ΔΠΜΣ: «Τεχνοοικονομικά Συστήματα» Διαχείριση Ενεργειακών Πόρων Ανάλυση Οικονομικών Στοιχείων Ενεργειακού Συστήματος Καθηγητής Ιωάννης Ψαρράς e-mail: john@epu.ntua.gr Εργαστήριο Συστημάτων Αποφάσεων & Διοίκησης - Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Υπολογιστών Γρ. 0.2.7. Ισόγειο Σχολής Ηλεκτρολόγων - Τηλέφωνο: 210-7723551, 210-7723583 Επίκουρος Καθηγητής Αλέξανδρος Φλάμος e-mail: aflamos@unipi.gr Τμήμα Βιομηχανικής Διοίκησης & Τεχνολογίας – Πανεπιστήμιο Πειραιώς Γρηγορίου Λαμπράκη 126, 3ος Όροφος, Γραφείο: 304 – Τηλέφωνο: 210-414 2460 http://academics.epu.ntua.gr/ http://www.tex.unipi.gr/dep/flamos/main.htm

Ενεργειακό Πρόβλημα Ασφάλεια Ενεργειακού Εφοδιασμού Ενέργεια Εξασφάλιση της αναγκαίας ποσότητας ενέργειας, στην κατάλληλη μορφή & χρονική στιγμή Δεσμεύσεις με άμεση επίδραση στην δομή και ανάπτυξη του ενεργειακού συστήματος Ανταγωνιστικότητα Βιοτικό επίπεδο Ενέργεια Αποδεκτό Κόστος Ενέργειας Αποδεκτές Περιβαλλοντικές Επιπτώσεις

Παραγωγή ωφέλιμου έργου Ενεργειακό Σύστημα Το ενεργειακό σύστημα περιλαμβάνει το σύνολο των διατάξεων που μετατρέπουν τις πρωτογενείς πηγές ενέργειας σε μορφές μεταφέρσιμες, αποθηκεύσιμες και τελικά αξιοποιήσιμες από τον καταναλωτή, για την παραγωγή ωφέλιμου έργου. Ενεργειακό Σύστημα Σύνολο διατάξεων Μορφές Παραγωγή ωφέλιμου έργου Μεταφέρσιμες Αποθηκεύσιμες Αξιοποιήσιμες Μετατροπή των πρωτογενών πηγών ενέργειας

Ενεργειακές πηγές, μετατροπές & χρήση Βιοκαύσιμα Θερμικά ηλιακά Αιολική, υδροηλεκτρική, παλιρροϊκή, ωκεάνια κλπ. Φωτοβολταϊκά Φυσικά καύσιμα Πυρηνικά Γεωθερμία Χημική Πυρηνική Θερμότητα Μηχανική Ηλεκτροχημική Ηλεκτρική Ενεργειακές μορφές Ενεργειακές πηγές Τελική χρήση: Οικιακή, Βιομηχανική, Μεταφορές κ.α.

Ενεργ. αλυσίδα συμβ. συστήματος χημική ενέργεια θερμικές απώλειες ηλεκτρική ενέργεια Θερμική ενέργεια μετρητής Θερμική ενέργεια κινητική ενέργεια ηλεκτρική ενέργεια πρωτογενής ενέργεια Σταθμός παραγωγής Η.Ε. παρεχόμενη ενέργεια ωφέλιμη ενέργεια Έννοια υπολογισμού LCOE 2,5% απώλειες εξόρυξης & μεταφοράς στον σταθμό 30-40% της πρωτογενούς ενέργειας Περίπου το 1/3 της πρωτογενούς ενέργειας

Απόδοση συστήματος Η απόδοση μετατροπής (Efficiency) ενός ενεργειακού συστήματος ορίζεται ως η διαίρεση της ωφέλιμης ενέργειας (energy output) με την συνολική ενέργεια που εισέρχεται στο σύστημα (energy input). Efficiency = (Energy Output / Energy Input) x 100% Ποια είναι η απόδοση της ενεργειακής αλυσίδας? (εξόρυξη λιγνίτη  φωτισμός)

Απόδοση συστήματος Παράδειγμα (σελ 1/2): 1 τόνος άνθρακα ~ 25 GJ πρωτογενούς ενέργειας 2,5% κατανάλωση κατά την εξόρυξη και μεταφορά Συνεπώς η εισερχόμενη ενέργεια στο εργοστάσιο παραγωγής Η.Ε. ισοδυναμεί με το 97,5% x 25 GJ = 24,4 GJ Θεωρούμε ότι η θερμική απόδοση (μετατροπή χημικής ενέργειας σε Η.Ε) του εργοστασίου παραγωγής Η.Ε. είναι 33% Συνεπώς η παραγόμενη Η.Ε. υπολογίζεται ως: 33% x 24,4 = 8 GJ

Απόδοση συστήματος Παράδειγμα (σελ 2/2): Θεωρούμε ότι οι απώλειες μεταφοράς Η.Ε (μεταφορά, μετασχηματισμός, διανομή) είναι 7,5% Συνεπώς η παρεχόμενη Η.Ε στον χρήστη είναι: 92,5% x 8 = 7,4 GJ Μια λάμπα πυρακτώσεως μετατρέπει το 5% της Η.Ε σε φως. Ωφέλιμη ενέργεια (φως) = 7,4 x 5% = 0,37 GJ Συνολική απόδοση = (0,37 GJ / 25 GJ) x 100% = 1,5% (αν και 50 φορές καλύτερη από την απόδοση του φωτισμού με κεριά – χαρακτηρίζεται χαμηλός)

Απόδοση συστήματος Φωτισμός – βελτίωση της απόδοσης του συστήματος: Διαφορετικά κόστη κεφαλαίου, διάρκεια ζωής, κλπ.  LCOE Φωτισμός – βελτίωση της απόδοσης του συστήματος: Σύστημα Ι Σύστημα ΙΙ Απόδοση Παραγωγή Η.Ε. 35% Παραγωγή Η.Ε. & θερμότητας 70% Μεταφορά Η.Ε. 95% Φωτισμός με λαμπτήρες πυρακτώσεως 5% Φωτισμός με λαμπτήρες φθορισμού 20% Σύνολο 2% 13% Σύστημα ΙΙΙ Απόδοση Παραγωγή Η.Ε. & θερμότητας 70% Μεταφορά Η.Ε. 95% Φωτισμός με OLED (Φωτοδίοδοι) 30% Σύνολο 20%

