Visie op de Energiemarkt Versie 0.8. 16 april 2014l Van
Leon Hombergen Zjev Ambagts Bart Veuger
Voor: Projectbureau Getijdencentrale Brouwersdam Voor het kiezen van de opzet van de projectorganisatie van de getijdencentrale Brouwersdam is het voor de samenwerkende overheden van belang om een gezamenlijke heldere visie te hebben op de elektriciteitsmarkt de komende jaren, de spelers, en de eigen rol daarin. Daarom is onderstaande korte verkenning uitgevoerd om te dienen voor een gezamenlijk beeld. Dit beeld kan de betrokken overheden helpen hun projectkeuzes nader te bepalen. 1
De elektriciteitsmarkt is sterk in beweging.
De energievoorziening staat aan de vooravond van grote veranderingen. Hernieuwbare energie zal een steeds belangrijkere plaats innemen; de gevolgen daarvan zijn nu al merkbaar. Met de gemaakte afspraken in het Energieakkoord is er een werkagenda voor het halen van de doelen van het kabinet en de EU. Door de groei van hernieuwbare energie zullen de verschijnselen op de elektriciteitsmarkt zoals ze zich nu manifesteren toenemen. Zon- en windcentrales hebben de laagste marginale kosten (zon en wind zijn immers gratis) en zullen daarom als eerste hun elektronen op de markt brengen. Zij duwen de duurdere atoom-, kolen- en gascentrales naar het midden- en eindsegment van de ‘merit order’, waardoor hun jaarlijkse productie lager wordt. Daarnaast overspoelen overschotten van wind- en zonnestroom uit Duitsland de markt op zomerse dagen. Dit leidt tot lage prijzen en gascentrales die niet of nauwelijks renderen. De opkomst van zonne-energie in Nederland zal zich de komende jaren versterkt voortzetten, waarmee ook de urgentie toeneemt om de lokale netten om te vormen naar smart grids. De groei van duurzamer energie heeft een aantal gevolgen1: 1. De elektriciteitsmarkt is sterk in beweging door lage vraag en duurzame elektriciteit uit Duitsland. Als gevolg van de economische situatie daalt de vraag naar elektriciteit in plaats van dat hij stijgt zoals eerder werd voorzien. Ondertussen is er bijna 7000 MW aan nieuwe gascentrales bijgebouwd en zijn 3 kolencentrales (ruim 3400MW) in aanbouw. Hierdoor is overcapaciteit ontstaan. Ter referentie: de totale capaciteit in Nederland is ca 20.000 MW: 7000 MW komt voor rekening door bedrijven voor eigen productie. In Duitsland is het aandeel duurzame energie nu al rond de 43%. Dit betekent dat op zon en windrijke dagen Nederland goedkope stroom importeert. Het effect hiervan is de daling in de prijzen op de Duitse groothandelsmarkt. In juni 2013 was een verschil van 10 cent per MWh ontstaan. 2. Groei van zonnestroom vergt op termijn aanpassing van het elektriciteitsnet. Het aantal zonnepanelen neemt snel toe in Nederland. Op dit moment is het aandeel van zonne-energie in de totale elektriciteitsproductie 0,3%. Het is de verwachting dat dit stijgt naar 3 tot 6% in 2020. Tot 2020 kan het energienet de veranderingen aan. De opgave die er ligt is de meest kosteneffectieve combinatie van slimme netten, opslag, netverzwaring en flexibel conventioneel vermogen te vinden.
