Solar energy : is it profitable for agricultural companies to invest in solar energy?

Samhället är idag mycket beroende av energi. En stor del av energiproduktionen sker idag med hjälp av fossila bränslen, som har en stor påverkan på växthuseffekten. Enligt Sveriges riksdags miljömål ska klimatutsläppen minskas med 40 % till år 2020. Ett led i att lyckas med den minskningen är att öka produktionen av förnyelsebar energi. Solenergi är en förnyelsebar energiproduktion som kan bidra till minskad miljöpåverkan. Syftet med studien är att på en grundläggande nivå ta fram en kalkylmall som kan underlätta beslutsprocessen för lantbruksföretag i olika delar av landet vid investering i solenergi. I studien har vi undersökt flera bakomliggande ekonomiska faktorer som påverkar en investering i solceller. De ekonomiska faktorer som har störst inverkan på investeringen är om företaget får statligt investeringsstöd eller inte och vilket pris företaget får för den sålda överskottselektriciteten. En viktig faktor som påverkar produktionen för anläggningen är i vilket väderstreck anläggningen är placerad, en placering i direkt söderläge är mest effektivt. Genom att placera en fiktiv gård på tre olika platser i landet har vi kunnat studera vilken inverkan placeringen har på investeringen. En anläggning placerad på sydligare breddgrad i landet gav en lägre investeringskostnad per producerad kilowattimme. Metoden i studien har varit att genomföra tre fallstudier där vi belyser tre olika utfall för vardera fallstudie av investeringen. De utfall av fallstudierna som var mest ekonomiskt försvarbart innefattade att företaget fick både statligt investeringsstöd och högt pris på såld överskottselektricitet. Beroende på placering i landet gav det bästa utfallet av investeringen en vinstmarginal mellan 39 % och 41 %. Det sämsta utfallet gav en vinstmarginal mellan minus 11 % och minus 15 % för investeringen. Vi tycker solceller är intressanta att investera i ur flera aspekter. Speciellt med tanke på det ekonomiska resultaten från vissa av utfallen som beskrivs i studien.The community is very depended of energy. A big amount of the energy production today is made from fossil fuels that have a big impact on greenhouse gases. According to the Swedish governments environmental targets we have to reduce the climate emissions with 40 % until year 2020. One way to reduce the climate emissions is to produce more renewable energy. Photovoltaic is one of the renewable energy types that can help us to reduce our impact on the environment. The purpose with the study is to create a calculation tool in a basic level to determine if it´s profitable for agricultural companies to invest in photovoltaic, depending on where in Sweden they are located. In the study we investigated several economic factors that affects if it´s interesting to invest in photovoltaic or not. The financial factors that have biggest impact on the investment are if the company gets the government investment support and the price that the company gets paid for the sold electricity. One other factor that has a big impact is in which cardinal the facility is build, the most profitable cardinal is south. To figure out how the location of the facility impacts the cost of the investment we made a fictive farm that we placed in three different locations in the country. The facility that was placed on a more southern latitude had a lower cost per produced kilowatt hour. The method in the study is to make three case studies that looks in three different outcomes for the investment. The most profitable outcome of the case studies was when the company got both the government investment support and a high price for the sold electricity. Depending on the location in the country the best outcome gave a profit margin between 39 % and 41 %. The worst outcome gave a profit margin between minus 11 % and minus 15 % for the investment. We think photovoltaic is very interesting to invest in according to several different reasons. Specially consider the profit margin in some of the outcome in the study

