex-pos energie-inensiei ( acual rerofi ; F ar ) van een jaargang τ in jaar word berekend volgens: ar ar Eτ, / Zτ, ea Fτ, = Fτ als = τ E / Z 0 0 ε o ar I pr ar τ, 1 ψ τ, τ, 1 K (3) = F + F F als en = F τ ar, 1 anders waarbij ψ en ε aanpassingsparameers zijn, I o he volume van de oale inveseringen weergeef, en K de oale kapiaalgoederenvoorraad is. De acuele ex-pos energie-inensiei van een jaargang geïnsalleerd in jaar τ is dus gelijk aan de ex-ane energie-inensiei in he jaar van insallaie plus een graduele aanpassing van he poeniële ex-pos niveau van de energieinensiei gedurende de levensduur van de jaargang. De snelheid waarmee de daadwerkelijke ex-pos energie-inensiei zich aanpas aan he poeniële ex-pos niveau van de energie-inensiei hang af van de snelheid waarmee de oale kapiaalgoederenvoorraad vervangen word o ( I / K) zoda de rerofi-inveseringen worden beïnvloed door de oale inveseringsbereidheid. De vierde sap in NEMO is he berekenen van he relaieve niveau van ex-pos energie-inensiei (F ep ) inclusief good-housekeeping van een jaargang geïnsalleerd in jaar τ. Di is als volg gedefinieerd: 136
Peer Mulder θ ep ep E, / Z, ar PE, / w τ τ (4) Fτ, = Fτ,, E / Z P 0, / E w 0 0 0 waarbij w de loonvoe is en θ de prijselasiciei. Tensloe word he relaieve niveau van energie-inensiei van de oale voorraad kapiaalgoederen (F ) bepaald volgens: (5) F = c τ Deze paragraaf beva een kore beschrijving van de wijze waarop NEMO is gekalibreerd. In Tabel 1 word een overzich gegeven van de belangrijkse mechanismen in NEMO, zoals uieengeze in de vorige paragraaf, en de daarbij behorende parameers, die in NEMO de uieindelijke energie-inensiei van de kapiaalgoederenvoorraad bepalen door middel van rends, elasicieien en een aanpassingsmechanisme voor rerofi-echnologieën. Voor elke secor zijn de waarden van deze parameers berekend op basis van informaie afkomsig ui he boom-up gegevensbesand ICARUS. Di gegevensbesand beva informaie over de kosen en he energiebesparingspoenieel van alle beschikbare energie- τ = amax τ = amax (1 c ) I F ep τ τ τ, (1 c ) I τ τ waarbij de cumulaieve afschrijving is na τ jaren. De afschrijving van kapiaal word veronderseld lineair e zijn over een symmerisch ijdsinerval [a min, a max ] rond de gemiddelde levensduur van een jaargang, volgens: (6) 0 als c τ = ( τ ) a = a a max min min als = 1 als τ < a min a τ a min τ > a max max waarbij de gemiddelde levensduur per secor is bepaald (zie paragraaf 3 en Tabel A1 in de Appendix). Als gevolg van deze jaargangensrucuur verlopen reacies op een sijging in de energieprijs deels direc, via ex-pos subsiuie (rerofi-inveseringen en good housekeeping), en deels gradueel, via ex-ane subsiuie (vervangingsinveseringen). Vandaar da prijselasicieien groer zijn op de lange ermijn dan op de kore ermijn, en da he volledige effec van een energieprijsverandering pas bereik word als de volledige kapiaalgoederenvoorraad zich heef vernieuwd. 3 Empirische onderbouwing van NEMO 137
NEMO: CPB s energievraagmodel ussen op-down en boom-up TABEL 1 Mechanismen en deerminanen in NEMO Effec van: Effec op: Jaargang Leefijd Prijs Inveserings- Pariële rend rend elasiciei elasiciei aanpassing Iniiële efficiënie α β Theoreische ( poeniële ) rerofi γ δ Acuele ( reële ) rerofi ε ψ Good housekeeping θ besparende echnologieën in Nederland die in 1990 nog nie waren geïmplemeneerd. Door gebruik e maken van di gegevensbesand is NEMO gebaseerd op gedeailleerde informaie over echnische, economische en milieukenmerken van reële energiebesparende echnologieën. Voor de kalibraie van NEMO is me behulp van ICARUS he energiebesparingspoenieel van rendabele echnologieën berekend over de periode 1990 2015, egen consane prijzen van 1990. Een echniek is winsgevend als, gegeven een disconeringsvoe van 15%, de Neo Conane Waarde (NCW) van de kosen van een echnologie kleiner zijn dan de NCW van de energiebesparingen die me de echnologie gerealiseerd kunnen worden. Me deze informaie zijn per secor de jaargangenrends α and γ berekend door middel van he afleiden van energiebesparingcurven, die he verband beschrijven ussen de relaieve energie-inensiei en de daarvoor benodigde inveseringskosen (Van Vuuren, 1996). Zoals eerder beargumeneerd, zijn de ex-pos subsiuiemogelijkheden kleiner dan de ex-ane subsiuiemogelijkheden, hegeen impliceer da α > γ. De prijselasicieien β en δ zijn berekend door he vergelijken van de energie-efficiënieverbeeringen als gevolg van, respecievelijk, vervangings- en rerofi- inveseringen bij verschillende consane reële energieprijzen. Aangezien he erg moeilijk is om de kosen van good housekeeping e bepalen word veronderseld da deze kosen zodanig zijn da de good housekeeping maaregelen ne nie rendabel waren in 1990. Derhalve kunnen