24/06/15 Analyse af omkostninger ved afbrydelser af elforsyning Udarbejdet af DAMVAD For information on obtaining additional copies, permission to reprint or translate this work, and all other correspondence, please contact: DAMVAD [email protected] www.damvad.com Copyright 2015 2 ANALYSE AF OMKOSTNINGER VED AFBRYDELSER AF ELFORSYNING | DAMVAD.COM Indholdsfortegnelse 1 Sammenfatning 4 1.1 Hovedkonklusioner 4 2 Resume (Engelsk) 8 2.1 Main findings 8 3 Introduktion 10 3.1 Baggrund for analysen 10 3.2 Danmark og forsyningssikkerhed 10 4 Metode og datagrundlag 12 4.1 Forbrugersurveys 12 4.2 Datagrundlag 13 4.3 Omkostningsestimationer 14 5 Omkostninger for forskellige forbrugergrupper 15 5.1 Absolutte omkostninger ved elforsyningssvigt 15 5.2 Typer af omkostninger ved elforsyningssvigt 16 5.3 Omkostningsestimater 21 6 Betydning af om afbruddet er planlagt eller ej 24 6.1 Reduktion ved varsling 24 6.2 Nødvendig varslingstid 26 7 Betydning af tidspunkt på døgnet, ugen og året 28 8 Betydning af strømsvigtforanstaltninger 30 9 Analysens resultater i international sammenhæng 32 9.1 Svarprocent og kompleksitet 33 9.2 Danmark versus øvrige lande 34 10 Metodebilag 35 Forbrugersurveys 35 10.1 Datagrundlag 36 10.2 Kvalitetssikring af besvarelser 37 10.3 Repræsentativitet af analysens datagrund 38 10.4 Omkostningsestimeringmetode 39 11 Litteraturbillag 43 12 Bilagstabeller 48 ANALYSE AF OMKOSTNINGER VED AFBRYDELSER AF ELFORSYNING | DAMVAD.COM 3 1 Sammenfatning Formålet med denne analyse er at undersøge om- dustrivirksomheder vil fx typisk have et højere elfor- kostningerne for forskellige forbrugergrupper ved brug end servicevirksomheder. Derfor beregnes planlagte og ikke-planlagte afbrydelser af elforsy- normaliserede omkostninger for samtlige forbruger- ning. Analysen er finansieret af Energistyrelsen, og grupper ved at sætte omkostningerne i forhold til indgår som delrapport i ”Elforsyningssikkerhed i den mængde strøm i kWh, som virksomheden ikke Danmark”. får leveret ved et givent afbrudsscenarie. De norma- liserede omkostninger svarer samtidigt til den værdi Forbrugergruppers omkostninger er særligt rele- virksomhederne indirekte tillægger forsyningssik- vante i lyset af den nye definition af forsyningssik- kerhed målt i kroner per kWh. kerhed, hvor nuanceringen "når strømmen efter- spørges" lægger op til at frivilligt, planlagt afkobling Analysen peger på, at industri og service virksom- af forbrugere kan bidrage til elforsyningssikkerhe- heder har signifikant højere omkostninger sammen- den. lignet med landbruget og husholdningerne. Den ty- piske servicevirksomhed har fx omkostninger ved Analysen bygger på en spørgeskemaundersøgelse en afbrydelse på 4 timers varighed på 276 kr./kWh blandt forbrugergrupperne: husholdninger, industri, og den typiske industrivirksomhed har omkostnin- landbrug og private serviceerhverv. I alt har 645 ger på 136 kr./kWh. Til sammenligning er landbru- virksomheder og 1.001 husholdninger besvaret un- gets og husholdningers omkostninger på hhv. 22 og dersøgelsen. Grundet emneområdets kompleksitet 29 kr./kWh. Størrelsesorden af omkostningerne og har svarprocenterne for virksomhederne været for- rangeringen af forbrugergrupperne imellem er på holdsvis lave. Det må samtidig formodes, at virk- linje med resultater fundet i andre studier af omkost- somheder med høje omkostninger ved elafbrydel- ninger af elafbrydelser bl.a. i Norge, jf. Kjølle (2008). ser har haft en større tilskyndelse til at deltage. Det betyder, at analysens resultater skal tolkes med en Alle forbrugergruppernes omkostninger per tabt vis varsomhed, og at omkostningsestimaterne kan kWh stiger jo længere afbruddet varer indtil afbrud være et overkantskøn. af 4 timers varighed. Herefter er omkostningerne faldende eller konstante for virksomhederne, mens Analysen kortlægger forbrugernes direkte mone- de er svagt