Investeringsbeslut för kraftvärmeproduktion i skogsindustrin

Mänskligheten står inför många utmaningar. Påtaglig är den förändring av klimatet som sker till följd av mänsklig aktivitet. En förändring av den globala energiförsörjningen är ett måste för att undvika ytterligare klimatförändringar. Fortsatta åtgärder bör vidtas för att minska användandet av fossila bränslen som kol, olja, och naturgas och istället öka användningen av långsiktigt uthålliga och miljövänliga energikällor. Skogsindustrin har alltid varit en stor användare av elkraft. Till följd av 1990-talets reformer, skärpta miljökrav och införandet av elcertifikatsystemet tillsammans med stigande elpriser har möjligheter skapats för skogsindustrin att genomföra investeringar i kraftvärmeproduktion. Denna studie syftar till att kartlägga den framtida utvecklingen av kraftvärme i skogsindustrin (massa- och pappersindustrin), där elcertifikatsystemets påverkan är i fokus. Ett särskilt intresse riktas till vad som sker med de befintliga anläggningar som fasas ut ur elcertifikatsystemet, med början vid utgången av år 2012. Ytterligare syfte med studien är att studera hur elcertifikatsystemet påverkar investeringsbesluten hos skogsindustriföretag och hur lönsamheten för kraftvärmeinvesteringar kan se ut. Studien vilar på en teoretisk referensram bestående av miljörelaterade styrmedel för analys av elcertifikatsystemets måluppfyllelse. Teorier för investeringskalkylering har till syfte att skapa underlag för beräkningsmodeller samt beskriva investeringsprocessen för energirelaterade objekt i skogsindustriföretag. För att både skapa en uppfattning för den kommande utvecklingen samt förstå de bakomliggande drivkrafterna till beslutsfattandet har flera typer av datainsamlingsmetoder använts. Enkättutskick till skogsindustrins samtliga massa- och pappersbruk har följts upp med intervjuer hos några av de svarande. Slutligen utfördes ett antal exempelberäkningar för att ytterligare kunna påvisa trender och uppfattningar. Resultatet visar på att majoriteten av den idag befintliga elproduktionen i skogsindustrin som fasas ur elcertifikatsystemet med utgången av år 2012 även fortsättningsvis kommer att finnas kvar. Drygt 15 procent av den idag befintliga elproduktionen (3 bruk) planerar att bygga ut sin kraftvärmeproduktion. Det finns även planer för helt nya kraftvärmeanläggningar. Det totala investeringsbeloppet uppgår till drygt 4 miljarder kronor och genererar en tillkommande elproduktionen i skogsindustrin på närmare 1,4 TWh t.o.m. år 2020. De tre genomförda exempelberäkningarna indikerar att tilldelningen av elcertifikat för elproduktion baserad på förnybar energi är av stor betydelse för lönsamheten. När elproduktionen tilldelas elcertifikat uppvisar kalkylerna god lönsamhet. När den genererade elproduktionen ej tilldelas den extra intäkt elcertifikatsystemet innebär blir två av tre exempelberäkningar inte lönsamma att genomföra. De restprodukter som är ett resultat av massa- och papperstillverkningen i bruken är i dagsläget lönsamma att använda till kraftvärmeproduktion. Om detta kommer att vara möjligt även i framtiden avgörs av marknadspriset på el och de rörliga kostnaderna för bränslen och drift. Ytterligare en förutsättning för att skogsindustrin ska kunna producera massa och leverera el i framtiden är att de även fortsättningsvis undantas från kvotplikten

Framtidens bränslemix i Härnösand

Härnösands Energi och Miljö AB (HEMAB) provides district heating in Härnösand and is owned by Härnösand municipality. The fuel mixture of the district heating plant mainly consists of forest residuals, but also some peat. Whether peat is to be considered a fossil fuel or not is debated, however in most cases it is regarded as a fossil fuel. Therefore, HEMAB is interested in evaluating other types of fuel to replace peat, and therefore be able to claim that their district heating is carbon neutral. Peat is however regarded as a good fuel from a combustion perspective, mainly because it contains large amounts of sulphur, which counteracts corrosion inside the combustion chamber. The purpose of this report is therefore to evaluate and compare other types of fuel that can be used instead of peat. The proposed fuel mixtures were compared with respect to their combustion properties, CO2-emissions, and economic aspects. In addition to this a minor analysis of how an increased domestic production of biofuels may affect district heating companies were made. The proposed fuel mixtures are shown below: Mix 1 represents a proposal where the peat is replaced by increasing the amount of bark and log wood chips. Sulphur will be added in the form of sulphur granules. This alternative should not need a new environmental permit nor any renovation of the plant. Mix 2 represents a proposal were HEMAB make use of the collected white wood residues in Härnösand, Kramfors and Sollefteå. The peat is replaced by increasing the amounts of log wood chips and bark as well as including white wood residues in the fuel mixture. Sulphur will be added in the form of sulphur granules. The current environmental permit will be enough. Mix 3 represents a proposal where HEMAB includes wastewater and brown wood residues, in their fuel mixture. The new fuels are being collected at HEMAB:s existing facilities, in addition to this waste water and brown wood residues will be bought from Kramfors and Sollefteå. Since wastewater contains a lot of sulphur there is no need to add it. For this alternative, a new environmental permit will be needed, and the combustion plant may need to be modified. The results from the calculated key figures indicated that all the proposed fuel mixtures have good combustion properties. Mix 3 had the best results. For Mix 1 and Mix 2 sulphur needs to be added. All the proposed fuel mixtures are cheaper than the current fuel mixture. Mix 1 and Mix 2 should not require any modifications of the plant with exception of the system for adding sulphur. These two fuel mixtures can also be considered renewable whether mix 3 cannot. Mix 3 also comes with the lowest fuel costs. However additional investment costs will be needed and the maintenance costs may increase. An increased domestic production of biofuels is considered to only have a minor impact on the district heating sector. The reason for this being that the biofuels using the same raw materials as the district heating sector is not yet fully commercial developed

