Modeller
Forsyningsmodellen Ramses
Ramses er udviklet med det formål at simulere produktionssiden af det danske el-og fjernvarmesystem og dets aktører i el- og fjernvarmesektoren. Modellen benyttes til effektvurderinger af ændringer i det danske og nordeuropæiske energisystem.
Ramses er en teknisk-økonomisk model, der beregner den fremtidige produktion af el og fjernvarme i et vilkårligt antal elområder og varmeområder. Derfor anvendes Ramses både til fremskrivninger og analyser. Modellen er for eksempel blevet brugt til analyser af effekten af nye transmissionsforbindelser, nye vindmølleparker, ændringer i forbruget af el eller ændrede priser på brændsler og CO2-kvoter.
Modeldokumentation: Forsyningsmodellen Ramses
Lineær optimeringsmodel
Ramses er lineær optimeringsmodel, der kan beregne elproduktion, varmeproduktion, brændselsforbrug, emissioner m.m. for et meget stort antal værker på timebasis.
På nuværende tidspunkt omfatter modellen de meste af Europa, herunder de nordiske lande, Tyskland-Luxembourg, Østrig, Holland, Storbritannien-Irland, Frankrig, Belgien, Spanien-Portugal, Schweiz, Italien, Baltikum, Polen, Tjekkiet-Slovakiet samt Ungarn. Fjernvarmen i Danmark er aggregeret i omkring 60 varmeområder. Da modellen primært er beregnet til analyser af effekter i Danmark, er de danske værker p.t. beskrevet mere detaljeret end værkerne i udlandet.
Modellen beregner desuden en række systemparametre, bl.a. estimeres spotprisen for el, fordelt på områder.
Grundlag for modellen
Ud over oplysninger om transmissionsforbindelserne, herunder forbindelser til lande uden for modellen, samt detaljerede data om værkernes type, virkningsgrad og størrelse, bygger modellen på følgende: brændselspriser, CO₂-kvotepriser, brændselsafgifter samt el- og fjernvarmeefterspørgslen i de enkelte områder
Sådan virker modellen
Modellen simulerer spotmarkedet for el og fungerer på den måde, at alle værker i hvert område sorteres efter de kortsigtede, marginale produktionsomkostninger for el.
Værkerne sættes til at producere ét for ét – de billigste først – og det fortsætter, indtil efterspørgslen (inkl. evt. behov for eksport eller import) i den enkelte driftstime tilfredsstilles. Det dyreste producerende værks marginale omkostninger sætter dermed elprisen i området. De store vandkraftværker er behandlet på særlig vis, fordi de via vandreservoirerne kan forskyde tidspunktet for produktion, så indtjeningen optimeres.
Investeringer i modellen
Beslutningen om investeringer i nye værker foregår uden for modellen i f.eks. DH-invest (investeringer i eller lukning af fjernvarmevarmekapacitet) og PEERS (langsigtet økonomisk balanceret udlandsscenarie med særligt fokus på havvind og elektrolyse).
Forsyningsmodellen PEERS
PEERS (Partial Equilibrium Energy Resource System) er en teknologivalgsmodel udviklet med det formål at simulere den langsigtede udvikling i produktions-, lager- og transmissionskapacitet på forbundne regionale energiressourcemarkeder.
PEERS er en teknisk-økonomisk model, der beregner den fremtidige produktion af el og brint i et vilkårligt antal regioner. På nuværende tidspunkt omfatter modellen det meste af Europa, herunder de nordiske lande, Tyskland-Luxembourg, Østrig, Holland, Storbritannien-Irland, Frankrig, Belgien, Spanien-Portugal, Schweiz, Italien, Baltikum, Polen, Tjekkiet-Slovakiet samt Ungarn. Derudover modelleres rørført import af brint produceret via VE og elektrolyse i Europas nabolande.
PEERS bruges til langsigtet simulering af markedsbaserede udviklinger, hvor forskellige teknologier konkurrerer om at levere energi til den laveste omkostning. PEERS anvendes i Analyseforudsætninger til Energinet (AF) til at fastlægge et langsigtet sigtepunkt i 2050 for europæiske kapaciteter for vind, sol og elektrolyser.
Modellen har også været anvendt til detaljerede analyser af udnyttelsen af de danske havvindpotentialer og de heraf følgende resurserenter og samfundsøkonomiske effekter.
Modeldokumentation: Forsyningsmodellen PEERS
Lineær optimeringsmodel
PEERS er lineær optimeringsmodel, der i hver region balancerer produktion og forbrug af el og brint i et stort antal repræsentative timer – pt. 1/3 af årets timer. Ud af denne optimering kommer regionale spotmarkedspriser for el og brint for hver modelleret time, samt en række teknologi- og forbrugsvægtede priser. Modellen beregner også resurserenter for fx arealer til VE.