Απόδοση / ποιότητα συστήματος Το ηλεκτρικό αυτοκίνητο είναι χαρακτηριστικό παράδειγμα μετατροπής ενεργειακών μορφών που αναδεικνύει την σημασία της συστημικής ανάλυσης. Στηρίζει την κίνησή του στη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας που είναι αποθηκευμένη στις μπαταρίες του σε κινητική μέσω ενός ηλεκτρικού κινητήρα. Αποτελεί κοινή πεποίθηση ότι τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα είναι πολύ φιλικά προς το περιβάλλον. Το γεγονός αυτό όμως μπορεί να τεθεί σε αμφισβήτηση στην περίπτωση που ο ηλεκτρισμός που χρησιμοποιείται για την φόρτιση των μπαταριών δεν παράγεται με καθαρό τρόπο.

Συνολική κατανάλωση ενέργειας Ελληνικό Σύστημα Πηγή: ΚΑΠΕ

Να υπολογιστούν οι συντ χρησ λιγν & υδροηλεκτρ Σύστημα ΗΕ Εγκατεστημένη ισχύς* (14.3 GW): Λιγνιτικοί σταθμοί (36%) Πετρελαϊκοί (16%), Φ.Α (18%) Υδροηλεκτρικοί (23%) Αιολικά (5%) Παραγωγή Η.Ε.* (56.6 ΤWh): Λιγνιτικοί σταθμοί (52%) Πετρελαϊκοί (14%), Φ.Α (18%) Υδροηλεκτρικοί (11,5%) Αιολικά (3%) *2006 Να υπολογιστούν οι συντ χρησ λιγν & υδροηλεκτρ Πηγή: ΔΕΗ Μάθημα: Τεχνοοικονομικά Ενεργειακών Συστημάτων

Ανάλυση Ισχύος / Παραγωγής ΗΕ MW GWh

Ηλεκτροπαραγωγή ανά καύσιμο Ελληνικό Σύστημα Πηγή: ΚΑΠΕ

Καμπύλες φορτίου Ενέργεια: Ε=∫τPtdt Pt PA :φορτίο αιχμής Ημερήσια χρονολογική καμπύλη φορτίου: Ενέργεια: Ε=∫τPtdt Pt PA :φορτίο αιχμής Pμ: μέσο φορτίο Τ : περίοδος φορτίου ΤΑ: Ιδεατή διάρκεια φορτίου αιχμής PA TΑ T Pμ t (0 – 24 h)

Ζώνες φορτίου Α:φορτίο αιχμής PΑ Κ: κυμαινόμενο φορτίο Καμπύλη διάρκειας φορτίου: Α:φορτίο αιχμής Κ: κυμαινόμενο φορτίο Β: βασικό φορτίο PΑ Α Pκ Κ Β 6 12 16 24 h

Κάλυψη φορτίου 1.17 Α:Υδροηλεκτρικά Κ: Φυσικό Αέριο Β: Λιγνίτης, Άνθρακας, Πυρηνικά PΑ Α Pκ Κ Β 6 12 16 24 h

Συστήματα Συμβ. Μορφών Ενέργειας Συστήματα παραγωγής Η.Ε. από ορυκτά καύσιμα Άνθρακας – Λιγνίτης Φυσικό Αέριο (Φ.Α) Πετρέλαιο Τεχνικά χαρακτηριστικά συστημάτων Οικονομικά Περιβαλλοντικά Τεχνοοικονομικά ενεργειακών συστημάτων

Τεχνο-οικονομικά στοιχεία ενεργ. σ/των Κόστος κεφαλαίου (Η.Ε. από φυσικά καύσιμα ↓, ΑΠΕ & πυρηνικά ↑, παλιρροϊκή, απορρίμματα, PV, CSP ↑↑) Επιτόκιο αναγωγής (κίνδυνος επένδυσης) Κόστος λειτουργίας & συντήρησης (Η.Ε. από άνθρακα, πυρηνικά, απορρίμματα ↑, ΑΠΕ, Φ.Α. & Πετρέλαιο ↓) Κόστος καυσίμου (φυσικά καύσιμα, βιομάζα ↑, πυρηνικά & ΑΠΕ ↓, απορρίμματα (αρνητικό)) Έσοδα επένδυσης (ζήτηση, τιμή προϊόντος (π.χ. MWh)) Φορολογία (CO2, κερδών κλπ.)

Ανάλυση οικονομικών στοιχείων Ανάλυση Νεκρού Σημείου (Analysis of Break Even point) Σταθερά έξοδα (FC) Μεταβλητά έξοδα (VC) Εισπράξεις (Revenues) Κέρδη (Profits) Προσδιορισμός σταθμισμένου κόστους ενέργειας - Levelized Cost of Energy (LCOE) Στάθμιση σε επίπεδο προϊόντος (π.χ. MWh) Χρονική στάθμιση (ετήσιο κόστος υπηρεσίας) κλπ.

Ανάλυση νεκρού σημείου Εισαγωγή Η ανάλυση του Νεκρού Σημείου (Break Even Point – B/E) είναι μια αναλυτική τεχνική για την διερεύνηση της σχέσης …. των σταθερών εξόδων (fixed costs) - FC ….των μεταβλητών εξόδων (variable costs) - VC ….των εισπράξεων (sales) - TR και των κερδών (profits) οποιασδήποτε εκμετάλλευσης.

Ανάλυση νεκρού σημείου Σημασία Κάθε επιχείρηση θα πρέπει να μελετάει με προσοχή τις σχέσεις μεταξύ  κόστους παραγωγής  όγκου παραγωγής εσόδων κέρδους. …ώστε να βρει ποιοι παράγοντες επηρεάζουν το κέρδος και πως αυτό διαμορφώνεται κάτω από διαφορετικές συνθήκες οι οποίες υπάρχουν στο περιβάλλον που η επιχείρηση δρα και αναπτύσσεται.