How Much Market Do Market-Based Instruments Create?: An Analysis for the Case of "White" Certificates

In the context of economic instruments for more energy efficiency and climate protection, tradable certificates have been investigated for renewable energy and for a number of emissions. In contrast, tradable energy efficiency - or "white" - certificates have only lately been considered as a market-based tool to foster energy efficiency as compared to standards and labelling, for example. Theoretically, there is little doubt about the advantages. In practice, however, somefundamental problems arise. Critical issues are the design of an efficient artificial market for "white" certificates, its compatibility with the European emissions trading system, the identification of a suitable target group for an energy efficiency obligation and the measurement of energy savings as compared to a reference use of energy. We use the theoretical framework of Transaction Cost Economics to elaborate these issues. We conclude that transaction costs and investment specificity will restrict markets for "white" certificates in practise. Long-term contracts rather than spot trade will be the prevailing form of governance for energy efficiency investments.Tradable certificates; Energy efficiency; Transaction cost

Pristak på elcertifikat

Det svenska elcertifikatsystemet är ett relativt komplext system med en enkel grundtanke; att genom marknadens krafter öka den förnybara elproduktionen i Sverige på ett kostnadseffektivt sätt. Genom att låta producenterna av förnybar el sälja elcertifikat till konsumenterna erhåller de en extra inkomst som ökar deras intäkter och gör det mer lönsamt att driva denna typ av produktion. Det finns dock en oro bland politiker att konsumenternas kostnad för elcertifikatsystemet kan bli orimligt hög i samband med att målen för tillkommande förnybar elproduktion höjs. En ambitionsökning i målen kan leda till en utbudsbrist av elcertifikat till följd av en ökad efterfrågan på dem och då även ett högre elcertifikatspris. Det finns även andra osäkerhetsfaktorer i systemet som skulle kunna ge upphov till en utbudsbrist. I dagsläget finns det inget övre tak för hur mycket en konsument kan betala för elcertifikaten utan prissättningen sköts på en fri marknad och hamnar i teorin där konsumenternas efterfrågekurva skär producenternas utbudskurva på elcertifikatsmarknaden. Syftet med denna uppsats är därför att undersöka konsekvenserna för konsumenternas välfärd ifall det blir en utbudsbrist på elcertifikat under dagens förutsättningar då det inte finns något pristak på elcertifikat och jämföra detta med ett scenario då ett pristak införs. Enligt nationalekonomisk teori maximeras den totala välfärden för samhället om det råder fri marknadsprissättning och det kan bildas en jämvikt mellan utbud och efterfrågan. I detta resonemang utesluts däremot fördelnings- och rättviseaspekter. I dagsläget bär konsumenterna hela kostnaden för elcertifikatsystemet och farhågorna är att deras stöd för förnybar elproduktion kan urholkas ifall kostnaden blir alltför hög. I en grafisk analys, med utbuds- och efterfrågekurvor, skissas de samband som förväntas ligga bakom prissättningen på elcertifikat. I och med detta visas kopplingen elcertifikatsmarknaden har till elmarknaden. Baserat på tillgänglig data görs också en beräkning av skillnaden mellan konsumentens kostnader före och efter att ett pristak införs med år 2010 som exempel då elcertifikatpriset var som högst detta år. Förhoppningen är att det ger ett tydligare konsumentperspektiv på de kostnader som elcertifikatsystemet medför. Slutsatsen från den grafiska analysen blir att ett pristak på elcertifikatsmarknaden kan garantera att konsumenternas kostnader inte stiger okontrollerat och också att det kan utformas på så sätt att det ger en intäkt till statskassan. Totalt sett ökar konsumentöverskottet i och med att priset på elcertifikat sjunker, men en viss höjning av elpriset kan också bli en följd. Beräkningarna av konsumenternas kostnader visar att ett pristak som sänker elcertifikatspriser med 62 % leder till en minskning av elcertifikatskostnaden och dess andel av den totala elkostnaden. Dock är kostnaden för elcertifikaten en liten andel av den totala elkostnaden och ifall elpriset stiger med mer än 4 % så är konsumentens totala elkostnad densamma som innan ett pristak. Innan det går att