energie-efficiënieverbeeringen via good housekeeping alleen gerealiseerd worden na prijssijgingen. Verder is voor elke secor een minimumwaarde voor de good housekeeping prijselasiciei θ veronderseld. De geschae waarden voor de verschillende parameers in NEMO zijn weergegeven in Tabel A1 in de Appendix. ICARUS beva geen informaie om de aanpassingsparameers ψ and ε e schaen. Derhalve word veronderseld da ψ = 0.9 en ε = 0.4 voor alle secoren, zoda de oale aanpassingsparameer ψ ( I o ) ε ongeveer gelijk is aan 0.3, hegeen impliceer da ongeveer 50% van de rendabele rerofi-echnieken word geadopeerd binnen wee jaar, onge- / K veer 75% binnen vier jaar, enzovoors. Tensloe, de gemiddelde levensduur op secoraal niveau is berekend als de gewogen levensduur van gebouwen, oepassingen en processen, waarbij de gewichen bepaald worden door de energieconsumpie en gevolge van, respecievelijk, he verwarmen van gebouwen en he gebruik van diverse oepassingen en proces- 138
Peer Mulder sen. Voor de ransporsecor en he gebruik van brandsof in huishoudens zijn daa van he CBS over he afschrijven van, respecievelijk, voeruigen en huizen gebruik. Tabel A1 in de Appendix geef de resulerende waarden van a min en a max per secor. 4 Beleidsscenario s In deze paragraaf worden de resulaen van he doorrekenen van de vier beleidsscenario s (zie ook Florax en De Groo in di kaern) me NEMO gepreseneerd. Di is gedaan voor de vier secoren voeding (VOE), overige mealen (MET), exiel (TEX), en diensen (DIE). He basisjaar in NEMO is 1999. De scenarioperiode is 2000 2020. De resulaen worden gepreseneerd voor de wee energievormen die in NEMO worden onderscheiden, elekriciei en brandsoffen. 4.1 Nulscenario zonder beleid He nulscenario besaa ui een sandaard modelrun me NEMO zonder enige vorm van beleid. Zoals aangegeven in Florax en De Groo (di kaern) is voor de scenario-inpu uigegaan van een gemiddelde jaarlijkse groei van de oegevoegde waarde van de vier secoren van, respecievelijk, 2%, 3,25%, 2,25% en 3,5%. Verder word een onderscheid gemaak ussen wee varianen, waarbij de veronderselde jaarlijkse groei van de energieprijs in de basisvarian 2% is, en in de alernaieve varian 5%. De resulaen voor NEMO in ermen FIGUUR 2a Finaal verbruik elekriciei nulscenario in de basisvarian 200 150 Diensen Overig Meaal Texiel Voeding 100 50 0 2000 2005 2010 2015 2020 139
NEMO: CPB s energievraagmodel ussen op-down en boom-up FIGUUR 2b Finaal verbruik brandsof nulscenario in de basisvarian 200 150 Diensen Overig Meaal Texiel Voeding 100 50 0 2000 2005 2010 2015 2020 FIGUUR 2c Finaal verbruik elekriciei nulscenario in de alernaieve varian 200 150 Diensen Overig Meaal Texiel Voeding 100 50 0 2000 2005 2010 2015 2020 140
Peer Mulder FIGUUR 2d Finaal verbruik brandsof nulscenario in de alernaieve varian 200 150 Diensen Overig Meaal Texiel Voeding 100 50 0 2000 2005 2010 2015 2020 van finale consumpie van respecievelijk elekriciei en brandsoffen in PJ zijn weergegeven in Figuur 2. Ui de figuur blijk da van de vier secoren de secor diensen verui de groose hoeveelheid energie verbruik. In Tabel 2 is deze onwikkeling voor beide varianen weergegeven in procenuele veranderingen en opziche van he basisjaar 2000 (= 100), samen me de procenuele verandering van de inensiei van he energiegebruik voor de wee vormen van energie. De abel laa zien da de groose procenuele oename van he verbruik van elekriciei e verwachen is in de meaalsecor en van he verbruik van brandsoffen in de diensensecor, erwijl voor beide vormen van energie de sijging he gerings is in de voedingsindusrie. Behalve he energiegebruik neem ook de producie in de verschillende secoren oe, en he is derhalve zinvol om ook e kijken naar de onwikkeling van de energie-inensiei. Ui he onderse gedeele van de figuur blijk da de groose afname van de energie-inensiei voor elekriciei e verwachen is in de diensensecor, erwijl de meaalsecor de geringse afname laa zien. Voor brandsof is de groose daling van de energie-inensiei e verwachen voor de voedingsecor (en diensen bij een energieprijssijging van 2%) erwijl de geringse daling plaasvind in de exiel en de meaal bij een energieprijssijging van, respecievelijk, 2% en 5%. Tensloe laa een vergelijking van de basisvarian me de alernaieve varian in Tabel 2 zien da een energieprijssijging me 3% (he verschil ussen beide varianen), ceeris paribus, leid o een afname in he gebruik c.q. de inensiei van elekriciei en brandsof me, respecievelijk, 4 10% en 7 12% over een periode van 20 jaar. 141