Ανάλυση νεκρού σημείου Λειτουργία Τα έσοδα της επιχείρησης θα πρέπει να καλύπτουν τα ακόλουθα: Το κόστος παραγωγής των προϊόντων (π.χ. πρώτες ύλες, κόστος κεφαλαίου, εξοπλισμός, εργατικό κόστος, γενικά έξοδα παραγωγής, κλπ.) Το κόστος προώθησης πωλήσεων και διαφήμισης για τα προϊόντα της Τα γενικά διοικητικά έξοδα. Το κέρδους που αναμένει να πραγματοποιήσει κατά τη διάρκεια της χρήσης. Στην περίπτωση κατά την οποία η επιχείρηση καλύπτει με τις πωλήσεις της τα τρία πρώτα από τα παραπάνω στοιχεία τότε λέμε ότι λειτουργεί στο νεκρό σημείο του κύκλου εργασιών της.

Ανάλυση νεκρού σημείου Ορισμός Νεκρό Σημείο μίας Επιχείρησης - Μονάδας, είναι το: Αναγκαίο ύψος των Πωλήσεων (Τζίρου) ……το οποίο εάν πραγματοποιήσει η Επιχείρηση ….καλύπτει όλα της τα έξοδα, δηλαδή δεν πραγματοποιεί ούτε κέρδος ούτε ζημία.

Νεκρό Σημείο Εκφράζεται κατά διαφόρους τρόπους (1/2):   Ως αξία πωλήσεων: Σε τι ύψος πωλήσεων (τζίρου) η επιχείρηση δεν πραγματοποιεί ούτε κέρδος ούτε ζημία. Ως ποσοστό % των πωλήσεων: Σε πιο ποσοστό επί των προβλεπόμενων πωλήσεων, η επιχείρηση δεν πραγματοποιεί ούτε κέρδος ούτε ζημία.

Νεκρό Σημείο Εκφράζεται κατά διαφόρους τρόπους (2/2):   Ως ποσότητα πωλήσεων: Πόσα προϊόντα (ή άλλη μονάδα μέτρησης (παραγόμενες MWh, GWh κλπ.)) πρέπει να πωλήσει η επιχείρηση για να μην πραγματοποιήσει ούτε κέρδος ούτε ζημία. Ως χρόνος: Σε ένα ετήσιο χρονικό ορίζοντα, πόσους μήνες θα χρειασθεί η επιχείρηση για να πραγματοποιήσει εκείνες τις πωλήσεις που θα την φέρουν σε σημείο να μην πραγματοποιήσει ούτε κέρδος ούτε ζημία.

Νεκρό Σημείο Συνιστώσες: Οι συνιστώσες του Νεκρού Σημείου είναι οι πωλήσεις, τα έσοδα και τα έξοδα. Τα έξοδα διακρίνονται σε: σταθερά έξοδα (fixed costs - FC) και μεταβλητά (variable costs - VC).

Συνολικά Έσοδα (Total Revenue-TR) Τα συνολικά έσοδα των πωλήσεων (TR) είναι ίσα με τον αριθμό των πωλουμένων μονάδων (Q) επί την τιμή πωλήσεως κατά μονάδα προϊόντος (P). Δηλαδή TR = P x Q (π.χ. TR= P (€ / MWh) x Q MWh) Εάν η συνάρτηση των εσόδων είναι γραμμική μπορούμε να απεικονίσουμε γραφικά ως εξής: Q Συνολικά έσοδα TR Γραφική Απεικόνιση

Σταθερά Έξοδα (Fixed Costs - FC) Σταθερά, ονομάζονται τα έξοδα, τα οποία πραγματοποιούνται, άσχετα με το αν λειτουργεί ή όχι η επιχείρηση ή αλλιώς ανεξάρτητα από τον βαθμό απασχόλησης (π.χ. ενοίκια, μισθοί διοικητικού προσωπικού, αποσβέσεις, ασφάλιστρα χρηματοοικονομικά έξοδα κ.α.) (π.χ. τι συμβαίνει στης μονάδες παραγωγής Η.Ε που καλύπτουν αιχμές ζήτησης (pick load)?) Είναι φανερό ότι όσο αυξάνει ο αριθμός των παραγόμενων μονάδων προϊόντος τόσο τα σταθερά έξοδα ανά μονάδα ελαττώνονται (π.χ. μονάδες παραγωγής Η.Ε που καλύπτουν βασικό φορτίο) Q Συνολικά σταθερά έξοδα FC Γραφική Απεικόνιση

Μεταβλητά έξοδα (Variable Costs -VC) Όσο αυξάνει η παραγωγή αυξάνουν και τα μεταβλητά έξοδα. Διακρίνουμε το κατά μονάδα μεταβλητό κόστος V και το συνολικό μεταβλητό κόστος που είναι VC = V x Q Q Συνολικά μεταβλητά έξοδα VC Γραφική Απεικόνιση

Συνολικά Έξοδα Το άθροισμα των σταθερών και μεταβλητών εξόδων μας δίνει τα συνολικά έξοδα. Επομένως: TC = FC + VC (π.χ. μονάδα παραγωγής Η.Ε) Συνολικά σταθερά έξοδα (FC) Q Συνολικά μεταβλητά έξοδα (VC) TC VC FC Συνολικά έξοδα (TC)

Το Νεκρό Σημείο Φέροντας μαζί τα διαγράμματα των συνολικών εσόδων (TR) και συνολικών εξόδων (TC) μπορούμε να δούμε το νεκρό σημείου της επιχείρησης, το οποίο είναι το σημείο τομής των δύο συναρτήσεων.

Γραφική Απεικόνιση: Νεκρό Σημείο ζημία κέρδος γραμμή κέρδους ή ζημίας γραμμή πωλήσεων νεκρό σημείο B/E Q συνολικά έξοδα συνολικά έσοδα σταθερά έξοδα TC FC TR

Απλές Ασκήσεις Σε μια Μονάδα (Φ.Α.) παραγωγής Η.Ε. πως μεταβάλλεται το ΝΣ όταν: Η τιμή του καυσίμου (Φ.Α. - €/ m3) μειώνεται Η τιμή του καυσίμου (Φ.Α. - €/ m3) αυξάνεται Η μονάδα υποχρεώνεται να καταβάλει φόρο εκπομπής CO2 Η τιμή πώλησης της Η.Ε. (€/ kWh) μειώνεται Η μονάδα υποχρεώνεται να καταβάλει φόρο εκπομπής CO2 (€/ tCO2) και παράλληλα αυξάνεται η τιμή πώλησης της Η.Ε. Να δοθούν οι κατάλληλες γραφικές παραστάσεις και επεξηγήσεις ώστε οι παραπάνω μεταβολές να γίνουν κατανοητές από τον μη ειδήμονα.