1
Energie trends 2013, ECN, Energie-Nederland, Netbeheer Nederland. Oktober 2013
1
3. Noodzakelijke innovatie in het energiesysteem die ook voordelig is voor de consument. Slimme systemen zijn nodig. Door: (1) doordat de elektriciteitsproductie door windturbines en zonnepanelen toe neemt. Deze productie fluctueert en is minder voorspelbaar. (2) Door de stijging van het aantal elektrische vervoermiddelen zal de elektriciteitsvraag toenemen. (3) Elektriciteitsproductie en vraag zal steeds vaker decentraal plaatsvinden. Smart grids bieden mogelijkheden om elektriciteitssystemen flexibeler en goedkoper uit te breiden. Inmiddels zijn al een aantal proeftuinen gestart. 4. Er zijn kansen op meer werk in duurzame energie De overgang naar duurzame energie biedt kansen voor nieuwe energie-gerelateerde bedrijven en innovatie met bijbehorende werkgelegenheid. Bij netwerkbedrijven gaat het om investeringen in uitbreiding van de verbindingen met buurlanden en de uitrol van slimme netten en systemen. Effecten treden niet alleen op in de energiesector zelf, maar kunnen ook indirecte werkgelegenheid opleveren in andere bedrijven zoals producenten van machines voor de fabricage van zonnepanelen. Tot en met 2020 levert de hernieuwbare energieproductie naar verwachting 100.000 tot 200.000 bruto arbeidsjaren werk op in Nederland. 5. Transitie van brandstoffen voor transport naar elektriciteit De energie die nodig is voor transport en warmte wordt steeds vaker gecombineerd met elektriciteit. Door elektrische auto’s en auto’s op waterstof ontstaan op termijn nieuwe mogelijkheden voor het actieve management van het elektriciteitsnetwerk en de sturing van vraag en aanbod. Warmte wordt steeds vaker gewonnen met (elektrische) warmtepompen. Naar verwachting zal op termijn de elektriciteitsbehoefte door deze vraagverschuiving weer toenemen. Als gevolg van bovenstaande ontwikkelingen is de elektriciteitsprijs op dit moment laag en beweeglijk. Er is sprake van een overschot aan productiecapaciteit. De verwachting is dat – na ruwweg 5 jaar sanering – de elektriciteitsprijs zich zal herstellen, waarbij er een blijvende koppeling met de gasprijs zal blijven.2 2
Vraag en aanbod van elektriciteit.
De elektriciteitsmarkt is geen tastbare marktplaats. Energieleveranciers kopen elektriciteit in van elektriciteitsproducenten. Ze werken met langetermijncontracten (3 jaar) maar sluiten ook contracten op de leveringsdag zelf (intra-day-contracten). De meeste elektriciteitsgebruikers kopen hun elektriciteit van een leverancier tegen een vooraf afgesproken prijs. Andere gebruikers kopen hun elektriciteit rechtstreeks op de groothandelsmarkt of zijn zelf actief op de elektriciteitsbeurs. Er zijn drie verschillende plaatsen waar vraag en aanbod samen komen: Bilaterale markt Op deze markt kunnen producenten en leveranciers onderling afspraken maken. Bijvoorbeeld over de omvang, duur en termijn van elektriciteitslevering. Hier worden vooral termijncontracten afgesloten. OTC (over the counter) De OTC-markt werkt met gestandaardiseerde contracten, bijvoorbeeld voor een blok van 24 uur per dag. Op de OTC-markt brengen makelaars de vraag naar elektriciteit en het aanbod ervan bij elkaar. De meest verhandelde bloksoorten zijn baseload (een blok van 24 uur per dag een gelijk vermogen) en peakload (een blok met gelijk vermogen tussen 7.00 uur en 23.00 uur op werkdagen). Partijen kunnen op deze markt handelen zonder tussenkomst van een makelaar.
2
Gesprek ECN, 21 maart 2014
2
De beurshandel De APX Group exploiteert de elektriciteitsbeurs. Daar kunnen bedrijven (producenten, leveranciers, industrie, handelaars e.d.) contracten sluiten met de beurs. Het grote voordeel hiervan is dat de handel anoniem plaatsvindt. Niemand bang hoeft te zijn dat zijn handelspositie bekend wordt. De prijsvorming is daardoor helder en doorzichtig.
Het overgrote deel van de handel in elektriciteit vindt bilateraal plaats. In 2012 wisselde 82% van het totale verhandelde volume bilateraal van eigenaar3. De dagelijkse vraag naar elektriciteit is goed voorspelbaar, ondanks een variërende vraag en het feit dat elektriciteit niet gemakkelijk in grote hoeveelheden is op te slaan. Een mix van productietechnieken in de Europese landen kan efficiënt en rendabel voorzien in de behoefte aan elektriciteit. Deze wijze van produceren wordt ook wel ‘demand following’ genoemd. De elektriciteitscentrales met de laagste marginale kosten leveren de meeste elektronen. Naarmate de vraag toeneemt, worden de duurdere centrales ingeschakeld. De inzetvolgorde van de centrales op basis van hun marginale kosten wordt de ‘merit order’ genoemd. De netbeheerder (TenneT in Nederland) heeft met een beperkte mismatch tussen vraag en aanbod te maken die vaak goed voorspelbaar is. Voor het wegwerken van die mismatches heeft de netbeheerder een beperkte hoeveelheid, zeer flexibele, productiecapaciteit gecontracteerd; deze wordt slechts een beperkt aantal uren per jaar ingezet om de balans tussen de vraag en aanbod van elektriciteit te herstellen. Dit is een kostbare vorm van productie. Producenten maken afspraken over de hoeveel te produceren elektriciteit met Tennet. TenneT zorgt ervoor dat de te produceren hoeveelheid gelijk is aan het verwachte verbruik. Indien een producent op korte termijn toch niet in staat is om energie te leveren (per kwartier) ontstaat er onbalans. TenneT heft de onbalans op door het tekort elders door middel van de flexibele productiecapaciteit (duurder) aan te vullen. Aan de producent wordt ter compensatie een hoge boete berekend Een energieproducent wil onbalans vermijden en selecteert daarvoor flexibele productiecapaciteit in zijn portefeuille zodat hij snel op fluctuaties kan reageren en boetes kan vermijden. De productie en het verbruik van elektriciteit was in 2012, 119,6 TWh. Dit was iets lager dan in 2011 (122TWh). Het is de verwachting dat de productie en het verbruik in 2013 weer iets lager zullen zijn. Op langere termijn zal de elektriciteitsbehoefte wel stijgen. Dit wordt later in deze notitie uitgewerkt. 3
Energie transitie.
