meesak_teuk2013

18.11.2013

Mikrotootmise tasuvus kodumajapidamisele PV‐jaama näitel

Andres Meesak

Mikrotootmine – mis ja milleks?

• Energia mikrotootmine on kodumajapidamise või väikeettevõtte poolt tarbimiskohas (elektri)energia tootmine, mille eesmärk on katta eelkõige tootja enda vajadusi.

• Mikrotootmisena saab käsitleda ka rühmade või ühistute väikesemahulise tootmise eri vorme, mille eesmärk on toota kogukonna tasandil ja kohalike vajaduste katteks.

MIKROTOOTMINE = ENERGIA SÄÄSTUABINÕU!

1

18.11.2013

Mikrotootmine – mis ja milleks?

MIKRO‐ TOOTMISE ÜHIKUKULU

ELEKTRI HIND KODU‐ TARBIJALE

• Statistikaamet: 2013 a. mõjutas Eesti kodumajapidamiste eluasemekulutusi enim elektri hinna hüppeline tõus (turu täielik liberaliseerimine) • Euroopa Parlament: mikrotootmise laialdasem levik vähendab kütteostuvõimetuse järjest kasvavat ohtu

Motivaatorid ja takistused MOTIVAATORID: Kasvavad kulutused energiale Alanev tootmise ühikukulu Kinnistu väärtuse suurendamine Keskkonnasääst (marginaalne mõju investeerimisotsusele) TAKISTUSED: Finantsmajanduslikud ‐ kõrge kapitalikulu ‐ pikk tasuvusaeg (ootuslik 9‐12 a) ‐ toetusmeetmete puudumine ‐ kaotatud investeering kodu vahetuse korral Tehnilised ‐ puudub sobiv koht seadmete paigalduseks või paigaldis rikub hoonet ‐ halduslikud takistused (KOV, võrguettevõte) ‐ kõrged liitumistasud ‐ naabrite pahameel või vastuseis Informatsioonilised ‐ puudub adekvaatne erapooletu info võimaluste kohta ‐ keeruline leida usaldusväärseid paigaldajaid ‐ energia pole saadaval siis kui teda vaja on

2

18.11.2013

Tootmise – tarbimise „faasinihe“ 140 120 100 80 60 40 20 0

GWh

250 200 150 100 50 0 1

2

3

4

5

6

7

elektri tarbimine kodumajapidamistes

8

9

10

11

Kodumajapidamiste tarbimise‐ ja PV jaama tootmise tipp on erinevatel aastaaegadel

kWh

300

12

1 kWpeak päikeseelektrijaama toodang 10

kWh

8 6 tarbimine

4

tootmine 2 0

kWh

0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00

Kodust väljas töötava pere tarbimine‐ ja PV jaama tootmine ei lange kokku ööpäeva lõikes

1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0

teoreetiline kogutootmine võrku kokku saldeeritud

jaanuar 172 104 17 6

veebruar 482 193 92 84

märts 827 1557 956 826

aprill 1130 1347 1044 974

mai 1360 1697 1128 1024

juuni 1290 1664 1221 1132

juuli 1310 1678 1050 952

9 kW netotootmisvõimsusega (AC) PV‐jaama 1. aasta toodang oli 11 400 kWh, mis on PV GIS kalkulaatori teoreetilisest (9070 kWh) 26% enam

august 1050 1409 1164 1086

Näidis „keskmine“ majapidamine

300

150

8

200

100

100

50

6 4

tarbimine tootmine

2 0

0

kWh

10 GWh

kWh

• Eramus elav perekond • Aastane elektritarbimine 5000 kWh

0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

elektri tarbimine kodumajapidamistes 1 kWpeak päikeseelektrijaama toodang

3

18.11.2013

Tasuvust mõjutavad tegurid LOODUSLIK RESSURSS

ELEKTRI HIND KODUTARBIJALE

KAPITALIKULU

DIMENSIONEERI‐ MINE JA

TOETUSED

TARBIMISHARJU‐ MUSED

KAPITALIKULU (CAPEX + OPEX) CAPEX: • Hindade kiire alanemine • Analüüsis kasu‐ tatud hind 1,7 €/W OPEX: (hooldus + kindlustus) • 1% paigalduskulust aastas