stigende for husholdningerne, jf. figur tære omkostninger ved el-afbrydelser. Omkostnin- 1.1. I et norsk studie, Kjølle (2008) og i et lignende gerne bestemmes ift. varigheden af el-afbrydelsen, italiensk studie, Bertazzi et al. 2005, blev der også hvornår på døgnet, ugen og året el-afbrydelsen fin- fundet faldende normaliserede omkostninger for der sted samt om afbrydelsen er varslet. virksomhederne efter en vis varighed. For begge studier begyndte de normaliserede omkostninger 1.1 Hovedkonklusioner dog allerede at falde efter en times afbrud – også for husholdningerne. Omkostninger for forskellige forbrugergrupper For at kunne sammenligne omkostninger ved elaf- For afbrud af helt kort varighed (1 minut) har indu- brydelser på tværs af forbrugergrupper er det nød- strivirksomhederne de højeste omkostninger, mens vendigt at tage højde for, at virksomheders produk- omkostningerne for landbrug, service og hushold- tion i forskellig grad afhænger af elforsyningen. In- ninger er tæt på nul. Selv en kort strømafbrydelse i industrien kan medføre forstyrrelser i produktionen, 4 ANALYSE AF OMKOSTNINGER VED AFBRYDELSER AF ELFORSYNING | DAMVAD.COM hvorimod det ikke i nær samme grad forstyrrer de Samlet set kan det konkluderes, at hvis el-systemet øvrige sektorer. I en servicevirksomhed kører com- har behov for at kompensere forbrugerne for afbry- puteren fx blot videre på det interne batteri, og i en delser, så vil det for et et-minuts afbrydelse være landbrugsvirksomhed betyder det heller ikke ret me- forbundet med færrest omkostninger pr. kWh at af- get, at fx den automatiske fodring eller ventilationen bryde landbruget, service eller husholdningerne. ikke fungerer et kort øjeblik. For husholdningerne Ved afbrydelser af en time eller længere varighed virker det også ret indlysende at en ganske kort af- vil det være forbundet med færrest omkostninger at brydelse ikke medfører mange gener. afbryde husholdningerne og landbruget. Når der ses på hvilken type omkostninger virksom- FIGUR 1.1 hederne oplever ved et elforsyningssvigt, fremstår Normaliserede omkostninger(kr./kWh) som funktion tabt produktion og ekstra omkostninger for at ind- af varighed, median hente tabt produktion som de vigtigste årsager. Til- 1.000 sammen udgør disse knap halvdelen af de samlede omkostninger for landbrug og service, og to tredje- 100 dele af industriens omkostninger. Forbrugergrupperne har også omkostninger ved 10 elafbrydelser, som er svære at værdisætte. Eksem- pelvis angiver mere end 55 pct. af industri- og ser- Timer 1 vicevirksomhederne, at et elafbrud har direkte be- 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 tydning for deres kunder. Landbrugsvirksomhe- Landbrug (N=110) Industri (N=147) derne oplever problemer med ventilation og tempe- Service (N=331) Husholdning (N=897) ratur i stalde, udsat malkning, panik blandt høns som forstyrrer æglægning samt generelle proble- Kilde: DAMVAD 2015 mer med stres og dyrevelfærd. Note: Omkostningsfunktionerne er præsenteret for referencescenariet ved lineær interpolering mellem de fire afbrydelsesvarigheder: 1 minut, 1 time, Betydningen af om bruddet er planlagt eller ej 4 timer og 12 timer. Logaritmisk skala. Analysen peger på at varsling kan bidrage til en be- tydelig reduktion af omkostninger for samtlige for- Efter en times afbrud er de normaliserede omkost- brugergrupper. ninger højere for servicevirksomhederne end for de øvrige sektorer, herunder også industrien. De høje Med en varsling af en el-afbrydelse på blot to timer omkostninger for servicevirksomhederne ved afbry- kan landbrugserhvervene, serviceerhvervene og delser af lidt længere varighed hænger sammen husholdningerne gennemsnitligt reducere deres med at servicesektoren er langt mindre elforbrugs- omkostninger med knap en tredjedel. Resultaterne intensiv end industrien. Så snart en strømafbrydelse