Μεταβολές των εσόδων και εξόδων Το συνολικό κέρδος μιας επιχείρησης προσδιορίζεται από την αλληλεπίδραση των τριών βασικών μεταβλητών, των εσόδων (TR) των σταθερών εξόδων (FC) και των μεταβλητών εξόδων (VC) Όταν επέλθει οποιαδήποτε μεταβολή σε μία ή περισσότερες από τις συναρτήσεις αυτές θα μεταβληθεί και το συνολικό κέρδος της επιχείρησης. Μπορεί για παράδειγμα να έχουμε μεταβολή της τιμής πώλησης του προϊόντος οπότε θα έχουμε μεταβολή των συνολικών εσόδων. Μπορεί να έχουμε μεταβολή των σταθερών εξόδων, π.χ. αύξηση των ενοικίων που πληρώνει η επιχείρηση και τέλος, μπορεί να έχουμε μεταβολή των μεταβλητών εξόδων π.χ. μείωση της τιμής των πρώτων υλών.

Μεταβολή των συνολικών εσόδων Μια αύξηση της τιμής πώλησης του προϊόντος επιφέρει μεταβολή της γραμμής συνολικών εσόδων (γραμμή TR2 στο διάγραμμα – περισσότερα έσοδα για την πώληση της ίδιας ποσότητας προϊόντων από ότι στην αρχική περίπτωση (γραμμή TR στο διάγραμμα )). Σε περίπτωση μείωσης της τιμής πώλησης του προϊόντος η νέα γραμμή συνολικών εσόδων θα βρίσκεται κάτω από την αρχική (γραμμή TR1 στο διάγραμμα). B/E2 B/E1 TR1 TR2 TC TR FC Q B/E VC π.χ. μεταβολή της τιμής πώλησης Η.Ε.

Μεταβολή στα σταθερά έξοδα Ας υποθέσουμε ότι αυξάνουν τα ενοίκια που η επιχείρηση πληρώνει καθώς επίσης και τα ασφάλιστρα. Αυτό σημαίνει ότι έχουμε μια αύξηση των σταθερών εξόδων που συνεπάγεται μετατόπιση της γραμμής των σταθερών εξόδων προς τα πάνω. Το ίδιο θα συμβεί και με τη γραμμή συνολικών εξόδων και επομένως το νέο νεκρό σημείο επιτυγχάνεται σε μεγαλύτερο όγκο πωλήσεων (Β/Ε1) από ότι προηγουμένως (Β/Ε). B/E1 TC1 TC TR FC Q B/E VC FC1 π.χ. αύξηση μισθών

Μεταβολή των μεταβλητών εξόδων Ας υποθέσουμε ότι αυξάνεται το κόστος των πρώτων υλών. Σε αυτή την περίπτωση αυξάνονται τα μεταβλητά έξοδα και κατά συνέπεια τα συνολικά έξοδα. Το νέο νεκρό σημείο (Β/Ε1) βρίσκεται σε υψηλότερο όγκο πωλήσεων. B/E1 TC1 TC TR FC Q B/E VC π.χ. αύξηση της τιμής Φ.Α, φόρος CO2

Προσδιορισμός του Νεκρού Σημείου Για τον προσδιορισμό του νεκρού σημείου ενός τμήματος παραγωγής ή συνολικά μιας επιχείρησης, λαμβάνονται υπόψη: Τα έσοδα (TR) Τα σταθερά έξοδα (FC) Τα αναλογικά έξοδα (Μεταβλητά) – (VC) Ο προσδιορισμός του Νεκρού Σημείου πραγματοποιείται, είτε μαθηματικά είτε με γραφική παράσταση.

Μαθηματικός Προσδιορισμός Απλή εξίσωση με βάση τα ακόλουθα: Τα Έσοδα (κύκλος εργασιών ή τζίρος (TR)) είναι ίσα με το συνολικό κόστος το οποίο διακρίνεται σε Σταθερές (FC) και Μεταβλητές (VC) δαπάνες, συν ή μείον το αποτέλεσμα (κέρδος ή ζημία (Α). Δηλαδή: TR = FC + VC + Α Όταν δεν υπάρχει αποτέλεσμα, όπως στην περίπτωση του Νεκρού σημείου, τότε το Α = 0 οπότε στο Ν. Σ. θα έχουμε : TR = FC + VC

Διαγραμματικός Προσδιορισμός Διαγραμματικά, το Νεκρό σημείο του κύκλου εργασιών απεικονίζεται σε γραφική παράσταση στην οποία απεικονίζονται οι καμπύλες μεταβολής των εσόδων και των αντίστοιχων δαπανών της επιχείρησης, σε συνάρτηση με το βαθμό παραγωγικής δραστηριότητας. TR TC VC Ύψος Εσόδων / Δαπανών FC Q

Σύνοψη Το διάγραμμα Νεκρού σημείου του κύκλου εργασιών χρησιμοποιείται ως εργαλείο προσδιορισμού της τάσης διαμόρφωσης των εσόδων, των δαπανών και των αποτελεσμάτων σε συνάρτηση με το βαθμό δραστηριότητας της επιχείρησης. Ειδικότερα το διάγραμμα βοηθάει στον προσδιορισμό: Του Νεκρού σημείου του κύκλου εργασιών των αντίστοιχων κερδών ή ζημιών Του άριστου βαθμού δραστηριότητας – μέγιστο κέρδος Του αντίστοιχου περιθωρίου ασφάλισης και Του ύψους των σταθερών από τη μια και των μεταβλητών από την άλλη δαπανών.