Grundlag for modellen
For forbrug og eksogene teknologier (for eksempel vandkraft, kernekraft og udlandsforbindelser for el) baseres PEERS typisk på ENTSO-E/G’s Ten-Year Net Development Plans (TYNDP), som angiver langsigtede forventede kapaciteter.
For endogene teknologier (vind, sol, elektrolyse, brintrør og -lagre) benyttes fortrinsvist Energistyrelsens Teknologikataloger til at bestemme omkostninger og tekniske karakteristika. Potentialer for sol og landvind i udlandet findes også hos TYNDP, mens potentialer for havvind og dansk landvind og sol beregnes ud fra Energistyrelsens egne potentialekortlægninger.
Forbrugsmodellen IntERACT
Nye tiltag i klima- og energipolitikken kan have stor betydning for både energisystem og samfundsøkonomi. IntERACT er en model, der samlet kan belyse disse konsekvenser. Modellens formål er at levere et solidt beslutningsgrundlag til politikudviklingen.
Adgang til rigelig energi, som er til at betale, er af stor betydning for vores samfundsøkonomi, og det er klima- og energipolitikken, der sætter rammerne for energisystemet. Denne stærke forbindelse mellem økonomi, energi og politik er omdrejningspunktet for IntERACT1 og de analyser, som IntERACT bidrager til.
IntERACT styrker beslutningsgrundlaget for klima- og energipolitikken
IntERACT er udviklet med øje på at sikre en fyldestgørende beskrivelse af både Danmarks økonomi og Danmarks energisystem. Dertil har modellen stærkt fokus på at beskrive samspillet mellem økonomi, energi og politik; fx hvordan energipolitik påvirker økonomien gennem energisystemet, og omvendt.
Eksempelvis vil introduktion af regulering eller afgifter, der har til formål at begrænse brugen af visse brændsler eller at fremme bestemte energiformer, have stor betydning for, hvordan energisystemet udvikler sig, hvilke anlæg der investeres i, hvordan de drives og hvor meget energi vil koste for erhvervsliv og husholdninger.
Prisen på energi har betydning for adfærd, fx ved at påvirke husholdningernes disponible indkomst og forbrugsmønster eller ved at ændre virksomheders produktionsomkostninger og dermed påvirke erhvervslivets konkurrenceevne. Endelig bestemmer den samlede økonomiske aktivitet, hvor meget energi samfundet reelt har behov for.
IntERACT sammenkobler økonomi og teknik
IntERACT-modellen består af to delmodeller. Den ene er en økonomisk model, som beskriver de makroøkonomiske sammenhænge ved hjælp af en neoklassisk anvendt generel ligevægtsmodel. Den anden er en detaljeret, tekniske energisystemmodel, som er en dansk udgave af den internationalt udbredte TIMES-model2. IntERACTs styrke ligger i modellens evne til at beskrive de fundamentale samfundsøkonomiske sammenhænge ud fra økonomisk teori, og samtidig beskrive de energiteknologiske, termodynamiske og fysiske sammenhænge.
Den økonomiske delmodel holder styr på de økonomiske strømme. Det handler om aflønning på arbejdsmarked, overskud eller underskud på de offentlige finanser, erhvervenes produktion, husholdningers indkomst, forbrug og opsparing, samt udenrigshandel og kapitalmarkeder.
Den tekniske delmodel holder styr på, hvordan energisystemet er sammensat Hvor og hvordan el og varme produceres, hvilke teknologier der anvendes, hvordan energi transporteres i elnet og varmenet, hvor meget energiudveksling der er med udlandet, og hvor store investeringer der skal foretages i energisystemet. Der holdes også styr på forbrugssiden, dvs. hvordan energi anvendes i erhvervsliv og husholdninger og hvor store energieffektiviseringstiltag der foretages.
Et forbedret værktøj til konsekvensvurdering
Det er vigtigt at understrege, at IntERACT grundlæggende er et værktøj til konsekvensvurderinger. Det er et værktøj, der kan vurdere de samlede effekter for både økonomi og energisystem af klima- og energipolitiske tiltag. Konkret betyder det, at IntERACT kan vurdere tiltag og estimere hvor meget fx BNP, eksport, erhvervsstruktur og indkomst vil ændrer sig, og fx hvor meget kul, olie, gas, VE og fjernvarmeforbrug vil ændrer sig.