viser, at industrivirksomhederne har brug for lidt medfører produktionsstop i servicesektoren er om- længere varsling for at opnå tilsvarende reduktio- kostningen derfor relativ høj i forhold til den mang- ner. lende ellevering. Øges varslingstiden til 24 timer forud for elafbrud- det, kan samtlige forbrugergrupper reducere sine ANALYSE AF OMKOSTNINGER VED AFBRYDELSER AF ELFORSYNING | DAMVAD.COM 5 omkostninger med ca. 40 pct. Især industrien og synspunkt at have fleksibelt forbrug for såvel hus- serviceerhvervene oplever gavn af den øgede vars- holdninger som landbrug i vinterhalvåret, hvor den lingstid fra 2 til 24 timer. normaliserede omkostning er lavest, mens der ikke er stærke indicier på sæsonvariation for service og Samlet set indikerer undersøgelsen, at alle forbru- industrivirksomheder. gergrupper har brug for mellem 8 og 24 timers var- sel for at kunne reducere omkostningen mest mu- Betydning af ugedag ligt. Industrien har dog generelt brug for længere Når der ses på betydningen af, om en elafbrydelse varslingstid end de øvrige grupper, hvilket nok skyl- sker i hverdagen vs. i en weekend/helligdag, tyder des, at de i højere grad skal planlægge/omstille pro- resultaterne på, at det har nogen betydning for er- duktionen. hvervslivet, mens ændringen i omkostningerne for husholdningerne er ubetydelig. Betydningen af årstid Årstid har ganske omfattende betydning for især De absolutte omkostninger falder, ikke overra- landbruget og husholdninger, mens der ikke er no- skende, ganske betydeligt med 50-58 pct. for ser- gen særlig sæsonvariation i omkostningerne for ser- vice- og industrivirksomhederne, såfremt afbruddet vice- og industrivirksomhederne. sker i en weekend frem for på en hverdag. Faldet i absolutte omkostninger er dog mindre end faldet i Landbrugsvirksomhedernes absolutte omkostnin- forbrugernes strømforbrug i weekenden. Det bety- ger øges således i sommerhalvåret med gennem- der, at omkostningerne per kWh kun er ca. 16 pct. snitligt 15 pct., og de normaliserede omkostninger lavere for servicevirksomhederne, mens industri- med 35 pct. Mens landbruget typisk har lidt højere virksomhederne faktisk har 11 pct. større omkost- absolutte omkostninger ved et elforsyningssvigt om ninger per kWh, hvis afbruddet sker i weekenden, jf. sommeren, fx pga. øget aktivitet i forbindelse med tabel 1.2. Dette kan måske forklares ved, at indu- såning, høst og vanding, er den øgede aktivitet ikke strivirksomhederne har automatiserede processer forbundet med en tilsvarende stigning i strømforbru- som også kører i weekenden, hvor et elafbrud vil get. Omkostningen per kWh øges således betyde- være ekstra omkostningsfuldt. ligt i sommerhalvåret. TABEL 1.2 Ændring i omkostninger på weekend-/helligdag ift. Husholdningernes sæsonafhængige omkostninger hverdag i absolutte (kr.) og normaliserede omkost- fx omkostninger ved manglende opvarmning og lys ninger (kr./kWh) i vinterhalvåret, mere end modsvares af husholdnin- Landbrug Industri Service Husholdning gernes øgede strømforbrug i vinterhalvåret. Såle- Absolut 7,4% -58,1% -49,9% -0,2% des, medfører et elafbrud i sommerhalvåret fremfor Normaliseret 17,4% 11,0% -16,3% -5,2% i vinterhalvåret 36 pct. højere omkostninger per Kilde: DAMVAD 2015 kWh for husholdningerne. Note: Gennemsnitlige ændringer Antages omkostningerne af elforsyningen kon- Til sammenligning kan nævnes, at et norske studie, stante over sæson, indikerer analysen altså, at det Kjølle (2010) fandt frem til faldende omkostninger bedst kan betale sig ud fra et samfundsøkonomisk på weekenddage i forhold til hverdage for både ser- vicevirksomheder og industrivirksomheder. 