Levelised Cost of Energy (LCOE) Οι επενδύσεις για την κατασκευή μονάδων παραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας (Η.Ε) απαιτούν: εξαιρετικά μεγάλα κεφάλαια και σημαντικά τρέχοντα λειτουργικά έξοδα ….κατά τη διάρκεια ζωής της εγκατάστασης.

Levelised Cost of Energy (LCOE) Για την σύγκριση εναλλακτικών επενδύσεων (πολλές φορές διαφορετικής κλίμακας, διαφορετικού χρονικού ορίζοντα κλπ.), ….συχνά χρησιμοποιείται ο δείκτης του Σταθμισμένου Κόστους Ενέργειας (Levelised Cost of Energy – LCOE) ο οποίος υπολογίζει το σταθμισμένο κόστος για την παραγωγή Η.Ε (π.χ. € / MWh) κατά την διάρκεια ζωής μιας μονάδας παραγωγής, ενσωματώνοντας τα επί μέρη κόστη (κόστος επένδυσης, λειτουργίας, καυσίμου, ασφάλισης, παροπλισμού κλπ.) ……..εκφρασμένα σε τιμές παρούσας αξίας.

Levelised Cost of Energy (LCOE) Στο παραπάνω πλαίσιο LCOE είναι η ελάχιστη τιμή στην οποία θα πρέπει να πουληθεί η ενέργεια ώστε ένα ενεργειακό έργο να υπερβεί το «νεκρό σημείο» (break even). Source: OECD/IEA (2005), p. 173 f.

Levelised Cost of Energy (LCOE) Τυπικά υπολογίζεται για διάρκεια ζωής έργου από 20 έως 40 έτη και εκφράζεται σε μονάδες νομίσματος ανά kWh (π.χ. €/kWh) Κρίσιμη θεωρείται η απόφαση αναφορικά με το χρησιμοποιούμενο επιτόκιο αναγωγής (εξαρτάται από το κόστος κεφαλαίου & τον αναλαμβανόμενο κίνδυνο) Source: OECD/IEA (2005), p. 173 f.

Levelised Cost of Energy (LCOE) LCOE: υπολογίζεται ως το πηλίκο του συνολικού κόστους (total lifetime expenses) προς την συνολική παραγωγή. Εκφρασμένα σε όρους παρούσας αξίας. LCOE: σταθμισμένο κόστος ενέργειας (levelised cost of energy) It : κόστος επένδυσης κατά το έτος t (t= 0  n) Mt : κόστος λειτουργίας και συντήρησης κατά το έτος t Ft : κόστος καυσίμου κατά το έτος t Et : παραγωγή Η.Ε κατά το έτος t r : επιτόκιο αναγωγής

Levelised Cost of Energy (LCOE) Λαμβάνονται υπόψη …… Κόστος κεφαλαίου Κόστος καυσίμου (εκτίμηση για πληθωριστικές τάσεις, φορολογία κλπ.) Κόστος λειτουργίας και συντήρησης Κόστος διαχείρισης αποβλήτων Κόστος παροπλισμού Κόστος έρευνας και ανάπτυξης Κόστος ασφάλισης Διάρκεια ζωής (οικονομική) της μονάδας παραγωγής Μορφή της καμπύλης εκμάθησης (και επίπτωση στις μελλοντικές μειώσεις κόστους) Χρονοδιάγραμμα κατασκευής Source: Heptonstall (2007)

Levelised Cost of Energy (LCOE) Εξωτερικότητες: Αξία κρατικά χρηματοδοτούμενης έρευνας Ασφαλιστικές ευθύνες αναλαμβάνονται από το κράτος (π.χ. περίπτωση ατυχημάτων) Εξωτερικό κόστος περιβαλλοντικής επιβάρυνσης Εξωτερική ωφέλεια π.χ. ανάπτυξη γνώσης για τις μελλοντικές γενιές Ανάπτυξη συνεργειών με υπόλοιπες μονάδες παραγωγής * Ορισμένες φορές πραγματοποιείται προσεγγιστική ενσωμάτωση Source: Heptonstall (2007)

Levelised Cost of Energy (LCOE) Παράγοντες Συστήματος: Κόστη μεταφοράς και λοιπά κόστη δικτύου (για παράδειγμα αναφέρεται το κόστος εξισορρόπησης δικτύου, η ασφάλεια των εγκαταστάσεων κ.α.) Επίδραση στην ασφάλεια ενεργειακού εφοδιασμού (σε επίπεδο κράτους, συστήματος κ.α.) Ευελιξία όσο αφορά την παραγωγή, δυνατότητα για προσαρμογή σε διαφορετικές καταστάσεις λειτουργίας (π.χ. κάλυψη φορτίου βάσης ή αιχμής) και επίπτωση στην ζήτηση Source: Heptonstall (2007).

Levelised Cost of Energy (LCOE) Επιπτώσεις στην αγορά: Επιπτώσεις κλίμακας / επιχειρηματική στρατηγική Επιπτώσεις στην αξία των μετοχών μιας επιχείρησης Κόστος συλλογής πληροφορίας (π.χ. για την λήψη τεκμηριωμένης απόφασης) Η πραγματική διάρκεια ζωής μιας παραγωγικής μονάδας συχνά είναι μεγαλύτερη από την «οικονομική» διάρκεια ζωής Αστάθεια των τιμών των καυσίμων (διακριτή από τον αναμενόμενο πληθωρισμό κόστους) Μελλοντικές αλλαγές στο φορολογικό καθεστώς, στην περιβαλλοντική νομοθεσία, σε κρατικούς μηχανισμούς υποστήριξης κ.α. Source: Heptonstall (2007)

Levelised Cost of Energy (LCOE) Προσφέρει μια αρχική εκτίμηση για την βιωσιμότητα ενός ενεργειακού έργου Ωστόσο η προσήλωση σε τεχνολογίες «ελαχίστου κόστους» πολλές φορές δεν δίνει την απαραίτητη βάση για επιχειρηματικές αποφάσεις Η (απομονωμένη) μελέτη των δεικτών LCOE είναι ιδιαίτερα χρήσιμη σε μονοπωλιακά περιβάλλοντα. Ενώ παρουσιάζει αδυναμίες σε απελευθερωμένες αγορές. Η LCOE είναι απλά ένας δείκτης που χρησιμοποιείται από εταιρίες για την αξιολόγηση εναλλακτικών επενδυτικών σχεδίων