NEMO: CPB s energievraagmodel ussen op-down en boom-up TABEL 2 Resulaen nulscenario: verandering in finaal verbruik elekriciei en brandsof bij een sijging van de energieprijs me 2% en 5% Elekriciei Brandsof Sijging energieprijs 2% Sijging energieprijs 5% Sijging energierpijs 2% Sijging energieprijs 5% 2005 2010 2015 2020 2005 2010 2015 2020 2005 2010 2015 2020 2005 2010 2015 2020 % verandering en opziche van basisjaar (=100) Energiegebruik DIE 114 130 148 168 112 124 137 151 129 144 161 180 127 139 153 167 MET 117 136 159 187 115 133 154 178 117 131 147 166 115 126 139 153 TEX 108 116 127 139 107 114 123 133 112 120 129 138 109 113 116 120 VOE 107 113 120 128 105 110 114 119 109 114 119 124 107 109 110 110 Energie-inensiei DIE 93 87 81 75 91 83 75 67 96 92 88 85 95 89 84 79 MET 96 93 90 87 95 91 87 83 98 95 92 89 96 92 87 83 TEX 94 88 83 79 93 86 81 76 99 96 93 90 96 90 84 79 VOE 94 88 82 76 92 85 78 71 97 93 89 85 95 89 82 75 4.2 Scenario 1: CO 2 belasing van 50 per on NEMO ken geen expliciee weergave van (CO 2 -)emissies. He effec van een CO 2 -belasing op de energie-efficiënie van de producie is indirec en loop via een hogere energieprijs. De vraag in welke mae de energieprijs sijg als gevolg van een CO 2 -belasing hang af van een aanal facoren, waaronder de mix van energiedragers die word gebruik in he producieproces en de mogelijkheden om deel e nemen aan een syseem van emissiehandel. Di laase vraag nogal wa exra verondersellingen en aanzien van de vorm en werking van een mark voor he verhandelen van emissierechen (zie CPB, 2002). Daarom zie ik hier af van deze mogelijkheid en bereken he effec van een CO 2 -belasing van 50 per on op he energiegebruik en de energie-inensiei van de producie, via he berekenen van een direc effec van deze belasing op de energieprijs voor de verschillende secoren. Ik onderscheid daarbij wee mogelijkheden en aanzien van he effec van de heffing op de prijs van elekriciei. In de eerse plaas verondersel ik da de elekricieisproducenen opdraaien voor deze kosen. In weede insanie verondersel ik da de elekricieisproducenen deze kosen geheel doorberekenen aan de eindverbruikers. Voor he berekenen van he effec van een CO 2 -belasing op de prijs van energie heb 142
Peer Mulder TABEL 3 Energieprijssijging als gevolg van emissieheffing Nie doorberekenen CO 2 belasing elekricieisproducie Wel doorberekenen CO 2 belasing elekricieisproducie Secor Basis % sijging door Nieuwe % sijging door Nieuwe energieprijs/gj CO 2 ax energieprijs/gj CO 2 ax energieprijs/gj Diensen 7.93 35.3 10.73 91.2 15.16 Meaal 6.26 50.7 9.43 86.3 11.66 Texiel 7.55 37.6 10.38 59.0 12.00 Voeding 3.04 96.2 5.97 133.0 7.10 Prijzen in Euro s ik allereers per secor de oale CO 2 -emissies berekend op basis van de verwache energieconsumpie volgens he nulscenario, gespecificeerd naar de verschillende energiedragers. Ik heb daarbij gebruik gemaak van sandaard emissiefacoren voor he omrekenen van energieconsumpie naar CO 2 -emissies voor de verschillende energiedragers (Spakman e al., 1997; zie Tabel A2 in de Appendix). Voor elekriciei is in de berekening van de emissiefacor gebruik gemaak van de sandaard conversiefacor 1TWh = 3,6 PJ (Gijsen en Spakman, 2001). Vervolgens heb ik per secor de omvang van de CO 2 -belasing berekend per eenheid energie (GJ), en die ensloe uigedruk als percenage van de in NEMO gehaneerde basisprijzen voor energie per secor. 1 De resulerende oename van de energieprijs per secor is weergegeven in Tabel 3. De abel laa zien da de procenuele sijging van de energieprijs als gevolg van een belasing op CO 2 -emissie he hoogs is in de voedingsindusrie aangezien deze secor in NEMO de laagse basisenergieprijs ken. Bovendien blijk da de secorale verschillen in procenuele prijssijgingen afnemen als veronderseld word da de sijgende kosen van elekricieisproducie worden doorberekend aan de eindverbruikers. De reden hiervoor is da zowel voeding als diensen relaief veel elekriciei gebruiken. In Tabel 4 word he effec van de sijging in de energieprijs op he energiegebruik en de energie-inensiei weergegeven, zowel voor he geval waarin de sijgende kosen van elekricieisproducie nie en wel worden doorberekend aan de eindverbruikers. Ui he bovense deel van de abel blijk da in he eerse geval he groose effec van de belasing op CO 2 op he gebruik van energie en de energie-inensiei, in he bijzonder voor brandsof, e verwachen is in de voedingssecor. De reden hiervoor is uieraard da deze secor de serkse procenuele sijging van de energieprijs ken, zoals blijk ui Tabel 4. Voor elekriciei lig de daling in he gebruik en de inensiei respecievelijk rond de 3,5% en de 8%. Voor brandsof bedraag di, respecievelijk, ongeveer 13% en 16%, over een periode van 2 Deze prijzen zijn gebruik in Lijesen e al. (2001). 143