6 ANALYSE AF OMKOSTNINGER VED AFBRYDELSER AF ELFORSYNING | DAMVAD.COM For landbruget er der tale om en svag stigning på 7 det om aftenen/natten mellem kl. 20-06 stiger hus- pct. i de absolutte omkostninger ved et afbrud i holdningernes omkostninger med 76 pct. Hushold- weekenden. Dette kan hænge sammen med, at ninger anvender mindre strøm om aftenen/natten landbruget fx har ikke-udsætteligt fodrings-, malk- (efter madlavning er færdig), og omkostninger ved nings- og vandingsarbejde, der er relativt dyrere at ikke at kunne anvende fx stereoanlæg/tv/internet er opretholde ved et strømafbrud i weekenden fremfor stor ift. hvor stort elforbruget er. på en hverdag. Sammen med et lavere strømfor- brug i weekenden, medfører det, en stigning på 17 Analysen peger på, at det ‘bedst kan betale sig’ at pct. i landbrugets omkostninger per kWh, hvis af- målrette fleksibelt forbrug mod landbruget og hus- bruddet sker i weekenden. Dette stemmer ret god holdningerne i dagtimerne, og mod industri- og ser- overens med det norske studie, Kjølle (2010), hvor vicevirksomheder i aften/natte timerne. der også blev fundet en cirka 15 pct. højere omkost- ning i weekenden end på hverdage for landbrugs- Betydningen af forbrugeres strømsvigtsforanstalt- virksomheder. ninger En stor del af virksomhederne i undersøgelsen har Betydning af tidspunkt på dagen foretaget strømsvigtsforanstaltninger. Blandt land- Tidspunktet på dagen for afbrydelsen har stor be- brugsvirksomhederne har 69 pct. en eller anden tydning for samtlige forbrugergrupper. Industri- og form for strømsvigtsforanstaltning. Til sammenlig- servicevirksomheder har højest omkostninger per ning har 51 pct. og 46 pct. af hhv. service- og indu- tabt kWh inden for normal arbejdstid (08-16). Mens strivirksomhederne investeret i strømsvigtforan- landbruget og husholdninger har klart højest om- staltninger. kostninger om aftenen/natten. De virksomheder, der har foretaget strømsvigtsfor- Servicevirksomhedernes omkostninger kan særligt anstaltninger, har generelt ikke lavere omkostninger reduceres, hvis afbruddet sker om morgenen inden per kWh end de virksomheder, der ikke har gen- kl. 8 (-23 pct.), eller om aftenen/natten efter kl. 20 (- nemført nogen foranstaltninger. I serviceerhver- 20 pct.). Mens industrivirksomhedernes omkostnin- vene har de faktisk væsentligt højere omkostninger ger særligt kan reduceres, hvis afbruddet sker om per kWh. aftenen/natten efter kl. 20 (-16 pct.). Dette kan virke kontraintuitivt, men kan dække over, Landbrugets omkostninger er lavest inden for nor- at strømsvigtsforanstaltninger kun delvist reducerer mal arbejdstid. Sker afbrydelsen mellem kl. 16-20 virksomhedernes omkostninger, og at der også er stiger omkostninger per kWh med 20 pct. og efter omkostninger forbundet ved selve driften af nød- kl. 20 stiger omkostninger med hele 45 pct. ift. en strømsanlæg. Det virker samtidigt plausibelt, at de afbrydelse mellem kl. 08-16. Forklaringen kan fx virksomheder, der har investeret i strømsvigtsforan- være, at elektrisk lys, ventilation og lign. er mere kri- staltninger inden investeringen, havde højere om- tisk efter kl. 16. kostninger ved afbrud end lignende virksomheder. For husholdningerne er omkostningerne ved et elaf- brud per kWh lavest mellem kl. 16-20. Sker afbrud- ANALYSE AF OMKOSTNINGER VED AFBRYDELSER AF ELFORSYNING | DAMVAD.COM 7 2 Resume (Engelsk) The purpose of this analysis is to examine the costs  All consumer groups' losses per kWh increased to different consumer groups caused by planned the longer the outage lasted up until 4 hours. and unplanned power outages. The analysis is After this, the costs either fell or remained con- funded by the Danish Energy Agency and included stant (see Figure 2.1). as a sub-report in the study “Security of power sup-  Overall, it is concluded that if the power system ply in Denmark”. is required to compensate consumers for inter- ruptions, a one-minute break should be associ- Consumer groups' costs are particularly relevant in ated with the lowest costs per kWh for interrupt- light of the new definition of