Levelised Cost of Energy (LCOE) Παράδειγμα Ι (1/9): Υπολογισμός LCOE για μια μονάδα παραγωγής Η.Ε (diesel). Ισχύς: 300 kW Συντελεστής εκμετάλλευσης (Capacity factor): 0,45 Κόστος εξοπλισμού & εγκατάστασης: 400.000 € Κόστος λειτουργίας και συντήρησης: 80 € / MWh Επιτόκιο αναγωγής: 5% Διάρκεια ζωής του συστήματος: 15 έτη Παραγωγή Η.Ε: 0,3MW x 8.760 ώρες/έτος x 0,45 = 1.182,6 MWh/έτος

Levelised Cost of Energy (LCOE) Παράδειγμα Ι (2/9):   Κόστος σε Ευρώ Επιτόκιο αναγωγής (5%) Παραγωγή (MWh) Έτος Κεφάλαιο Ετήσιο Παρούσα Αξία Ετήσια Εξοπλισμός 400.000 1,000 1 94.608 90.103 0,952 1.183 1.126 2 85.812 0,907 1.073 3 81.726 0,864 1.022 4 77.834 0,823 973 5 74.128 0,784 927 6 70.598 0,746 882 7 67.236 0,711 840 8 64.034 0,677 800 9 60.985 0,645 762 10 58.081 0,614 726 11 55.315 0,585 691 12 52.681 0,557 659 13 50.173 0,530 627 14 47.783 0,505 597 15 45.508 0,481 569 1.381.999 12.275 LCOE 112,6 Ευρώ/ MWh or 0,113 Ευρώ/ kWh Παραγωγή* κόστος/MWh LCOE=1.382.000/12.275

* Για το παράδειγμά μας: Επιπλέον κόστη:100.000 Ευρώ Levelised Cost of Energy (LCOE) Παράδειγμα Ι (3/9): Στον υπολογισμό του LCOE θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη τα όρια του συστήματος που εξετάζουμε. Στην τυπική περίπτωση μόνο το κόστος σύνδεσης της μονάδας παραγωγής στο δίκτυο μεταφοράς ενσωματώνεται στο κόστος του παραγωγού. Σε ορισμένες περιπτώσεις απαιτείται αναβάθμιση δικτύου και ένα μέρος από τα σχετικά κόστη ενσωματώνεται στο LCOE. Επιπλέον κόστη: μελέτη περιβαλλοντικών επιπτώσεων, έρευνα και ανάπτυξη, επιπτώσεις στην δημόσια υγεία, επιβάρυνση του περιβάλλοντος, κόστος παροπλισμού κ.α. * Για το παράδειγμά μας: Επιπλέον κόστη:100.000 Ευρώ

Levelised Cost of Energy (LCOE) Παράδειγμα Ι (4/9):   Κόστος σε Ευρώ Επιτόκιο αναγωγής (5%) Παραγωγή (MWh) Έτος Κεφάλαιο Ετήσιο Παρούσα Αξία Ετήσια Εξοπλισμός 400.000 Επιπλέον 100.000 500.000 1,000 1 94.608 90.103 0,952 1.183 1.126 2 85.812 0,907 1.073 3 81.726 0,864 1.022 4 77.834 0,823 973 5 74.128 0,784 927 6 70.598 0,746 882 7 67.236 0,711 840 8 64.034 0,677 800 9 60.985 0,645 762 10 58.081 0,614 726 11 55.315 0,585 691 12 52.681 0,557 659 13 50.173 0,530 627 14 47.783 0,505 597 15 45.508 0,481 569 1.481.999 12.275 LCOE 120,7 Ευρώ/ MWh or 0,121 Ευρώ/ kWh

Ανάλυση ευαισθησίας LCOE μεταβάλλοντας το επιτόκιο προεξόφλησης Levelised Cost of Energy (LCOE) Παράδειγμα Ι (5/9): Καθοριστικής σημασίας είναι η απόφαση για την τιμή του επιτοκίου αναγωγής. Ανάλυση ευαισθησίας LCOE μεταβάλλοντας το επιτόκιο προεξόφλησης Εξηγήστε το διάγραμμα (σχέση με κόστος κεφαλαίου, κόστος καυσίμου, Ο&Μ κ.α.) * Στην επόμενη σελίδα δοκιμάζουμε το παράδειγμά μας με επιτόκιο αναγωγής 8%

Levelised Cost of Energy (LCOE) Παράδειγμα Ι (6/9):   Κόστος σε Ευρώ Επιτόκιο αναγωγής 8% Παραγωγή (MWh) Έτος Κεφάλαιο Ετήσιο Παρούσα Αξία Ετήσια Εξοπλισμός 400.000 Εγκατάσταση 100.000 500.000 1,000 1 94.608 87.600 0,926 1.183 1.095 2 81.111 0,857 1.014 3 75.103 0,794 939 4 69.540 0,735 869 5 64.389 0,681 805 6 59.619 0,630 745 7 55.203 0,583 690 8 51.114 0,540 639 9 47.328 0,500 592 10 43.822 0,463 548 11 40.576 0,429 507 12 37.570 0,397 470 13 34.787 0,368 435 14 32.210 0,340 403 15 29.824 0,315 373 1.309.795 10.122 LCOE 129,4 Ευρώ/ MWh or 0,129 Ευρώ/ kWh

Ανάλυση ευαισθησίας LCOE μεταβάλλοντας τον συντελεστή εκμετάλλευσης Levelised Cost of Energy (LCOE) Παράδειγμα Ι (7/9): Άλλος σημαντικός παράγοντας είναι ο συντελεστής εκμετάλλευσης. Ανάλυση ευαισθησίας LCOE μεταβάλλοντας τον συντελεστή εκμετάλλευσης Εξηγήστε το διάγραμμα (σε σχέση με κόστος καυσίμου, κόστος κεφαλαίου κ.α.) * Στην επόμενη σελίδα δοκιμάζουμε το παράδειγμά μας με συντελεστή εκμετάλλευσης 0,40