NEMO: CPB s energievraagmodel ussen op-down en boom-up TABEL 4 Effec van een CO 2 -belasing op finaal verbruik en finale inensiei van elekriciei en brandsof bij een sijging van de energieprijs me 2% en 5% Elekriciei Brandsof Sijging energieprijs 2% Sijging energieprijs 5% Sijging energieprijs 2% Sijging energieprijs 5% 2005 2010 2015 2020 2005 2010 2015 2020 2005 2010 2015 2020 2005 2010 2015 2020 % verandering en opziche van nulscenario Energiegebruik CO 2 -belasing elekricieisproducie nie doorberekend aan eindverbruikers DIE 2.0 2.8 3.3 3.7 1.9 2.5 3.1 3.4 2.0 2.6 2.9 3.1 1.8 2.3 2.6 2.8 MET 1.6 1.9 2.0 2.1 1.5 1.8 1.9 1.9 2.7 3.3 3.5 3.7 2.5 3.1 3.3 3.4 TEX 0.9 1.2 1.4 1.6 0.8 1.1 1.3 1.4 3.0 3.9 4.2 4.3 2.8 3.6 3.8 3.9 VOE 2.7 3.4 3.6 3.7 2.6 3.2 3.5 3.6 6.7 9.5 11.5 13.3 6.4 9.1 11.0 12.8 Energie-inensiei DIE 4.6 5.3 5.8 6.2 4.1 4.8 5.3 5.7 3.4 3.9 4.2 4.4 3.0 3.6 3.8 4.0 MET 3.3 3.6 3.7 3.8 3.1 3.4 3.5 3.5 5.2 5.7 6.0 6.1 4.8 5.4 5.6 5.8 TEX 1.9 2.2 2.4 2.6 1.7 2.0 2.2 2.3 6.1 7.1 7.3 7.4 5.7 6.5 6.7 6.8 VOE 7.4 8.0 8.2 8.3 7.1 7.7 7.9 8.1 10.3 13.0 14.9 16.6 9.9 12.5 14.3 16.0 Energiegebruik CO 2 -belasing elekricieisproducie wel doorberekend aan eindverbruikers DIE 4.5 6.1 7.3 8.1 4.2 5.7 6.8 7.6 4.3 5.6 6.3 6.7 4.1 5.3 5.9 6.3 MET 2.4 2.9 3.1 3.2 2.3 2.7 2.9 3.0 4.1 5.0 5.4 5.6 3.9 4.7 5.1 5.3 TEX 1.3 1.8 2.1 2.3 1.2 1.7 1.9 2.1 4.4 5.7 6.0 6.2 4.2 5.3 5.5 5.6 VOE 3.4 4.2 4.5 4.6 3.2 4.1 4.3 4.4 8.4 11.9 14.2 16.5 8.0 11.3 13.5 15.5 Energie-inensiei DIE 9.9 11.3 12.5 13.3 9.4 10.8 11.8 12.5 7.3 8.5 9.1 9.6 6.9 8.1 8.6 9.0 MET 5.0 5.5 5.7 5.8 4.8 5.2 5.3 5.4 7.9 8.7 9.1 9.3 7.5 8.3 8.6 8.8 TEX 2.8 3.3 3.6 3.8 2.6 3.1 3.3 3.5 9.1 10.3 10.7 10.8 8.7 9.7 10.0 10.0 VOE 9.3 10.1 10.3 10.4 8.9 9.7 9.9 10.0 12.8 16.1 18.4 20.5 12.3 15.4 17.5 19.5 20 jaar. In de overige secoren variëren de percenages ussen ongeveer 1,5% en 7%. He onderse deel van de abel laa zien da in he geval van doorberekening van de sijgende kosen van elekricieisproducie aan de eindverbruikers, voor brandsof he groose effec nog seeds e verwachen is in de voedingsindusrie, me een daling van he brandsofgebruik van 15% à 16% en een daling van de inensiei van brandsof van ongeveer 20% in 2020. Voor elekriciei is in di geval he groose effec e verwachen in de 144
Peer Mulder diensensecor, me een daling van he gebruik van ongeveer 8%, en een daling van de inensiei van ongeveer 10% over een periode van 20 jaar. In de overige secoren variëren de percenages ussen ongeveer 2% en 10%. 4.3 Scenario 2: Inveseringssubsidie van 10% Een inveseringssubsidie kan in NEMO nie direc worden geanalyseerd. De belangrijkse reden daarvoor is da informaie over de inveseringskosen van energiebesparende echnologieën nie explicie in NEMO is geïncorporeerd maar besloen lig in he ICARUS gegevensbesand. Deze informaie is slechs implicie in NEMO aanwezig en wel via de echnologie parameers α and γ, die de jaargangenrends van energiebesparende echnologische onwikkeling in, respecievelijk, vervangingsinveseringen en rerofi-inveseringen beschrijven. Zoals uieen geze in paragraaf 2 en 3, is via deze weg he op-down NEMO gebaseerd op boom-up informaie over energiebesparende echnologieën. De prijs die hier echer voor word beaald is da de acuele kosen van inveseringen in energiebesparende echnologieën nie in NEMO zijn opgenomen. Een adequae analyse van he effec van een inveseringssubsidie op he energiegebruik vereis derhalve een complee herformulering van he model waarbij NEMO verder moe worden geïnegreerd me he ICARUS gegevensbesand. Di val buien he besek van he onderzoeksprojec waarvan di arikel verslag doe. Om och enig zich e krijgen op he mogelijke effec van inveseringssubsidies op he energiegebruik in de verschillende secoren, preseneer ik hier he resulaa van een gevoeligheidsanalyse van NEMO voor de waarden van de echnologieparameers α en γ. Bovendien preseneer ik een gevoeligheidsanalyse van NEMO voor de omvang van de oale inveseringen, waarvoor de gegevens, die afkomsig zijn ui ATHENA, als exogene inpu voor NEMO fungeren. De acherliggende gedache is da een inveseringssubsidie een posiief effec heef op de genoemde echnologieparameers, aangezien he de Neo Conane Waarde van de kosen van een echnologie verlaag, hegeen resuleer in een verschuiving van energiebesparingscurven die he verband beschrijven ussen de relaieve energieinensiei en de daarvoor benodigde inveseringskosen. Tabel 5 laa he effec op he energiegebruik zien van een verhoging van de echnologie parameers α en γ me 10%. Ui he bovense deel van de abel blijk da een sijging van α me 10% over een periode van 20 jaar o een daling van he energiegebruik en de energie-inensiei leid van enkele procenen en opziche van he nulscenario. Voor elekriciei is he effec he groos in de diensen en in de voeding, en he gerings in de meaal. Voor brandsof is he effec eveneens he groos in de diensen, erwijl de exiel he kleinse effec laa zien. De reden hiervoor is da de op basis van ICARUS geschae secorale waarden voor α, respecievelijk, he hoogs en he laags zijn in genoemde secoren (zie ook Tabel A1 in de Appendix). Ui he onderse deel van de abel blijk da een sijging van de echnologieparameer γ me 10% een geringer effec heef op he energiegebruik dan een equivalene 145