security of power sup- ing agriculture, services, or household interrup- ply, where the nuances "when electricity is de- tions. Outages that have a duration of an hour manded” allows that a voluntary and planned de- or longer should be associated with the lowest coupling of consumers can contribute to ensuring costs for household and agricultural interrup- the security of power supply. tions. The analysis is based on a survey of the following FIGURE 2.1 NORMALIZED COSTS (KR/kWh) AS A FUNCITON consumer groups: households, industry, agricul- OF DURATION, MEDIAN ture, and the private service sector. A total of 645 1.000 companies and 1,001 households responded to the survey. Due to the complexity of the subject area, the response rates for companies was relatively 100 low. By extension, it is likely that companies that ac- crued high costs from electrical outages had a 10 greater incentive to participate. Therefore, the re- sults of the analysis should be interpreted with cau- Timer tion, and the cost estimates put forth in the report 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 may be on the high side. Landbrug (N=110) Industri (N=147) The analysis identifies the direct monetary costs to Service (N=331) Husholdning (N=897) consumer accrued from electrical outages. The cost is determined in relation to the duration of the power Source: DAMVAD 2015 Note: The cost functions are presented in the reference scenario by linear outage, the time of day, week, and year the power interpolation between the four interruption durations: 1 minute, 1 hour, 4 hours, and 12 hours with a logarithmic scale of 50 percent of households, outage occurred, and weather the power outage indicating a cost of 0 kr. by power outage for 1 minute and 1 hour, respec- was expected. tively. 2.1 Main findings The importance of whether or not the power out- age is planned Costs for different consumer groups  Prior-notifications of power outages can contrib-  The analysis suggests that industrial and ser- ute to significant cost reductions across all con- vice companies have significantly higher costs sumer groups. A notification of just two hours compared to agricultural companies and house- can give agricultural companies, service indus- holds tries, and households cost reductions of almost 8 ANALYSE AF OMKOSTNINGER VED AFBRYDELSER AF ELFORSYNING | DAMVAD.COM one third, on average. The results show that in- accrued costs, and there are further costs asso- dustrial companies need slightly earlier notifica- ciated with operating emergency power sys- tions to achieve similar reduction. tems. Therefore, it is plausible that companies  Overall, the survey indicates that all consumer that have invested in power outage measures groups need between 8 and 24 hours prior-no- have higher costs during interruptions. tice about power outages to reduce costs as much as possible. The importance of the season, date, and time  In agricultural companies and households, the seasons are especially important, while sea- sonal variation has little effect on costs in ser- vice and industrial companies.  The results suggest that there is no impact on costs for businesses whether power outage oc- cur in everyday life vs. on weekends/holidays, while the change in costs for households in neg- ligible.  The time of day during the outage is very im- portant for all consumer groups. Industrial and service companies accrue the highest costs per kWh during normal working hours (08-16), while agricultural companies and households have the highest costs during the evening/nighttime. The importance of consumer power failure measures  A significant portion of the companies surveyed have taken blackout measures. Among agricul- tural companies, 69 percent have some sort of power outage measure. In comparison, 51 per- cent and 46 percent of service and industrial companies have invested in power outage measures, respectively.  