Levelised Cost of Energy (LCOE) Παράδειγμα Ι (8/9):   Κόστος σε Ευρώ Επιτόκιο αναγωγής 8% Παραγωγή (MWh) Έτος Κεφάλαιο Ετήσιο Παρούσα Αξία Ετήσια Εξοπλισμός 400.000 Εγκατάσταση 100.000 500.000 1,000 1 84.096 77.867 0,926 1.051 973 2 72.099 0,857 901 3 66.758 0,794 834 4 61.813 0,735 773 5 57.234 0,681 715 6 52.995 0,630 662 7 49.069 0,583 613 8 45.434 0,540 568 9 42.069 0,500 526 10 38.953 0,463 487 11 36.067 0,429 451 12 33.396 0,397 417 13 30.922 0,368 387 14 28.631 0,340 358 15 26.511 0,315 331 1.219.818 8.998 LCOE 135,6 Ευρώ/ MWh or 0,136 Ευρώ/ kWh

Ανάλυση ευαισθησίας LCOE μεταβάλλοντας την τιμή του καυσίμου Levelised Cost of Energy (LCOE) Παράδειγμα Ι (9/9): Άλλος σημαντικός παράγοντας είναι η διακύμανση της τιμής καυσίμου. Ανάλυση ευαισθησίας LCOE μεταβάλλοντας την τιμή του καυσίμου Εξηγήστε το διάγραμμα (σε σχέση με κόστος καυσίμου, κόστος κεφαλαίου κ.α.)

Levelised Cost of Energy* (LCOE) Ανά γεωγραφική περιοχή με 5% discount rate (IEA, 2010)

Levelised Cost of Energy* (LCOE) Ανά γεωγραφική περιοχή με 10% discount rate (IEA, 2010)

Levelised Cost of Energy (LCOE) Τύπος Μονάδας παραγωγής Η.Ε Συντελεστής εκμετάλλευσης(CF) (%) Εκτίμηση LCOE (USD2008/MWh) Η.Π.Α για μονάδες που θα τεθούν σε λειτουργία το 2016 Levelised Capital Cost Σταθερό κόστος O&M Μεταβλητό κόστος Ο&Μ (συμπ. κόστος καυσίμου) Μεταφορά Η.Ε (προσθ. επένδυση) Συνολικό LCOE ($/ΜWh) συστήματος Conventional Coal 85 69,2 3,8 23,9 3,6 100,5 Advanced Coal 81,2 5,3 20,4 110,5 Advanced Coal με CCS 92,5 6,3 26,4 3,9 129,1 Natural Gas-fired   -Conventional Combined Cycle 87 22,9 1,7 54,9 83,1 -Advanced Combined Cycle 22,4 1,6 51,7 79,3 -Advanced Combined Cycle με CCS 43,8 2,7 63,0 113,3 - Conventional Combustion Turbine 30 41,1 4,7 82,9 10,8 139,5 -Advanced Combustion Turbine 38,5 4,1 70,0 123,4 Advanced Nuclear 90 94,9 11,7 9,4 3,0 119,0 Wind 34,4 130,5 10,4 0,0 8,4 149,3 Wind -Offshore 39,3 159,9 23,8 7,4 191,1 Solar PV 21,7 376,8 6,4 13,0 396,2 Solar Thermal (CSP) 31,2 224,4 21,8 256,6 Geothermal 88,0 4,8 115,7 Biomass 83 73,3 9,1 24,9 111,1 Hydro 51,4 103,7 3,5 7,1 5,7 120,0 (EIA, 2009)

Σύγκριση εναλλακτικών τεχνολογιών Υπολογισμός ετησιο-ποιημένου κόστους / ετησιοποιημένης εξοικονόμησης κλπ. Παράδειγμα ΙΙ (1/4): Λαμπτήρες ισχύος 150 W χρησιμοποιούνται για τον υπαίθριο φωτισμό σε ένα συγκρότημα γραφείων. Κάθε λαμπτήρας λειτουργεί 3.000 ώρες/έτος και θα πρέπει να αντικαθίσταται κάθε 2 χρόνια με κόστος 4.5 €. Στην αγορά διατίθεται ένας αποδοτικός λαμπτήρας ισχύος 60 W ο οποίος κοστίζει 14,5 €, προσφέρει αντίστοιχο φωτισμό και διαρκεί 8 έτη (λειτουργία 3.000 ώρες / έτος). Το κόστος Η.Ε είναι 0,10€/kWh και το κόστος κεφαλαίου (interest rate) για το συγκρότημα των γραφείων είναι 8%. Ποια λάμπα έχει το μικρότερο σταθμισμένο ετήσιο κόστος (Levelised Annual Cost). Πόσα χρήματα εξοικονομούνται ανά έτος στην περίπτωση 100 λαμπτήρων οι οποίοι χρησιμοποιούνται για υπαίθριο φωτισμό?

Σύγκριση εναλλακτικών τεχνολογιών Παράδειγμα ΙΙ (2/4): Λαμπτήρας 150 W Ετήσια κατανάλωση: 150W x 3.000 ώρες/έτος x (1kW/1000W) = 450kWh Ετήσιο λειτουργικό κόστος: 450kWh x 0,10 /kWh = 45 €/έτος Ισοδύναμη Ετήσια Αξία (Equivalent Annual Value-EAV) ποσού Χ= 4,5€ σε n=2 χρόνια: EAV = Χ * i / [1 - (1 + i)-n] = 4,5€ x 0,08/[(1-(1,08)-2] = 4,5€ x 0,561 = 2,52€/έτος Ετήσιο σταθμισμένο κόστος = 45 €/έτος + 2,52 €/έτος = 47,52€/έτος

Σύγκριση εναλλακτικών τεχνολογιών Παράδειγμα ΙΙ (3/4): Λαμπτήρας 60 W Ετήσια κατανάλωση: 60W x 3.000 ώρες/έτος x (1kW/1000W) = 180kWh Ετήσιο λειτουργικό κόστος: 180kWh x 0,10 /kWh = 18 €/έτος Ισοδύναμη Ετήσια Αξία (Equivalent Annual Value-EAV) ποσού Χ= 14,5€ σε n=8 χρόνια: EAV = Χ * i / [1 - (1 + i)-n] = 14,5€ x 0,08/[(1-(1,08)-8] = 14,5€ x 0,08/0,46 = 14,5€ x 0,174 = 2,52€/έτος Ετήσιο σταθμισμένο κόστος = 18 €/έτος + 2,52 €/έτος = 20,52€/έτος