NEMO: CPB s energievraagmodel ussen op-down en boom-up TABEL 5 Effec van een sijging van de echnologieparameers α en γ me 10% op finaal verbruik en finale inensiei van elekriciei en brandsof bij een sijging van de energieprijs me 2% en 5% Elekriciei Brandsof Sijging energieprijs 2% Sijging energieprijs 5% Sijging energieprijs 2% Sijging energieprijs 5% 2005 2010 2015 2020 2005 2010 2015 2020 2005 2010 2015 2020 2005 2010 2015 2020 % verandering en opziche van nulscenario Energiegebruik verhoging van de echnologieparameer α me 10% DIE 1.5 2.1 2.6 3.1 1.5 2.0 2.5 3.0 0.8 1.2 1.4 1.7 0.8 1.1 1.4 1.6 MET 0.6 0.9 1.2 1.3 0.6 0.9 1.1 1.3 0.5 0.7 0.9 1.0 0.5 0.7 0.8 1.0 TEX 1.0 1.7 2.2 2.6 1.0 1.7 2.2 2.6 0.1 0.3 0.4 0.5 0.2 0.3 0.3 0.4 VOE 1.3 2.0 2.6 3.1 1.3 2.0 2.5 3.0 0.4 0.7 0.0 1.0 0.4 0.6 0.7 0.8 Energie-inensiei DIE 2.3 2.9 3.4 3.8 2.2 2.8 3.2 3.6 1.1 1.5 1.8 2.0 1.1 1.4 1.7 1.9 MET 0.9 1.2 1.4 1.6 0.9 1.1 1.3 1.5 0.7 0.9 1.0 1.2 0.7 0.9 1.0 1.1 TEX 1.2 1.9 2.5 2.9 1.2 1.9 2.4 2.8 0.2 0.3 0.4 0.5 0.2 0.3 0.3 0.4 VOE 1.8 2.5 3.0 3.6 1.7 2.4 3.0 3.5 0.6 0.8 1.0 1.2 0.6 0.8 0.9 1.0 Energiegebruik Energie-inensiei verhoging van de echnologieparameer γ me 10% DIE 0.4 0.5 0.5 0.5 0.4 0.4 0.4 0.3 0.1 0.2 0.2 0.2 0.1 0.1 0.1 0.1 MET 0.3 0.4 0.4 0.4 0.3 0.3 0.3 0.4 0.2 0.3 0.3 0.3 0.2 0.3 0.3 0.3 TEX 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.0 VOE 0.7 0.8 0.9 0.9 0.6 0.8 0.8 0.8 0.2 0.3 0.3 0.3 0.2 0.2 0.2 0.1 DIE 0.6 0.7 0.7 0.8 0.6 0.6 0.6 0.5 0.2 0.3 0.3 0.3 0.2 0.2 0.2 0.2 MET 0.5 0.5 0.6 0.6 0.5 0.5 0.5 0.6 0.4 0.4 0.4 0.5 0.4 0.4 0.4 0.4 TEX 0.3 0.3 0.3 0.4 0.3 0.3 0.3 0.3 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.0 VOE 1.0 1.1 1.2 1.2 1.0 1.1 1.1 1.1 0.3 0.4 0.4 0.4 0.3 0.3 0.3 0.2 sijging van de echnologieparameer α, me de afname van he energiegebruik en de energie-inensiei variërend ussen 0 en 1%. De reden hiervoor is uieraard da de geschae basiswaarden van γ kleiner zijn dan die van α (zie Tabel A1 in de Appendix). Zoals reeds genoemd in de inroducie is de onderliggende reden hiervoor da de ex-pos subsiuiemogelijkheden kleiner zijn dan de ex-ane subsiuiemogelijkheden, ofewel he energiebesparingspoenieel van rerofi-echnologieën is kleiner dan da van vervangingsinveseringen. 146
TABEL 6 Effec van een sijging van he algehele inveseringsvolume me 10% op verandering in finaal verbruik en finale inensiei van elekriciei bij een sijging van de energieprijs me 2% en 5% Elekriciei Brandsof Sijging energieprijs 2% Sijging energieprijs 5% Sijging energieprijs 2% Sijging energieprijs 5% 2005 2010 2015 2020 2005 2010 2015 2020 2005 2010 2015 2020 2005 2010 2015 2020 % verandering en opziche van basisjaar (=100) Energiegebruik DIE 0.1 0.2 0.1 0.0 0.2 0.1 0.0 0.2 0.2 0.3 0.3 0.3 0.2 0.3 0.3 0.3 MET 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.0 0.0 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 TEX 0.2 0.3 0.4 0.4 0.2 0.3 0.4 0.3 0.0 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.0 VOE 0.3 0.3 0.3 0.2 0.3 0.4 0.3 0.2 0.1 0.3 0.4 0.3 0.3 0.5 0.5 0.4 Energie-inensiei DIE 0.1 0.2 0.1 0.0 0.1 0.1 0.0 0.2 0.2 0.3 0.3 0.3 0.2 0.3 0.3 0.3 MET 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.0 0.0 0.0 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 TEX 0.2 0.3 0.4 0.4 0.2 0.3 0.4 0.3 0.0 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.0 VOE 0.3 0.3 0.3 0.2 0.3 0.4 0.3 0.2 0.2 0.3 0.4 0.3 0.3 0.5 0.5 0.4 Een alernaieve benadering is he meen van he effec op he energiegebruik van een verhoging van he algehele inveseringsvolume me 10%. Bovensaand werd al opgemerk da de omvang van de oale inveseringen in ATHENA word bepaald, en vervolgens een exogene inpu vorm voor NEMO waar he vooral van invloed is op he volume van de vervangingsinveseringen. Daarmee bepaal deze analyse in feie de gevoeligheid van NEMO voor he jaargangeneffec op he energiegebruik. Bovendien heef he oale inveseringsvolume ook effec op de rerofi-inveseringen via he aanpassingsmechanisme (zie vergelijking 3), maar gezien de lage waarden van γ is di effec zeer beperk. De resulaen van deze analyse zijn weergegeven in Tabel 6. Ui de abel blijk da he gezamenlijke effec van een sijging van he oale inveseringsvolume op he energiegebruik en de energie-inensiei zeer beperk is voor de geanalyseerde periode. Zowel voor elekriciei als voor brandsof variëren de dalingen ussen 0.0% en 0.4% in 2020. Hoewel NEMO dus minder geschik is om he direce effec van energiesubsidies op energiebesparing e berekenen, kan he wel goed worden gebruik om bepaalde neveneffecen van subsidieverlening e bepalen. Zo heef he CPB onderzoek verrich naar he zogenaamde rebound-effec en he Baumol-effec van he versrekken van energiebesparingsubsidies (CPB, 2001). He rebound-effec kom erop neer da subsidies de aanschaf van energiebesparende echnieken en daarmee energiegebruikende acivieien relaief goedkoper maak, waardoor de vraag naar deze acivieien, en daarmee he energieverbruik, in omvang kan oenemen. He Baumol-effec houd in da voor zover onvangers van subsidie 147