4

18.11.2013

TOODETAVA ELEKTRI OMAHIND Tootmisaastad Toodang kWh OPEX 1% (€/a)

1 5040 102

5 4939 102

10 4817 102

15 4698 102

20 4582 102

25 4468 102

30 4358 102

KOKKU 140732 3060

Süsteemi arvestuslik degradeerumine 0,5% aastas.

30. aasta tootlikus on 86% 1. aasta tootlikusest

30 = 0,094 €/kWh

FIKSEERITUD HIND 30 a.‐ks kogusele 140 MWh

ELEKTRI HIND KODUTARBIJALE ???

• Kui palju kallineb võrguvoolu hind kodutarbijale 30 a. jooksul?

• Kui palju tõusevad võrgutasud kodutarbijale 30 a. jooksul? Muud maksud?

• Kasutatud 3,5% aastas nii elektri kui võrgutasude hinna tõusu.

– Soomes on alates turu avanemisest 2000. el. hind tõusnud enam kui 10% aastas – IEA hinnangul Euroopa keskmine 3‐5% – EPIA pikaajaline prognoos 3,5%

5

18.11.2013

Elektri hind ostul ja müügil Võrguelektri hind kodutarbijale (prognoos): TOOTMISAASTAD: elekter €/kWh võrgutasu €/kWh kokku kWh koos km elektri kulu aastas €

1.

5.

10.

15.

20.

25.

30.

0,050 0,057 0,068 0,081 0,096 0,114 0,136 0,049 0,056 0,067 0,079 0,094 0,112 0,133 0,126 0,141 0,162 0,188 0,218 0,254 0,296 686,82 774,45 902,38 1054,32 1234,79 1449,12 1703,68

30 a. keskmine hind 0,22€/kWh 30 a. kulu elektrile 33 000 € 0,160

Müügihind moodustab keskmiselt

0,140 0,120 €/kWh

0,100 0,080

89%

0,060 0,040 0,020 0,000

01.13.

02.13.

03.13.

04.13.

05.13.

06.13.

07.13.

08.13.

09.13.

OST KOOS VÕRGUTASU JA MAKSUDEGA 0,118 €/kWh

0,119

0,123

0,128

0,117

0,138

0,124

0,136

0,141

0,140

MÜÜK KOOS TOETUSEGA €/kWh

0,102

0,116

0,108

0,101

0,129

0,109

0,113

0,114

0,117

0,112

10.13.

Elektri hind ostul ja müügil

ostuhinnast, arvestades kõiki tasusid ja makse.

‐11% 0,128

käibemaks

0,013

12

TE tasu/toetus

0,009

10

aktsiis

0,004

0,114

€ senti/kWh

14

8 6 4

0,054

2 1 25 49 73 97 121 145 169 193 217 241 265 289 313 337 361 385 409 433 457 481 505 529 553 577 601 625 649 673 697 721

0 august 2013 tunnid Tootmine kWh

võrgutasu

0,051

marginaal

0,002

elekter

0,049

Börsihind senti/kWh

0,080 0,070

€/kWh

0,060 0,050

0,061

0,040 0,030 0,020 0,010 0,000 OST (+marginaal)

01.13. 02.13. 03.13. 04.13. 05.13. 06.13. 07.13. 08.13. 09.13. 10.13.

0,052 0,050 0,055 0,048 0,045 0,058 0,048 0,051 0,054 0,056

MÜÜK (‐marginaal) 0,058 0,049 0,055 0,055 0,047 0,076 0,055 0,059 0,062 0,063

ost €/kWh

müük €/kWh

6

18.11.2013

Süsteemi dimensioneerimine Planeeritava MTS maksimaalne tootmisvõimsus sõltub: 1. majapidamise elektritarbest 2. tootmise asukohas saadaolevast energiaressursist (päike ja tuul) Väljendudes valemiga:

•

1

Tasandamaks olulisi kõikumisi MTS poolt toodetava energia ja omatarbe nõudluse vahel peaks paigaldatava MTS optimaalne võimsus olema ligilähedane väärtusele mis on saadud elneva arvutuse tulemusena.

