K oceňování nedodané elektřiny

K oceňování nedodané elektřiny A. Úvod do problému B. Přístupy k oceňování nedodané elektřiny

C. Příklady ztrátových funkcí D. Jak jsme na tom v ČR?

Ing. Miroslav Vlček, CSc.

AEM, Praha, září 2012

Co v podstatě umíme?  Technické modely provozu elektrizačních soustav a jejich částí v řadě zemí již umožňují s požadovanou přesností odhadnout očekávaný vliv jak jejich stávajícího stavu, tak různých způsobů jejich dalšího rozvoje na výši spolehlivostních ukazatelů.  Zpravidla „snadno“ lze stanovit vliv různých opatření (a nákladů) na změnu spolehlivostních ukazatelů.

Co je složitý problém?  Stanovení potenciálních ekonomických účinků odpovídajících stávající úrovni spolehlivosti a jejích změn – jinými slovy: jde o korektní odhad důsledků vyvolaných přerušením služby poskytované zákazníkům.

 Nejedná se přitom jen o krátkodobé vlivy v době a po době přerušení dodávky elektřiny (přímé a nepřímé, ekonomické a jiné), ale i o vlivy dlouhodobější – opatření přijatá pro zmírnění nebo omezení možných budoucích ztrát.  Řešení problému je věnována pozornost zhruba od 70. let minulého století – např. v IEEE Transactions on Power Apparatues and Systems.

2

Typy důsledků přerušení dodávky elektřiny

3

Krátkodobé důsledky:  Přímé ekonomické vlivy: přerušení nebo omezení výroby/služeb; nevyužité nebo zmařené zdroje, suroviny či potraviny; poškození zařízení; náklady na opětovné zahájení výroby; přímé náklady související se zdravím lidí a jejich bezpečností; náklady utilit vyvolané přerušením a obnovením dodávky elektřiny.

 Přímé sociální náklady: problémy způsobené v dopravě; ztráty volného času; ztráta tepelné pohody; zranění a obavy lidí.  Nepřímé vlivy – vedlejší důsledky, které lze obtížně jednoznačně kategorizovat (jako sociální nebo ekonomické): občanská neposlušnost a rabování; selhání bezpečnostních zařízení v průmyslu a službách, apod. Dlouhodobější důsledky (jako adaptační reakce):

 Opatření pro zmírnění/omezení budoucích ztrát, např. instalace ochranných vypínacích zařízení pro zajištění nepřerušované dodávky, pro regulaci napětí, záložní zdroje, přesídlení do oblastí s vyšší spolehlivostí dodávky, apod.

Co ovlivňuje výši ztrát při přerušení dodávky e/e?  Výše ztrát je funkcí povahy a míry závislosti zákazníka na dodávce e/e, tj. jak na charakteristice zákazníka, tak charakteru přerušení.  Podstatným faktorem, který ovlivňuje výši ztrát, je rozsah, příčina a předvídatelnost přerušení dodávky.  Ztráty jsou částečně závislé i na postoji a připravenosti zákazníka, tj. na faktorech které mají vztah ke stávající úrovni spolehlivosti – lépe připraveni jsou zpravidla tam, kde je úroveň spolehlivosti nižší. Charakteristika zákazníka

typ zákazníka povaha aktivit zákazníka velikost provozu demografická data výše poptávky po elektřině míra závislosti na dodávce e/e a schopnosti reagovat na její přerušení.

Charakteristika přerušení dodávky

doba trvání přerušení četnost výskytu přerušení okamžik, kdy k přerušení dochází úplné nebo částečné přerušení dodávky předstihové varování či informace o době trvání výpadku dodávky oblasti, které jsou přerušením ovlivněny.

4

Metody používané pro odhad výše ztrát

5

Nepřímé analytické metody (založené na úvahách/dedukcích): 1.

Minimální odhad ceny vychází z ochoty zákazníků platit za spolehlivost na úrovni stávajících tarifů a maximální výše odhadu je odvozena z měrných nákladů nového záložního zdroje.

2.

„Cena“ odpovídá podílu HDP a spotřeby elektřiny (či HDP a spotřeby členěné podle sektorů) nebo jeho případné modifikace.

3.

„Cena“ pro domácnosti odpovídá „hodnotě“ ztráty volného času, oceněné příjmy zákazníků nebo je výsledkem průzkumu u vybraných zákazníků.

Případové studie provedené po skutečných specifických případech přerušení dodávky elektřiny. Výhoda – operuje se skutečnými zkušenostmi zákazníků (a ne s hypotetickými scénáři). Nevýhoda – počet studií je malý, mají lokální charakter a vztahují se k velkým a rozsáhlým výpadkům (ale většina přerušení má lokální charakter s odlišnými konsekvencemi). Průzkumy u zákazníků, kteří odhadují ztráty při přerušení s proměnnou dobou trvání, četností výskytu, v různých částech dne a roku. Výhody – zákazník může nejlépe ocenit ztráty a utilita získat specifické informace; nevýhody – jako u všech dotazníkových akcí (+chybí sociální/nepřímé vlivy).