De transitie naar duurzame energie, de Energie-Transitie, wordt vanuit een aantal verschillende belangen gemotiveerd. In kort bestek zijn dit de verduurzaming van de economie; en verandering van de internationale markten (zoals schalieolie in de VS), en geopolitieke verhoudingen. Het belangrijkste instrument in Nederland om de transitie naar duurzame energie te stimuleren is de regeling ‘Stimulering Duurzame Energie’(SDE+). De SDE+ is een exploitatiesubsidie: d.w.z. dat er subsidie wordt gegeven voor de opgewekte duurzame energie en niet voor de productie-installatie zoals bij een investeringssubsidie. De kostprijs van duurzame energie is hoger dan die van grijze energie. De SDE+ vergoedt het verschil met de kostprijs van grijze energie over een periode van 5, 12 of 15 jaar, afhankelijk van de technologie, De SDE+ heeft één budget voor alle categorieën 3
VEMW (http://www.vemw.nl/nl/Elektriciteit/Elektriciteitsmarkt/Handelsplaatsen.aspx)
3
duurzame energie en wordt elk jaar gefaseerd opengesteld. In de eerste fase kunnen de ‘goedkopere’ technieken subsidie vragen. De subsidie loopt per fase op tot het budgetplafond bereikt is. Voor energie uit water bedraagt de looptijd op dit moment 15 jaar. De regeling gaat uit van een maximum basisbedrag van 0,15€ct/KWh. Er is een vrije categorie, waaronder nieuwe waterkrachtinstallaties, waarvoor een hoger basisbedrag mogelijk is. Het SDE+ budget voor 2014 is 3,5 miljard Euro. De regeling loopt tot 2020. Daarna kan een nieuw subsidiestelsel beschikbaar komen. Signalen uit Europa duiden erop dat de EU een gezamenlijke energie-politiek wil gaan vormgegeven. Dit zal dan hoogst waarschijnlijk zonder en subsidie-stelsel zijn.4 En neveneffect van de energie-transitie is dat de investeringscyclus voor de energieproductie korter is geworden.De levensduur van een normale energiecentrale (olie, kolen, gas, nucleair) is 30 tot 50 jaar. Dit betekent een redelijk lange doorlooptijd tot een nieuwe generatie van deze centrales. Bij nucleaire centrales werkt men nu aan de overgang naar de 4de generatie. De levenscyclus van windturbines en zonne-energie is echter korter: ca 10 tot 15 jaar. Dit betekent een snellere vervangingscyclus, en meer mogelijkheden voor vernieuwing en innovatie. Voor de getijdencentrale verwachten we dat nu ook turbines ontworpen kunnen worden met een kortere levensduur. Omdat dit soort turbines in een vroeg ontwikkelstadium zitten, is het de verwachting dat er een steile ontwikkelcurve kan optreden en het binnen redelijke termijn economisch voordelig kan zijn de centrale van nieuwe turbines te voorzien. Door te werken in een tweetal set van turbines, kan eventueel ook in kortere slagen en kleinere groepen gewerkt worden aan de verdere doorontwikkeling. Hierdoor kan de innovatiecurve steiler worden. De opgedane kennis van turbines kan in Nederland niet alleen worden toegepast in situaties met getijden, maar ook in bijvoorbeeld rivieren. 4
De rol van een getijdencentrale in de elektriciteitsmarkt
Getijdenenergie is voorspelbaar. Het tij heeft een stabiel patroon en volgt een sinusfunctie die van te voren vast staat. De wind kan daarbij zorgen voor enige variatie. Getijdenenergie combineert voorspelbaarheid met lage marginale kosten. Hiermee is getijdenenergie zeer flexibel en kan ze een plaats krijgen vooraan in de “merit order”. Bij grootschalige toepassing kan getijdenenergie een wezenlijke bijdrage hebben in de energietransitie. De getijdencentrale in de Brouwerdam zal een geïnstalleerd vermogen hebben tussen de 9 en 70MW5. Hiermee heeft de geproduceerde elektriciteit geen merkbaar invloed op het totale aanbod van elektriciteit. Op de energiemarkt zal de getijdencentrale verschillende producten kunnen leveren: Groencertificaten voor duurzame energie Hoeveelheid MWh op lange termijn; Fijneregeling te verkopen op de APX (1 dag tevoren) Regelcapaciteit van minuut tot minuut om onbalans te voorkomen. Het is ook mogelijk niet op de markt te komen, en energie op te wekken voor eigen gebruik. Dat kan voor overheden, of deelnemers. Soms zal een getijdencentrale zelf energie nodig hebben om de opbrengst te maximaliseren. Het is mogelijk om de opbrengst van energie te variëren: de energie gaat