fastställa ifall det behövs ett pristak på elcertifikat behöver vidare forskning göras för att fastställa vilken effekt detta får på elpriset. Om elcertifikatsmarknaden studeras separat från elmarknaden är dock ett takpris på elcertifikat ett bra sätt att skydda konsumenterna från skenande kostnader. Kvoten som ska uppfyllas för förnybar elproduktion är satt politiskt och det är sannolikt att politikerna inte har full information om marknadsförutsättningarna. Risken är stor att kvoten kan sättas för högt och det kan visa sig bli väldigt dyrt för konsumenterna varför en skyddsmekanism i form av ett pristak inte ska avfärdas för lätt.The Swedish system with tradable green certificates (TGC’s) is a fairly complex system with a simple basic concept; to increase the renewable electricity production in Sweden through market forces in a cost effective manner. By allowing producers of renewable electricity to sell TGC’s to consumers, the producers receive additional income that makes it more profitable to produce renewable electricity. However, there is concern among politicians that consumer costs for the TGC-system can be disproportionately high when the deployment goal for renewable electricity is increased. This could cause a supply shortage of TGC’s due to an increase in demand and this could in its turn increase the price of TGC’s. There are also other uncertainties in the system that could induce a supply shortage. Today there is no upper limit for how much a consumer could be obliged to pay for TGC’s. The pricing is determined in a free market and will theoretically end up where the consumer demand curve for TGC’s intersects the producer supply curve for TGC’s. The purpose of this paper is therefor to investigate the impact on consumer welfare if there is a supply shortage of TGC’s under the current conditions when no price-cap exists. This is then compared with a scenario where a price-cap exists. Economic theory states that the total societal welfare is maximized with free market pricing where equilibrium can be reached between supply and demand. This reasoning does however exclude distribution and equity issues. The consumers bear the full cost for the TGC-system in the current situation and their support for renewable electricity generation might be undermined if their costs become too high. In a graphical analysis of the supply and demand curves, I sketch the expected relationships that determine the pricing of TGC’s. This shows the interactions between the TGC-market and the electricity market. Based on available data, a calculation of consumer expenses in the year 2010 (when the TGC-price was at its maximum) with and without a price-cap is performed. This hopefully gives a clearer perspective of the costs that the TGC-system entails for the consumer. The conclusion from the graphical analysis is that a price-cap on the TGC-market can ensure that consumer costs will not rise uncontrollably and also that the price-cap can be designed in such a way as to provide an income to the Treasury. Overall, a decrease of the TGC-price that is derived from a price-cap will increase consumer surplus, but there might also be a certain increase of the electricity price. The estimates of consumer expenditure in the year 2010 show that a price-cap which lowers the TGC-price by 62% leads to a decrease in consumer costs for TGC’s and their share of the total cost for electricity. Consumer costs for TGC’s are however only a small percentage of the total cost for electricity and if the price of electricity rises by more than 4 % the consumer’s overall electricity costs will be the same as before a price-cap on TGC’s was introduced. Before the need for a price-cap on TGC’s is determined, further research must be undertaken to determine what the effect will be on the price of electricity. However, if the TGC-market is studied separately from the electricity market a price-cap is a good way to protect consumers from soaring costs. The production quota for renewable electricity that must be met is politically determined and it is unlikely that politicians have full information of the market conditions. There is a substantial risk that the target can be set too high and if so it can prove to be very costly for consumers. This supports the arguments of a need for a price-cap as a protective mechanism, and such arguments shouldn’t be dismissed too easily