Σύγκριση εναλλακτικών τεχνολογιών Παράδειγμα ΙΙ (4/4): Συνεπώς η επιλογή του αποδοτικού λαμπτήρα 60 W εξοικονομεί: 47,52€/έτος - 20,52€/έτος = 27 €/έτος Το συνολικό ποσό των χρημάτων που εξοικονομούνται ετησίως εξαρτάται από τον συνολικό αριθμό των λαμπτήρων. π.χ. στην περίπτωση 100 λαμπτήρων εξοικονομούνται 2.700€/έτος

Σύγκριση εναλλακτικών τεχνολογιών Παράδειγμα ΙIΙ (1/4): Εναλλακτικές για παραγωγή Η.Ε. (κοινός συντελεστής εκμετάλλευσης: 85%, οικονομική ζωή μονάδων: 20 έτη, επιτόκιο αναγωγής: 5%) Α. Μονάδα άνθρακα (600MW) Κόστος επένδυσης: 1.600 €/kW Σταθερό Κόστος Λειτουργίας και Συντήρησης (Fixed O&M) = 4€/kW Μεταβλητό κόστος λειτουργίας & συντήρησης (Variable O&M) – συμπεριλαμβάνοντας το κόστος καυσίμου= 16€/MWh Εκπομπές: 0,94 tCO2/MWh

Σύγκριση εναλλακτικών τεχνολογιών Παράδειγμα ΙIΙ (2/4): Β. Μονάδα Φ.Α (600MW) Κόστος επένδυσης:750€/kW Σταθερό Κόστος Λειτουργίας και Συντήρησης (Fixed O&M) = 5€/kW Μεταβλητό κόστος λειτουργίας & Συντήρησης (Variable O&M) συμπεριλαμβάνοντας το κόστος καυσίμου = 33€/MWh Εκπομπές: 0,40 tCO2/MWh Να υπολογισθεί το LCOE: χωρίς να λάβουμε υπόψη το κόστος εκπομπών CO2 Θεωρώντας κόστος Ci=40€/tCO2 Υπολογισμός: Παραγωγή Η.Ε: 600MW x 8.760 ώρες/έτος x 0,85 = 4.468 GWh/έτος

Σύγκριση εναλλακτικών τεχνολογιών Μονάδα Άνθρακα Μονάδα ΦΑ   Κόστος σε euro Επιτόκιο αναγωγής (5%) Παραγωγή (MWh) Έτος Κεφάλαιο Ετήσιο Παρούσα Αξία Ετήσια Κόστος Επένδυσης 960.000.000 450.000.000 1,000 1 73.881.600 70.363.429 150.430.800 143.267.429 0,952 4.467.600 4.254.857 2 67.012.789 136.445.170 0,907 4.052.245 3 63.821.704 129.947.781 0,864 3.859.281 4 60.782.575 123.759.791 0,823 3.675.506 5 57.888.167 117.866.468 0,784 3.500.482 6 55.131.587 112.253.779 0,746 3.333.792 7 52.506.274 106.908.361 0,711 3.175.040 8 50.005.975 101.817.487 0,677 3.023.848 9 47.624.738 96.969.035 0,645 2.879.855 10 45.356.893 92.351.462 0,614 2.742.719 11 43.197.041 87.953.773 0,585 2.612.113 12 41.140.039 83.765.498 0,557 2.487.727 13 39.180.990 79.776.665 0,530 2.369.264 14 37.315.228 75.977.776 0,505 2.256.442 15 35.538.313 72.359.787 0,481 2.148.992 16 33.846.012 68.914.083 0,458 2.046.659 17 32.234.297 65.632.460 0,436 1.949.199 18 30.699.331 62.507.105 0,416 1.856.380 19 29.237.458 59.530.576 0,396 1.767.981 20 27.845.198 56.695.786 0,377 1.683.791 ΚΠΑ 1.880.728.040 2.324.700.272 55.676.171 LCOE Άνθρ. 33,8 Ευρώ/ MWh LCOE Φ.Α 41,8 Παράδειγμα ΙIΙ (3/4):

Σύγκριση εναλλακτικών τεχνολογιών Μονάδα Άνθρακα Μονάδα ΦΑ   Κόστος σε euro Επιτόκιο αναγωγής (5%) Παραγωγή (MWh) Έτος Κόστος CO2 Ετήσιο (O&M) Παρούσα Αξία Ετήσια Κόστος Επένδυσης 960.000.000 450.000.000 1,000 1 167.981.760 73.881.600 230.346.057 71.481.600 150.430.800 211.345.143 0,952 4.467.600 4.254.857 2 219.377.197 201.281.088 0,907 4.052.245 3 208.930.664 191.696.275 0,864 3.859.281 4 198.981.585 182.567.881 0,823 3.675.506 5 189.506.271 173.874.172 0,784 3.500.482 6 180.482.163 165.594.450 0,746 3.333.792 7 171.887.774 157.709.000 0,711 3.175.040 8 163.702.642 150.199.047 0,677 3.023.848 9 155.907.278 143.046.712 0,645 2.879.855 10 148.483.122 136.234.963 0,614 2.742.719 11 141.412.497 129.747.584 0,585 2.612.113 12 134.678.569 123.569.128 0,557 2.487.727 13 128.265.304 117.684.884 0,530 2.369.264 14 122.157.432 112.080.842 0,505 2.256.442 15 116.340.412 106.743.659 0,481 2.148.992 16 110.800.392 101.660.627 0,458 2.046.659 17 105.524.183 96.819.645 0,436 1.949.199 18 100.499.222 92.209.186 0,416 1.856.380 19 95.713.545 87.818.272 0,396 1.767.981 20 91.155.757 83.636.450 0,377 1.683.791 ΚΠΑ 3.974.152.066 3.215.519.006 55.676.171 LCOE Άνθρ. 71,4 Ευρώ/ MWh LCOE Φ.Α 57,8 Παράδειγμα ΙIΙ (4/4):