Dokumentation af IntERACT
Teamet bag IntERACT laver løbende modeludvikling og skaber udvidelser samt producerer dokumentation af modellens opbygning, egenskaber og datagrundlag. Dette arbejde vil blive publicerer på denne hjemmeside i en serie af arbejdspapirer.
Vi skal understrege, at holdninger og konklusioner, der er afspejlet i arbejdspapirerne ikke udtrykker politik fra Energi-, Forsynings- og Klimaministeriet eller fra Energistyrelsens side, men udelukkende repræsenterer overvejelser i forbindelse med modeludviklingen.
Læs om dokumentationen (på engelsk)
IntERACT har rødder i Energiaftalen og er forankret i Energistyrelsen
Projektet er igangsat i følge energiaftalen af 22. marts 2012, der fastlægger, at der skal etableres en generel ligevægtsmodel for Danmark. I perioden fra 2012-2015 er der afsat i alt15,2 mio. kr. hertil. I aftaleteksten er opgaven formuleret:
- Udarbejdelse af en generel ligevægtsmodel til modellering af energisystem og samfundsøkonomi til identificering af effektive politiktiltag og fremtidige reguleringstiltag.
Arbejdet på IntERACT er forankret i Energistyrelsen for at sikre de størst mulige synergieffekter med den ekspertise og de modelværktøjer, der allerede findes i styrelsen.
- Integrated Economic eneRgy Applied Computational Tool.
- For uddybende information om TIMES se IEA-ETSAP's hjemmeside
Download model- og datafiler
Det er muligt at downloade og anvende data- og modelfiler fra Energistyrelsens IntERACT model. Det drejer sig om modelfiler, der beskriver modellens kerne, i form af kapaciteter i historiske år, og tekno-økonomiske antagelser vedr. tilgængelige teknologier i fremtidige år, herunder potentialer for anvendelsen af disse. For information om andre scenarie-specifikke forudsætninger, såsom brændselspriser, energiafgifter, kvotepriser, aktivitetsniveauer i forskellige brancher, efterspørgslen efter opvarmning, samt generelle antagelser vedr. fx økonomiske levetider og diskonteringsrater, skriv til interact@ens.dk
Det er muligt at aflæse data og antagelser i modelfilerne direkte. Dertil kan filerne anvendes til egne modelkørsler. Til dette kræves en GAMS licens med dertilhørende CPLEX solver, samt en VEDA licens.
Anvendes modelfilerne til brug for analyser, er det nødvendigt at citere brugen. Anbefalet citering er: ”Egne beregninger baseret på Energistyrelsens IntERACT-modelfiler, version 14”. Energistyrelsen kan ikke tages til indtægt for analyser lavet ud fra IntERACT-modelfilerne.
Brugen af modelfilerne sker generelt under en såkaldt GNU Generel Public License (GPL).
Modelfiler
DH-Invest
DH Invest estimerer den fremtidige udvikling i varme/kraftvarme-kapaciteter i de danske decentrale fjernvarmeområder. Modellen giver et kvalificeret bud på hvilke anlægsinvesteringer og -skrotninger, fjernvarmeselskaber kan forventes at foretage ud fra et selskabsøkonomisk perspektiv under givne rammevilkår. Modellen er designet til at spille sammen med Ramses, således at Ramsesdata benyttes som input, og outputtet fra modelen i form af investeringer og skrotning kan indføres direkte i Ramses datasættet.
DH Invest er udviklet i forbindelse med de tekniske og økonomiske konsekvensanalyser i projektet ”Modernisering af varmesektoren”. Modellen er dertil også anvendt i Basisfremskrivningen 2019 og 2020, i analyseforudsætningerne til Energinet samt i Klimafremskrivningen.
ElmodelBolig
ElmodelBolig er prognoseværktøj for den danske boligsektors elforbrug samt en database over de danske husholdningers apparatbestand og -anvendelse.
ElmodelBolig beskriver husholdningernes elforbrug på basis af forskellige apparaters udbredelse, effektivitet og brugstid.
Prognosemodellen anvender oplysninger om husstandes bestand af elforbrugende apparater. Oplysningerne er indsamlet hvert andet år siden 1974 i ca. 2000 husstande, repræsentativt fordelt over Danmarks geografi, boligtyper mv. Modellen opererer med knapt 30 konkrete apparattyper, beskrevet ved deres udbredelse, anvendelsesfrekvens og specifikke elforbrug samt størrelses- og levetidsfordelinger.
Ud fra disse oplysninger opstilles der i modelsoftwaren elforbrugsscenarier gældende for hele Danmarks boligsektor. Her kan effekten af antagelser for bestemte apparater eller apparatgrupper beregnes.