Electricity from solar cells powers the comfort cooling in Staben

Staben is a building in Uppsala Science Park owned by Vasakronan. During 2013, Staben was renovated and a new air conditioning system was installed. The main components of the air conditioning system are three circulation pumps which require electricity. It is desired by Vasakronan to supply this electric power in a way that is environmentally friendly. Therefore, the possibilities of operating the cooling system of Staben using solar power have been examined in this study. To determine an appropriate size of the solar-cell facility, simulations and calculations were performed. The simulations were based on factors such as outside temperature, insolation and the electric power consumption of Staben. In addition to the simulation, an analysis of insolation and outside temperature was performed to validate the correlation between those two factors. The results of the simulations were validated through calculations and use of PVGIS, a computer program specialized in calculating electric production of solar cells. According to the simulations an appropriate size of the solar-cell facility to operate the cooling system would be 3 kW rated power. This way, no electric power is sold to the grid. The investment of a 3 kW solar-cell facility will cost approximately 70 000 SEK, which results in a pay-back time between 10 and 15 years.Uppsala Science Park ägs och förvaltas av fastighetsbolaget Vasakronan. 2013 renoverades kontorslokalen Staben och har sedan dess komfortkyla. Kylsystemet drivs idag med elkraft från elnätet, men i denna studie har möjligheten att driva systemet med solceller utretts eftersom detta ger Staben ett egenförsörjande och ett miljövänligt kylsystem. Även kostnad och återbetalningstid undersöktes för att ge en bild av hur rimligt det vore att driva komfortkylan med en solcellsanläggning. För att undersöka hur stor märkeffekt som behövs för att täcka driftbehovet hos kylsystemet utfördes simuleringar. Simuleringarna baserades på utomhustemperatur, solinstrålning och Stabens elkraftförbrukning. Vidare undersöktes data för solinstrålning och utomhustemperatur för att kvantifiera ett samband dessa förmodades ha. Simuleringens resultat validerades med hjälp av beräkningar och PVGIS, ett program som räknar ut energiproduktionen från solcellsanläggningar. Enligt simuleringarna behövde solcellsanläggningen ha en installerad effekt på 3 kW för att täcka kylsystemets elförbrukning på årsbasis. Eftersom kylsystemet även är i drift nattetid och solcellerna endast producerade elkraft dagtid fanns inga ekonomiskt lämpliga möjligheter att täcka kylssytemets effektbehov med enbart elkraft från solceller. Valideringsberäkningen baserad på PVGIS gav att den installerade effekten blev 3,8 kW. Grundinvesteringen för solcellsanläggningen beräknades till 70 000 SEK för en 3 kW-anläggning. Med en sådan storlek på anläggningen uppstod inget överskott av elkraft, vilket innebär att all elkraft förbrukas i Staben. Återbetalningstiden blev mellan 10 och 15 år beroende på huruvida bidrag för solceller erhölls samt hur elpriset utvecklas i framtiden

Omreglering så att (nästan) alla blir vinnare

I denna artikel diskuterar vi några av de konflikter som råder kring vattenkraften. En omreglering sådan att i princip alla vinner presenteras. Förslaget tillämpas på Ljusnan där två dammar vid utloppet föreslås bli utrivna och kraftverksägaren kompenseras med en utbyggnad 15 mil uppströms. Lax och andra arter kan då vandra 15 mil uppströms för lek. Vidare förbättras rekreationsmöjligheterna för de kringboende

Simulator för el- och värmeproduktion

In this project a simulator has been developed (in C++) with the purpose of illustrating how changes in environmental regulations, tax levels and other policy measures affect the composition of an energy system. The aim of the project was to investigate how energy companies’ investment strategies are affected when changes in economic and environmental conditions occur. A standard scenario has been created based on current Swedish conditions, but the user can create new scenarios and set parameters freely. The user is tasked with building power plants to supply the city/region with district heating and electricity during a pre-set number of years. When the simulation is finished the result is graded in the following categories: economy, environment and quality. To evaluate the simulator three scenarios were created (“early 20th century”, “reduced environmental control” and “future”) in addition to the standard scenario and these were compared with each other by examining how a select group of power plants perform under the given conditions. In the tests cost of electricity (COE) and environmental grade for each power plant were documented.För att enkelt kunna se hur förändringar av miljöregler, skattenivåer och andra styrmedel påverkar uppbyggnaden av ett energisystem har en simulator framställts i programmerings-språket C++. Målet var att undersöka hur energibolagens investeringsstrategier kan påverkas av förändringar i ekonomiska och miljömässiga förutsättningar. Ett grundscenario är framtaget som baseras på svenska data och i den inbyggda editorn kan egna scenarion definieras. I ett givet scenario ska användaren genom att bygga kraftverk tillgodose en stads (eller regions) el- och värmebehov under ett förutbestämt antal år. Efter körningen betygsätts simuleringsresultatet utifrån följande tre bedömningskategorier: ekonomi, miljö och kvalitet. För att utvärdera simulatorn skapades tre scenarion (”tidigt 1900-tal”, ”reducerad miljökontroll” och ”framtid”) utöver grundscenariot och testkörningar gjordes. I dessa tre scenarion förändrades styrmedel, miljökostnader och bränslepriser för att se hur dessa parametrar påverkar produktionskostnad av el (cost of electricity, COE) och miljöbetyg