NEMO: CPB s energievraagmodel ussen op-down en boom-up meer onvangen dan ze nodig hebben om o een energiebesparende invesering over e gaan (he zogenaamde free rider effec ), zij als he ware een financiële gif krijgen die in een concurrerende mark via een prijsverlaging van hun producen exra afze simuleer, als gevolg waarvan he energiegebruik kan oenemen. Hoewel NEMO nie direc is gebruik voor de inschaing van he rebound-effec, is de omvang van he Baumol-effec berekend door middel van de ineracie ussen NEMO en ATHENA. In ATHENA is allereers he effec van de subsidieverlening op he producie- en inveseringsvolume in de verschillende bedrijfsakken berekend. Deze gegevens zijn vervolgens gebruik als inpu voor NEMO, waarmee he effec op he energiegebruik en de CO 2 -emissies is berekend. De modelsrucuur van NEMO impliceer da hierbij he mogelijke effec van de oename in de inveseringen op de energie-efficiënie van de kapiaalgoederenvoorraad is meegenomen. De resulaen zijn vermeld in Tabel 7. TABEL 7 Toename energiegebruik en CO 2 -emissies per oaal subsidiebedrag aan free riders Exra uigekeerd bedrag Effec op Energiegebruik Effec op CO -emissies (mln. gulden per jaar) (PJ per jaar) 2 (Mon per jaar) 40 0.03 0.015 90 0.07 0.038 180 0.14 0.72 450 0.35 0.187 4.4 Scenario 3: alle echnologieën me IRR van 10% adoperen Evenals een inveseringssubsidie kan ook deze beleidsmaaregel nie direc worden doorgerekend me NEMO, omda de berekening van de winsgevendheid van de energiebesparende echnologieën plaasvind in he gegevensbesand ICARUS, erwijl deze informaie alleen implicie in NEMO is opgenomen via de echnologieparameers α and γ, en de prijselasicieien β en δ. Zoals uieengeze in Paragraaf 3 worden de jaargangenrends α and γ berekend op basis van informaie ui he ICARUS gegevensbesand via he afleiden van secorale energiebesparingcurven. Deze curven beschrijven he verband ussen de relaieve energie-inensiei van de producie en de daarvoor benodigde inveseringskosen, voor de periode 1990 2015, egen consane 1990 prijzen en onder he haneren van een disconeringsvoe van 15%. Me behulp van deze energiebesparingcurven worden vervolgens de prijselasicieien β en δ berekend door middel van he vergelijken van energie-efficiënie verbeeringen via, respecievelijk, vervangings- en rerofi-inveseringen bij verschillende consane reële energieprijzen. Bij he kalibreren van NEMO op basis van he ICARUS gegevensbesand is de ge- 148
Peer Mulder TABEL 8 Effec van een verhoging van prijsparameers β en δ me 10% op finaal verbruik en finale inensiei van elekriciei en brandsof bij een sijging van de energieprijs me 2% en 5% Elekriciei Brandsof Sijging energieprijs 2% Sijging energieprijs 5% Sijging energieprijs 2% Sijging energieprijs 5% 2005 2010 2015 2020 2005 2010 2015 2020 2005 2010 2015 2020 2005 2010 2015 2020 % verandering en opziche van nulscenario Energiegebruik verhoging van de prijselasiciei β me 10% DIE 0.1 0.3 0.4 0.6 0.1 0.3 0.6 0.9 0.1 0.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.3 0.4 MET 0.1 0.1 0.2 0.2 0.1 0.1 0.2 0.3 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.1 0.2 TEX 0.0 0.0 0.1 0.1 0.0 0.1 0.1 0.2 0.0 0.0 0.1 0.1 0.0 0.1 0.2 0.4 VOE 0.0 0.1 0.1 0.2 0.0 0.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.3 0.6 0.1 0.3 0.6 1.0 Energie-inensiei DIE 0.1 0.3 0.4 0.6 0.2 0.4 0.6 0.9 0.1 0.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.3 0.5 MET 0.1 0.1 0.2 0.2 0.1 0.2 0.2 0.3 0.1 0.1 0.1 0.1 0.0 0.0 0.1 0.2 TEX 0.0 0.0 0.1 0.1 0.0 0.1 0.1 0.2 0.0 0.0 0.1 0.1 0.0 0.1 0.2 0.4 VOE 0.0 0.1 0.1 0.2 0.0 0.