5000

821

1

6,09

•

Keskmise tarbimisega eramu PV‐MTS hetketootmisvõimsus võiks Eesti tingimustes olla mitte üle 6 kW.

•

Suurem hetketootmisvõimsus pikendab süsteemi tasuvusaega märgatavalt.

Rahavoog ja tarbimisharjumused Õigesti dimensioneeritud mikrotootmise puhul:

RAHAVOOG = SÄÄST ELEKTRIARVELT 60% võrku ja 40% omatarve TOOTMISAASTAD Tarve – toodang kWh Võrku kWh 40% omatarve kWh Kogutarbimine kWh SÄÄST AASTAS €

1.

2984,00 3024,00 2016,00 5000,00

5.

3024,02 2963,97 1975,98 5000,00

10.

3072,93 2890,61 1927,07 5000,00

15.

3120,62 2819,06 1879,38 5000,00

20.

3167,14 2749,29 1832,86 5000,00

25.

3212,51 2681,24 1787,49 5000,00

569,72

601,96

647,99

702,34

766,22

841,06

30.

KOKKU 3256,75 93706,91 2614,88 84439,64 1743,25 56293,09 5000,00 150000,00 928,51

21685,50

IRR: ‐0,4% ! Investeering on kaetud kumuleeritud säästuga 16. aastal Kui muuta tarbimisharjumusi ja suuta efektiivselt kohapeal ära tarbida 50% toodetud elektrist Lüheneb tasuvusaeg umbes aasta ja sisemine tulumäär on juba 5,3% Laenukapitali kaasamine muudab sisemise tulumäära ikkagi nullilähedaseks!

7

18.11.2013

Taastuvenergia toetus • Täna makstakse vastavalt ElTS kehtivale redaktsioonile mikrotootjale taastuvenergia toetust samadel alustel kui suurtele tuuleparkidele • Investeeringutoetusega paigaldatud mikrotootjate elektrituulikud on toetuse alt väljas, PV‐jaamad • Mikrotuulikutele kehtib 600 GWh piir, PV‐jaamadele mitte • Toetust makstakse võrku antud saldeeritud elektrikoguselt – seades ebavõrdsesse olukorda mikrotootjad kes toodavad vaid ühel faasil, kuid tarbivad kolmel.

• Taastuvenergia toetus KOGU toodetud elektrile vähendaks tasuvusaega ca. 1 aasta ja sisemine tulumäär tõuseks 7%‐ni (võimaldaks kaasata ka madala intressimääraga võõrkapitali)

Kokkuvõte •

Tasuvuse arvutamisel peab ENNE investeerimisotsuse langetamist arvestama: – Klimaatiliste teguritega (eriti tuulikute puhul) – Majanduslike teguritega (omavahendid või laenukapital) – Tehnoloogiliste teguritega (sobiva suuna ja kaldega katus)

•

Analüüsis kasutatud PV‐jaama eluiga on veel liiga lühike, et teha kaugeleulatuvaid järeldusi: – Jaama tootlikkuse kohta pikema aja jooksul – Degradeerumisest tingitud tootlikkuse vähenemine

•

Hüpoteetilised sisendid on: – Elektri hinna dünaamika pikema aja jooksul – Jaama ja tema komponentide tegelik eluiga ja hoolduskulud

•

Olulised tingimused investeerimisotsuse tegemiseks: – Riiklike poliitikate järjepidevus (toetused, liitumistingimused)

8

18.11.2013

Kokkuvõte •

Investeeringu sisemise tulukuse suurendamiseks ja tasuvusaja lühendamiseks peab majapidamine tõenäoliselt muutma suuremal või vähemal määral oma tarbimisharjumusi. TARK MAJA!

