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
IntERACT er et af de primære værktøjer til at fremskrive Danmarks energiforbrug. Derfor er det et væsentligt værktøj i vurderingen af den grønne omstilling i Danmark samt effekter af klima- og energipolitiske forslag. IntERACT bruges bl.a. til at fremskrive energiforbruget i husholdninger og erhverv i den årlige udgivelse 'Klimastatus og fremskriving' og til at lave analyseforudsætningerne til Energinet og Evida.
Modellen fokuserer på husholdningernes og erhvervslivets valg af opvarmningsformer og det deraf afledte energiforbrug frem i tid. Energiforbruget fremskrives detaljeret på energiteknologi, energitjeneste, brændsel, herunder relaterede investeringsomkostninger, driftsomkostninger, afgiftsbetalinger, kvoteforbrug, samt tilskudsafløb.
Beregningerne i modellen sker på baggrund af en bred vifte af vurderinger om fremtiden, fx udvikling i energipriser og -afgifter, politiske rammebetingelser og den teknologiske udvikling.
Læs mere om Klimastatus- og Fremskrivning
Læs om Analyseforudsætninger til Energinet og Evida
En energisystemsmodel
IntERACT er en bottom-up energisystemmodel, der minimerer hele energisystemets samlede tilbagediskonterede omkostninger. IntERACT er udviklet af Energistyrelsen og baseret på modelskabelonen TIMES (IEA-ETSAP, 2005). Med lineær optimering bestemmer IntERACT, hvilke (energi)teknologier, der billigst kan levere de energitjenester der efterspørges. Det vil sige, de samlede udgifter til energi og investeringsomkostninger er de lavest mulige givet den forventede økonomiske- og teknologiudvikling.
Modellen beskriver energiforbruget fra husholdningerne og erhvervslivet. Husholdningernes bygninger og opvarmningsteknologier, der anvendes i dag, kobles til teknologikataloger for fremtidens energiteknologier og forventede energipriser samt andre udgifter fx afgifter. Derpå fremskrives hvordan husholdningernes anvendelse af energi formes i fremtiden, givet at de gør dette billigst muligt under en række begrænsninger. Samme fremgangsmåde anvendes for erhvervslivet. Modellen beregner den billigste måde, hvor energiudgifter og investeringsomkostninger kan understøtte den forventede produktion fra virksomhederne. Modellen fremskriver behovet for energi baseret på Finansministeriets makroøkonomiske vækstforløb dog anvendes branchespecifikke aktivitetsfremskrivninger for cementbranchen samt landbrug-, skovbrug og fiskeri.
I fremskrivningen af husholdningernes og erhvervslivets energiforbrug afstemmes udbud af og efterspørgsel efter el og fjernvarme imellem IntERACT-modellen og Ramses-modellen.
IntERACTs opbygning
IntERACT’s fremskrivning af energiforbrug i husholdninger og erhverv består af summen af energiforbrug i modellens fem moduler: Husholdningernes elforbrug til apparater, Husholdningers opvarmning, Serviceerhverv, Industri og Cementproduktion. I hvert modul opdeles energiforbruget på, øst- og vestdanmark, en række energitjenester og energiteknologi samt 14 energivarer (Elektricitet, fjernvarme, ledningsgas, biogas, LPG, olie, kul og koks, petrokoks, fast biomasse, træpiller, træflis, omgivelsesvarme, affald og halm.
Dokumentation af IntERACT
Teamet bag IntERACT laver løbende modeludvikling.
Holdninger og konklusioner, der er afspejlet i dokumentationen udtrykker ikke politik fra Klima-, Energi- og Forsyningsministeriet eller Energistyrelsens side, men repræsenterer udelukkende overvejelser i forbindelse med modeludviklingen.
TIMES-DK: Technology-rich multi-sectoral optimisation model of the Danish energy system
Download model- og datafiler
Du kan 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 16”. 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).
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.