Modely pro odhad ztrát z přerušení dodávky e/e

6

Tři vývojové etapy tvorby modelů pro ztrátové funkce: 1.

Přiřazení „ceny“ (v peněžních jednotkách – p.j.) celkovému objemu nedodané elektřiny (p.j./kWh) – bez ohledu na četnost, dobu trvání nebo jiný parametr.

2.

Dva ukazatele „ceny“, a to p.j./kWh a p.j./kW – model má jasnější fyzikální interpretaci, ale stejné slabé stránky jako ad 1.

3.

Ztráty způsobené neschopností zákazníků realizovat zamýšlené aktivity – výše ztrát se převážně získává z průzkumů u zákazníků a z nich se stanoví ztrátové funkce silně závislé na době trvání přerušení dodávky elektřiny, a to zpravidla v členění podle sektorů SCDF (Sectorial Customer Damage Functions) – jejich

stanovení a porovnání mezi zeměmi není „bez problémů“.

Specifickým případem je souhrnný ukazatel typu VoLL (Value of Lost Load), který se uplatnil v Anglii, Walesu, Austrálii a Kanadě a může být založen na SCDF. Používá se pro globální studie na úrovni výrobní, resp. výrobní a přenosové soustavy. Očekávané ekonomické důsledky ECOST jsou součinem odhadu nedodané elektřiny EENS a VoLL:

ECOST = EENS x VoLL

Země uvedené ve zprávě Task Force CIGRE – 2001: Methods to Consider Customer Interruption Costs in Power Systems Analysis Země

Sektory zákazníků

Trvání přerušení

Standardizace

Roky průzkumu

Austrálie

A, C, I, L, R

2 s až 48 h

Roční energie

1996 – 1997

Kanada

A, C, I, O, R

2 s až 48 h

Roční energie Špičkové zatížení

1985 - 1995

Dánsko

A, C, I, O, R

1 s až 8 h

Špičkové zatížení

1993 – 1994

C, I, L, R

Mžikové až 24 h


1993

C, I

Mžikové až 24 h


1997 – 1998

Irán

C, I, R

2 s až 2 h


1995

Nepál

C, I, R

1 min. až 48 h


1996

Nový Zéland

C, I, R

<2h

A, C, I, R

1 min. až 8 h


1989 – 1991

Portugalsko

C, I, R

1 min. až 6 h

Roční energie

1997 – 1998

Saudská Arábie

C, I, R

20 min. až 8 h


1988 – 1991

Švédsko

A, C, I, R

2 min. až 8 h


1994

USA

A, C, I, R

Mžikové až 4 h

Nedodaná e/e

1986 - 1993

Velká Británie Řecko

Norsko

1987

7

Příklady ztrátových funkcí pro sektory (SCDF) Údaje z roku 1995 jsou standardizovány k ročnímu maximálnímu zatížení 5 sektorů a dva sub-sektory. Domácnosti – odhad podle WTP za eliminaci neohlášeného přerušení; zemědělství – odhady konzultantů a veterinářů. Graf 1: Dánsko - standardizované (měrné) ztráty vyvolané přerušením dodávky elektřiny (Kč/kW)

Měrné ztráty (Kč/kW)

Domácnosti

800 700

Domácnosti - elektroteplo

600 500

Průmy sl

400 300 200

Maloobchod a služby

Zemědělstv í

Průmy sl - bez těžkého

Veřejné služby

100 0 1h

2h

4h

Doba trvání přerušení

8h

8

Příklady ztrátových funkcí pro sektory (SCDF)

9

Údaje z let 1989 až 1991 (standardizace k ročnímu maximálnímu zatížení) 4 sektory. Náhodné přerušení dodávky v lednové úterý: domácnosti – WTP odpoledne; I a C – v 10,00 (cca shodné) a A – v 6,00 (relace opačná než DK).


700

Graf 2: Norsko - standardizované (měrné) ztráty vyvolané přerušením dodávky elektřiny (Kč/kW)

600 500

Domácnosti

400

Zemědělství Průmysl

300

Obchod

200 100 0 1 min.

1h 4h Doba trvání přerušení

8h


10

Údaje z roku 1994 (standardizace k ročnímu maximálnímu zatížení) 3 sektory a dva sub-sektory. Náhodné přerušení dodávky v lednu odpoledne, kdy se vyskytuje špičkové zatížení: domácnosti – WTP; ostatní – přímé ztráty. Graf 3: Švédsko - standardizované (měrné) ztráty vyvolané přerušením dodávky elektřiny (Kč/kW)


1200 1000 800 600

Domácnosti Zemědělství Průmysl - malý Průmysl - velký

400

Obchod

200 0 2 min.