•

Koos mikrotootmise investeeringuga peaks majapidamine läbi viima energia TARBIMISE auditi: millal, kui palju ja milleks energiat kasutatakse ja kuidas ja mil määral seda õnnestub muuta – võrku müügi – omatarbe vahekord peaks olema VÄHEMALT 50/50.

•

Saavutamaks majapidamisele ootuslikku 10‐ aastast tasuvusaega peab kapitalikulu alanema veel ca. 50%, s.t. mitte ületama 1,1 €/W ceteris paribus (täna 1,7 €/W) kas läbi tehnoloogia odavnemise või toetusmeetmete (võimsuse‐ või toodangupõhine?).

•

Põhjalikumat uurimist vajaks veel kombineeritud süsteemide ning ühistulise pisi‐ või väiketootmise majanduslik mõju ühistu liikmete/investorite energiakuludele (mastaabi efekt ?) ning kogukondlikud energiasaared ja virtuaalsed elektrijaamad

Energiatarbimise audit • • • •

Analüüsi oma tarbimisharjumusi Leia suurimad tarbijad Kas nende tööd on võimalik nihutada ajale kui on tootmine?

Ning SAMAVÕRRA vähendada võrgust ostetava elektrienergia kogust?

10 9 8

Börsil müüdav osa + TET

7 6 5

tarbimine tootmine

4

tarbimine mod

3 2 1 0

9

18.11.2013

Targa maja põhimõtete rakendamine Elspot prices in [EUR/MWh] EE LV

LT

6.06.2013 07 ‐ 08

75,07

75,07

75,07

08 ‐ 09

89,97

89,97

89,97

09 ‐ 10

94,4

94,4

94,4

10 ‐ 11

88,27

88,27

88,27

11 ‐ 12

100,03

100,03

100,03

12 ‐ 13 10 13 ‐ 14

109,78

109,78

109,78

90,03

90,03

90,03

149 ‐ 15 15 ‐ 16

60,01

60,01

60,01

44,27

45,04

45,04

168 ‐ 17

40,82

45,02

45,02

Kui börsi tunnihind on kõrge, on majapidamisele kasulikum müüa võimalikult palju toodetavast elektrist ja oma tarve rahuldada odavamal ajal kas oma toodangust või börsilt ostes.

Börsil müüdav osa + TET

7 6 tarbimine

5

tootmine 4

tarbimine mod

3 2 1 0

Kokkuvõte •

Investeeringu sisemise tulukuse suurendamiseks ja tasuvusaja lühendamiseks peab majapidamine tõenäoliselt muutma suuremal või vähemal määral oma tarbimisharjumusi.

•

Koos mikrotootmise investeeringuga peaks majapidamine läbi viima energia TARBIMISE auditi: millal, kui palju ja milleks energiat kasutatakse ja kuidas ja mil määral seda õnnestub muuta – võrku müügi – omatarbe vahekord peaks olema VÄHEMALT 50/50.

•

Saavutamaks majapidamisele ootuslikku 10‐ aastast tasuvusaega peab kapitalikulu alanema veel ca. 50%, s.t. mitte ületama 1,1 €/W ceteris paribus (täna 1,7 €/W) kas läbi tehnoloogia odavnemise või toetusmeetmete (võimsuse‐ või toodangupõhine?).

•

Põhjalikumat uurimist vajaks veel kombineeritud süsteemide ning ühistulise pisi‐ või väiketootmise majanduslik mõju ühistu liikmete/investorite energiakuludele (mastaabi efekt ?) ning kogukondlikud energiasaared ja virtuaalsed elektrijaamad

10

18.11.2013

“I’d put my money on the sun and solar energy.

What a source of power! I hope we don’t have to wait until oil and coal run out before we tackle that.” Thomas A. Edison, 1931

Solar Power For Homes = The Automobile Of The 21st Century (tundmatu autori tsitaat internetist)

TÄNAN! andres.meesak@eesti.ee

11