“Het idee van de Commissie is subsidies rond 2017 te vervangen door markt-mechanismen. Daaraan voorafgaand moeten pilots uitwijzen of dat kan. Zo wil de Commissie feed-in tarieven voor elektriciteit vervangen door feed-in premies die worden opgehoest door consumenten en industrieën.”. In Cobouw 14-04-2014 5 Cf referentie businesscase getijden centrale Brouwersdam 4
4
niet verloren. Ook kan (op beperkte schaal) energie worden opgeslagen. Er kan een strategische verbinding worden gelegd met bijvoorbeeld windenergie tot één product. De getijdencentrale heeft een extra toegevoegde waarde in een portfolio van andere duurzame energiebronnen, mits ze goed regelbaar (snel op- en af te schakelen) is. Vanuit deze functie kan ze immers een onverwacht tekort (onbalans) vanuit de andere bronnen opvangen. Voor de Getijdencentrale Brouwersdam zou hiermee bijvoorbeeld de bedrijfsvoering van een lokaal windpark verbeterd kunnen worden. De getijdencentrale kan worden geoptimaliseerd op haar business model: een operator maakt deze keuze. De operator helpt in de keuzes bij het ontwerp en bij de operations, en zoekt een optimum binnen de (maatschappelijke) randvoorwaarden. Welke markten wil de operator bedienen; welke turbines zijn daarvoor noodzakelijk. Een andere keuze is de vraag of de centrale voor een of twee stroomrichtingen wordt geoptimaliseerd. De productie en maximalisatie van energie in de Brouwersdam staan in relatie met de zorg voor een goede waterkwaliteit van de Grevelingen. In de cyclus van een jaar kan het voorkomen dat de zorg voor waterkwaliteit prevaleert boven de productie van energie. In dergelijke gevallen zal de turbine stationair meedraaien om het maximale debiet dat op dat moment nodig is te garanderen. Dat zal vooral in de zomermaanden het geval zijn (seizoenscentrale). Vraag is in welke mate we vooraf goed het beheersregime voor de Grevelingen in verband met de waterkwaliteit kunnen bepalen. Mocht tijdens de operations fase toch een ander regime nodig zijn dan heeft dit een impact op de businesscase van de exploitant. De seizoenscentrale heeft als voordeel dat in de maand augustus de Nederlandse energiemarkt ruim is door een lagere energiebehoefte (vakanties etc). Uitzondering daarop zijn de tijden dat de productie lager is door gebrek aan koelwater; dan is het aanbod onevenredig veel lager. 5
Rondom een getijdencentrale zijn vele spelers belangrijk, met hun belangen en risico’s die ze managen: Op de elektriciteitsmarkt in Nederland zijn verschillende soorten spelers actief. Dit zijn producenten van elektriciteit, leveranciers van elektriciteit, (groot)handelaren in elektriciteit, en de netbeheerders en meetbedrijven. De netbeheerder is als nutsbedrijf verantwoordelijk voor het fysieke transport van elektriciteit. Er is een landelijke beheerder (TenneT) en vele regionale beheerders: nabij de Brouwersdam zijn dat Delta en Stedin. In Nederland is de netbeheerder in zijn regio monopolist. Hij moet een door de overheid gereguleerd tarief hanteren, het capaciteitstarief. Hoewel de meeste consumenten alleen elektriciteit afnemen, zijn er ook bedrijven en consumenten die elektriciteit produceren, terugleveren. De verschillende spelers managen hun belangen:
Exploitant/Operator: De risico’s van een suboptimale opbrengst Energieafnemers en Retail: Prijsrisico en afzetrisico Grootverbruikers: Prijsrisico en afzetrisico Grootverbruikers/exploitant: Geoptimaliseerde opbrengst naar eigen behoefte Traditionele energiereuzen: Goede mix van energiesoorten Duurzame energie-exploitanten: Inzet van duurzame energie; Retail Coöperaties: Investering en Retail naar deelnemers. Vaak met een ideële inslag. Financiers/investeerders: Bouwrisico’s, exploitatierisico’s. Soms ook met een ideële inslag. Etc: ….Bouwers, fabrikanten van turbines, netbeheerders, projectontwikkeling,
Indien de investering eenmaal is gedaan, zijn met name de marginale kosten van belang voor het in stand houden van de centrale.