Companies that have taken blackout measures generally have lower costs per kilowatt than companies that have not. In service industries, there is a significantly higher cost per kWh. This may seem counterintuitive, but implementing power failure measures only partially reduces ANALYSE AF OMKOSTNINGER VED AFBRYDELSER AF ELFORSYNING | DAMVAD.COM 9 3 Introduktion 3.1 Baggrund for analysen 3.2 Danmark og forsyningssikkerhed I januar 2015 igangsatte Energistyrelsen et samar- Danmark har en høj grad af forsyningssikkerhed og bejde med centrale aktører i energisektoren for at havde i perioden 2009-2013 EU's andet højeste ni- definere, hvordan udviklingen i elforsyningssikker- veau af elforsyningssikkerhed målt på afbrudsmi- heden på kort og mellemlang sigt skal vurderes nutter kun overgået af Luxemburg. For at sikre for- fremover. syningssikkerheden sørger Energinet.dk for at have rådighed over en vis mængde reserve- og reguler- I 2005 blev Energistyrelsen og de daværende sy- kraftkapacitet, hvilket er forbundet med omkostnin- stemansvarlige, Eltra og Elkraft System enige om at ger. Behovet for reserve- og regulerkraftkapacitet definere elforsyningssikkerhed som ”sandsynlighe- forventes at vokse i fremtiden i takt med at andelen den for, at der er el til rådighed for forbrugerne”. De- af vedvarende energi i elforsyningen stiger. Analy- finitionen blev udvidet i Energistyrelsens rapport, sen er dermed særlig aktuel i lyset af den øgede Analyse af elnettets funktionalitet, fra foråret 2014 til vindmølleudbygning i Danmark samt nedgang i re- ”sandsynligheden for, at der el til rådighed for for- gulerbar termisk produktionskapacitet, og de udfor- brugerne, når den efterspørges”. dringer det medfører for opretholdelse af forsy- ningssikkerheden. Nuanceringen, ”når den efterspørges” åbner for, at frivillig, planlagt afkobling af forbrugere kan bid- Analysen er ligeledes aktuel i lyset af den i decem- drage til elforsyningssikkerheden, og bør dermed ber 2014 udkomne rapport fra udvalget for el-regu- indgå i opgørelsesmetoden for elforsyningssikker- leringseftersynet "En fremtidssikret regulering af el- hed. Frivillige afbrud har historisk ikke spillet en rolle sektoren", hvor det anbefales at forbrugerne skal i elforsyningssikkerhed, men på sigt kan afbrydeligt kompenseres ved lav leveringskvalitet. forbrug komme til at spille en rolle i sikring af en på- lidelig og omkostningseffektiv elforsyning. I dag er Fra et samfundsøkonomisk perspektiv bør den sy- der en begrænset viden om forskellige forbrugeres stemansvarlige kun garantere elforsyningen i det villighed til at få afbrudt deres forbrug, samt hvad de omfang forbrugerne er villige til at betale omkostnin- vil skulle have i økonomisk kompensation. gerne for leveringssikkerheden. Forbrugernes beta- lingsvillighed vil være lig deres omkostninger i til- Projektets formål har på den baggrund været, at un- fælde af afbrydelser i elforsyningen. Analysen af de dersøge omkostningerne for forskellige forbruger- enkelte forbrugergruppers betalingsvillighed for for- grupper ved planlagte og ikke-planlagte afbrydelser syningssikkerhed kan dermed bidrage til at forstå, af elforsyningen. Dermed opnås helt ny viden om om det fra et samfundsøkonomisk perspektiv vil forbrugernes villighed til at få afbrudt deres forbrug, være billigere at kompensere forbrugerne frem for herunder hvilken økonomisk kompensation de skal at betale for den nødvendige reserve- og reguler- have for at acceptere afbrydelser. kraftkapacitet, ligesom den også kan bidrage til at bestemme det samfundsøkonomiske optimale ni- veau for forsyningssikkerheden. Tidligere internationale studier har vist, at forbruger- nes omkostninger afhænger af forbrugergruppe 10 ANALYSE AF OMKOSTNINGER VED AFBRYDELSER AF ELFORSYNING | DAMVAD.COM