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.3 0.6 0.1 0.3 0.6 1.0 Energiegebruik Energie-inensiei verhoging van de prijselasiciei δ me 10% DIE 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.2 0.2 0.1 0.2 0.3 0.4 MET 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.2 0.2 0.3 0.0 0.0 0.1 0.2 0.1 0.2 0.4 0.5 TEX 0.0 0.1 0.1 0.1 0.0 0.1 0.1 0.2 0.0 0.1 0.2 0.3 0.1 0.4 0.6 0.8 VOE 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.2 0.3 0.3 0.1 0.2 0.3 0.3 0.2 0.4 0.5 0.5 DIE 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.2 0.2 0.1 0.1 0.1 0.2 0.2 0.1 0.3 0.4 0.5 MET 0.1 0.1 0.2 0.2 0.1 0.2 0.3 0.3 0.0 0.0 0.1 0.2 0.0 0.2 0.3 0.5 TEX 0.0 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.2 0.2 0.1 0.1 0.2 0.3 0.1 0.4 0.6 0.8 VOE 0.1 0.1 0.1 0.2 0.1 0.2 0.3 0.3 0.1 0.2 0.3 0.3 0.2 0.4 0.5 0.5 voeligheid van NEMO voor de omvang van de disconeringsvoe geanalyseerd. Hierui bleek da een verandering in de disconeringsvoe leid o een verschuiving van de curve die he verband beschrijf ussen de energie-inensiei en de energieprijs, maar nie o een verandering in de helling van de curve. In NEMO-erminologie beeken di: als de parameers ui NEMO worden gescha me alernaieve disconeringsvoeen leid di o verschillende rendwaarden, maar o min of meer dezelfde elasicieien (Koopmans e al. 1999, p. 32). Di beeken da he berekenen van he energiebesparingspoenieel in ICARUS, onder 149
NEMO: CPB s energievraagmodel ussen op-down en boom-up de veronderselling van een inerne disconovoe (vereis rendemen) van 10%, voornamelijk zal leiden o een effec op de echnologie rend parameers α en γ, en nie zozeer op de prijselasicieiparameers β en δ. In de vorige paragraaf hebben we een gevoeligheidsanalyse gepreseneerd voor de jaargangenrends α and γ. In Tabel 8 worden de resulaen gepreseneerd van he effec van een sijging van de prijsparameers β en δ me 10% op he energiegebruik en de energie-inensiei. De abel laa inderdaad zien da he effec gering is: zowel he energiegebruik als de energie-inensiei neem me maximaal 1% af over een periode van 20 jaar. 5 Conclusies In di arikel zijn de belangrijkse karakerisieken van he Nederlands energievraagmodel NEMO van he CPB beschreven, inclusief de empirische onderbouwing ervan op basis van he boom-up echnologiegegevensbesand ICARUS. Vervolgens is verslag gedaan van he doorrekenen van vier beleidsscenario s me behulp van NEMO. Ui de analyses blijk da drie van de vier scenario s nie explicie kunnen worden doorberekend in NEMO. De belangrijkse reden hiervoor is da NEMO een op-down model is waarin energiebesparende echnologische onwikkeling slechs op gesileerde wijze een plaas heef. Derhalve kunnen micro-economisch georiëneerde beleidsmaaregelen zoals inveseringssubsidies, slechs me aanvullende verondersellingen en indirec (in de vorm van een gevoeligheidsanalyse) worden doorberekend in NEMO. Opgemerk zij da he mogelijk is om NEMO aan e passen en opnieuw e kalibreren zoda deze beleidsmaaregelen, (alhans en dele) explicieer kunnen worden doorberekend. Ten aanzien van he berekenen van he effec van een CO 2 - belasing op de energie-efficiënie van de producie kan NEMO bovendien uigebreid worden me een module voor de simulaie van een mark voor he verhandelen van emissierechen. Zoals op diverse plaasen in he arikel aangegeven, is di ook door he CPB gedaan in he kader van verschillende eerdere sudies. He doel van di arikel is echer een vergelijking van de mogelijkheden en onmogelijkheden van de besaande versie van NEMO me de andere wee Nederlandse beleidsmodellen op he errein van energiegebruik. Daarom is gekozen voor he zo goed mogelijk inpassen van de vier beleidsscenario s in de sandaard versie van NEMO. De modelberekeningen laen zien da voor de periode 2000 2020 in geval van afwezigheid van beleid (nulscenario), van de vier geanalyseerde secoren, de groose procenuele oename van he verbruik van elekriciei e verwachen is in de meaalsecor en van he verbruik van brandsoffen in de diensensecor, erwijl voor beide vormen van energie de sijging he gerings is in de voedingsindusrie. Voor wa beref de energie-inensiei, laa NEMO voor elekriciei de groose afname zien in de diensensecor en de geringse afname in de meaalsecor. Bij een relaief geringe jaarlijkse energieprijssijging (2%, zoals in de basisvarian) is voor brandsof de groose daling van de energie-inensiei e verwachen in de voeding- en de diensensecor, erwijl de geringse daling plaasvind in de exielsecor. Bij een relaief hoge jaarlijkse energieprijssijging (5%, zoals in de alernaieve varian) is voor brandsof de groose daling van de energie-inensiei eveneens e verwachen 150
Peer Mulder voor de voedingsecor, erwijl de geringse daling plaasvind in de meaalsecor. Tensloe laa een vergelijking van de basisvarian me de alernaieve varian zien da een energieprijssijging me 3% (he verschil ussen beide varianen), ceeris paribus, leid o een afname in he gebruik c.q. de inensiei van elekriciei en brandsof me, respecievelijk, 4 10% en 7 12% over een periode van 20 jaar. Ui he doorrekenen van de beleidsscenario s blijk da een emissieheffing op CO 2 o aanzienlijke effecen kan leiden in ermen van energiebesparing. Afhankelijk van de vraag of de sijgende kosen van elekricieisproducie worden doorberekend aan de eindverbruikers, zal volgens NEMO voor de periode 2000 2020 de daling in he gebruik en de