5
Op de markt is op dit moment een overcapaciteit aan niet duurzame energie. De energiegiganten die in Nederland actief zijn boekten afgelopen jaar verlies. 6
Denkrichtingen voor exploitatie:
Het is de vraag of overheden goed in staat zijn om de risico’s die specifiek samenhangen met een getijdencentrale zelf goed kunnen managen (eventueel met een adviseur), of dat daarbij een (risicodragende) partner vanuit de markt nodig is. We zien de getijdencentrale in grote lijnen in de volgende varianten: In een Gemeenschappelijke Regeling met een NV (Met name gunstig voor productie voor eigen gebruik) Met een Exploitant en een Afnemer Met een Exploitant Met een Coöperatie In de huidige regelgeving kan een coöperatie voordelig energie leveren aan haar leden indien ze in dezelfde “postcoderoos” woonachtig zijn: de postcodegebieden met de nevengelegen postcodegebieden. In deze gebieden wordt een beperkt deel van de transportkosten in rekening gebracht, en is ook een voordeel voor de energiebelasting (achter de meter). 7
Stappen in het denkproces:
Een visie op de energiemarkt moet de betrokken overheden helpen positie te kiezen voor de getijdencentrale. Een belangrijke onderliggende vraag is hoe dominant de energie-exploitatie isvoor de verschillende varianten van de centrale die worden overwogen. Ook belangrijk zijn de specifieke kansen en bedreigingen voor de energie-exploitatie. 1 Naar de markt gaan of binnen overheidswereld blijven: a. Energie gebruiken in eigen huis b. Zelf verkopen 2 Naar de markt voor een exploitant/operator of niet? 3 Wie doet de optimalisatie binnen de randvoorwaarden a. Optimalisatie operations, strategie en tactiek In ons denkproces zien we enerzijds een samenhang tussen 1. de fysieke opzet van de centrale met doorlaat en dam, met de organisatie van het ontwerp en de bouw. (fysieke kant). 2. de opzet van het consortium, de institutionele inbedding, exploitatie en de financiering. (monetaire en organisatorische kant). Het kan een goede oefening voor de marktbenadering zijn om een verkenning te doen naar de mogelijke consortia met hun kenmerken. Als aanzet kunnen we al de onderstaande karakteristieken gebruiken: Traditionele, conventionele energieconsortia die op zoek zijn naar portfolioverbreding (wind)coöperaties die op zoek zijn naar extra opties en aanvulling portfolio Consortia die buiten het elektriciteitsnetwerk om decentraal waterstof op willen wekken. Toetreders tot de internationale markt die op zoek zijn naar een showcase; Grote energieverbruikers die op corporate niveau een icoonproject voor duurzaamheid zoeken Een Gemeenschappelijke Regeling van lokale overheden die mede voor eigen energiebehoefte de centrale exploiteren.
6
Lokale retailers die kans zien om dit product in de omgeving specifiek te vermarkten.
8
Vervolg
Onderzoeken en opstellen van scenario's van technische oplossingen en bijbehorende institutionele vormen, wijze van financiering en wijze van exploitatie. Hierbij gaat het om het isoleren van relaties die tussen de variabelen (kunnen) bestaan en het benoemen van factoren die invloed op die relaties hebben.
Elementen van de visie in een later stadium gebruiken voor het vormgeven van de marktbenadering.
9
Verantwoording
Dit beeld is samengesteld door de leden van het projectteam GCBD op basis van Literatuuronderzoek; Een workshop over de elektriciteitsmarkt Expertadvies van de RebelGroup, ECN en TUDelft Gesprekken met potentiele afnemers zoals Keppel-Verolme, Heineken, Akzo-Nobel en Huntsman Gesprekken met financiers zoals Triodos, ASN en … Gesprekken met (wind)coöperaties Beelden uit de marktconsultatie en de Joint Fact Finding.
7