1h

4h

Doba trvání přerušení

8h


11

Pro zjednodušení jsou v Dánsku spojeny maloobchod a služby zahrnuty do C a ve Švédsku je I průměrem dvou sub-sektorů. S výjimkou I jsou odchylky výrazné! Totéž de facto platí pro porovnání Kanady a Velké Británie. Graf 4: Porovnání standardizovaných (měrných) ztrát při přerušení dodávky na 8 h (Kč/kW) 1200


1000 800

Dánsko Norsko

600

Švédsko

400 200 0 Domácnosti

Zemědělství

Sektory

Průmysl

Obchod

Příklady ztrátových funkcí pro sektory (VoLL)

12

Pro obchodování v poolu byla v Anglii a Walesu nejdříve uplatněna sazba 2 GBP/kWh, ale již v roce 1994 OFFER konstatoval, že je nízká, tj. není adekvátní ztrátám z přerušení dodávky a je jí třeba zvýšit na 20 GBP/kWh. National Grid považoval za obhajitelnou sazbu 10,88 GBP/kWh. Přepočtem k roku 2005 (inflace, kurz, PPP) se dostaneme na úroveň cca 318 Kč/kWh. V roce 1996 byl v Austrálii proveden průzkum uplatněný pro odhad VoLL. Původní cena, použitá pro zúčtování v poolu ve výši 5 AUD/kWh, byla do roku 2002 zvýšena na 20 AUD/kWh, ale může se v konkrétních případech od této úrovně lišit (např. pro Sydney). Po přepočtu jde o cca 205 Kč/kWh. Norsko v roce 2006 vyhlásilo sazby měrných ztrát pro segmenty spotřeby pro motivaci rozvoje PS. Když je použijeme pro strukturu spotřeby v ČR, pak po přepočtu dostaneme VoLL ve výši cca 56 Kč/kWh. V návrhu „Metodiky stanovení normy spolehlivosti výkonové bilance ČR“ (ČEZ, 1998) byly použity měrné ztráty, které v roce 1991 používala Houston Light & Power (a ta je převzala od jiné americké utility). Při jejich aplikaci na strukturu spotřeby v ČR činila průměrná měrná ztráta 7,15 USD/kWh, resp. po přepočtu k roku 1997 se jednalo o 152 Kč/kWh a k roku 2005 o 199 Kč/kWh.

Jak jsme na tom v ČR? Ekonomická optimalizace spolehlivosti ES byla po dlouhá desetiletí a stále ještě je pro české energetiky nenaplněnou výzvou. Pro ocenění nedodané elektřiny se používaly různě konstruované a v různé míře obhajitelné sazby - viz např. problémy s průkazem efektivnosti ss spojky do SRN.

Články z IEEE Transactios on PAS byly sice k dispozici, ale bez odezvy. Skripta Jirešové, Klímy a Povýšila „Ekonomika a řízení energetických soustav II“ z roku 1985 obsahují kapitolu Optimalizace spolehlivosti ES, s návrhem na způsob stanovení jednotlivých složek kriteria a odkazem na základní související literaturu.

13

Jak jsme na tom v ČR?

14

V návrhu „Metodiky stanovení normy spolehlivosti výkonové bilance ČR“ (ČEZ, 1998) se pro ocenění nedodané elektřiny používala sazba, která byla odvozena z údajů získaných v Houston Light & Power. V období od druhé poloviny roku 2006 do „jara“ 2007 řešila Cygni, s.r.o., pro ERÚ studii s názvem „Metodika ekonomického hodnocení nedodané energie v podmínkách ES ČR“. Její první část obsahovala analýzu problému (a překlad zmíněné zprávy Task Force CIGRE – 2001). Ve druhé části bylo hodnoceno pomocí modelu SE SyS ČEPS, a.s., - šest scénářů s různou výší PpS, - posuzovaných z technicko-provozního hlediska pomocí sedmi ukazatelů spolehlivosti, - „nedodaná elektřina“ byla aproximována regulační odchylkou ACE (Area Control Error) větší než 100 MWh/h, s krokem 100 MWh/h až do 600 MWh/h, - pro její ocenění byly použity hodnoty VoLL tří zemí Norsko (56 Kč/kWh), Austrálie (205 Kč/kWh) a Anglie (318 Kč/kWh) a vypracován návrh příslušné metodiky pro přechodné období než bude realizován reprezentativní průzkum, který umožní stanovit SCDF pro ČR.

Jak jsme na tom v ČR?

15

Obávám se, že v ČR se dosud nikdo neodhodlal k odhadu SCDF. Závěrem cituji dva „závěry“ zprávy Task Force CIGRE z roku 2001: Měnící se podnikatelské prostředí bude velmi rozšiřovat paletu rozhodnutí, která budou muset přijímat elektroenergetické výrobní společnosti, poskytovatelé přenosu, distribuční společnosti a vládní regulátoři. Důsledky přerušení dodávky elektřiny zákazníkům jsou významným faktorem pro stanovení akceptovatelné a ekonomicky ospravedlnitelné úrovně spolehlivosti služeb a investic potřebných pro dosažení a udržení těchto úrovní.  Očekává se, že se bude zvyšovat využití nákladů zákazníků, které jsou vyvolány přerušením dodávky, při rozhodování utilit a vládních regulátorů, když se odvětví a jeho regulační autority budou trvale pokoušet vyvážit úroveň investic potřebných pro dosažení a udržení akceptovatelných úrovní spolehlivosti dodávky elektřiny.

Děkuji za pozornost

K oceňování nedodané elektřiny

Recommend Documents