inensiei van elekriciei en brandsoffen en opziche van he nulscenario, respecievelijk, maximaal 10% en 20% bedragen. He effec van de overige beleidsmaaregelen, namelijk een inveseringssubsidie van 10% op alle echnologie en een zodanige regulering da alle echnologieën me een rendemen van meer dan 10% moeen worden geadopeerd door bedrijven, zal naar verwaching zeer beperk zijn. De verwache daling in he gebruik en de inensiei van elekriciei en brandsoffen bedraag maximaal 1% en opziche van he nulscenario. Nogmaals zij opgemerk da deze conclusies serk gebonden zijn aan de beperke mogelijkheden om de diverse beleidsmaaregelen in NEMO door e rekenen, zonder daarbij e inveseren in aanzienlijke uibreidingen of aanpassingen van he model. De belangrijkse oegevoegde waarde van NEMO is da he, door de koppeling aan he economische bedrijfsakkenmodel ATHENA, geschik is voor een analyse van he effec van milieubeleidsmaaregelen op zowel he energiegebruik en de energievoorziening, alsook op de economie in de vorm van (macro-economische) kosen en een evenuele verschuiving in de secorsrucuur. Een serk pun is daarbij da de belangrijkse parameers voor de subsiuiemogelijkheden ussen kapiaal, arbeid en energie in de op-down modelsrucuur zijn gebaseerd op boom-up informaie over economische en echnische aspecen van nieuwe energiebesparende echnologieën. Di maak da NEMO een redelijk complee beeld bied van de ingewikkelde en dynamische relaie ussen economische groei, energiegebruik en echnologische onwikkeling in Nederland. 151
NEMO: CPB s energievraagmodel ussen op-down en boom-up Appendix TABEL A1 Elasicieien, rendparameers en afschrijvingsleefijden Trends Elasicieien Afschrijvings-leefijd Elekriciei Brandsoffen Elekriciei Brandsoffen Verv. Rerof. Verv. Rerof. Verv. Rerof. Good-h. Verv. Rerof. Good-h. a min a max α e γ e α f γ f β e δ e θ e β f δ f θ f Voeding 1.14 1.02 0.38 0.34 0.08 0.07 0.06 0.33 0.14 0.02 25 35 Texiel 1.01 0.24 0.16 0.10 0.08 0.04 0.02 0.18 0.17 0.08 30 40 Overige Mealen 0.53 0.47 0.39 0.35 0.08 0.06 0.02 0.14 0.10 0.03 30 40 Diensen 1.07 0.96 0.73 0.20 0.18 0.09 0.06 0.18 0.10 0.02 15 1 25 1 1 Elekricieiswaarde; brandsofwaarden voor a min en a max zijn, respecievelijk, 37 en 47 jaar TABEL A2 Emissiefacoren (kgco 2 /GJ) voor diverse energiedragers Emissiefacor kg C0 2 /GJ Naural Gas 56 Olie Producen 73 Fermenaiegas 74 Soom 73 Kolen 94 Cokes 103 Cokes furniure gas 44 Perol 73 Diesel 73 LPG 66 Elekriciei 107 152
Peer Mulder Lierauur Beer, J. de, 1998, Poenial for Indusrial Energy- Efficiency, Ph.D. Thesis, Urech Universiy, Urech. Bernd, E.R. en D.O. Wood, 1975, Technology, prices, and he derived demand for energy, Review of Economics and Saisics, 57, 259 268. Böhringer, C., 1998, The synhesis of boum-up and op-down in energy policy modeling, Energy Economics, 20, 233 248. CPB, 2001, Neveneffecen van he verlenen van subsidies voor energiebesparing, CPB Noiie, 12 maar 2001, Den Haag. CPB, 2002, Economische effecen van naionale sysemen van CO 2 -emissiehandel, CPB Documen, no. 19, Den Haag. Fuss, M.A., 1977, The srucure of echnology over ime: a model for esing he puy-clay hypohesis, Economerica, 45, 1797 1821. Gijsen, A. en J. Spakman, 2001, DAMES: Een besand voor de macro-emissies van he Nederlandse elekricieisaanbod in 1995, 1998, 2010, 2020 en 2030, RIVM rappor, no. 773001 017, Bilhoven. Jaffe, A.B. en R.N. Savins, 1994, The energy paradox and he diffusion of conservaion echnology, Resource and Energy Economics, 16, 91 122. Koopmans, C.C en D.W. e Velde, 2001, Bridging he energy-efficiency gap: using boom-up informaion in a op-down energy demand model, Energy Economics, 23, 57 75. Koopmans, C.C., D.W. e Velde, W. Groo en J.H.A. Hendriks, 1999, NEMO: Neherlands Energy Demand Model: A op-down model based on boom-up informaion, CPB Research Memorandum, no. 155, Den Haag. Lijesen, M., M. Mulder en M. Vromans, 2001, Fiscale Vergroening en Energie II. Economische Effecen van Verhoging en Verbreding van de Regulerende Energiebelasing, CPB Documen, no. 006, Den Haag. Meijers, H., 1994, On he Diffusion of Technologies in a vinage Framework. Theoreical Consideraions and Emprical Resuls, Ph.D. Thesis, Maasrich Universiy, Maasrich. Saler, W.E.G., 1960, Produciviy and Technical Change, Cambridge Universiy Press, Cambridge. Spakman, J. e al. (red.), 1997, Mehode voor de berekening van broeikasgasemissies. Publicaiereeks Emissieregisraie, VROM repor, no. 37, Den Haag. Velhuijsen, J.W., 1995, Deerminans of Invesmen in Energy Conservaion, Ph.D. Thesis, Siching Economisch Onderzoek (SEO), Amserdam. Vuuren, D. van, 1996, Karakerisering ICARUS-3 Maaregelen en behoeve van he CPB Energiemodel, Deparmen of Science, Technology and Sociey, Repor no. 96007, Urech Universiy, Urech. 153