Klimaat en Energie problemen - niet wat het lijkt -

1. Klimaat en Energie problemen- niet wat het lijkt - Prof. Stef Proost

2. Beleidsproblemen op ons bord • Klimaatsverandering: steeds meer bewijs dat opwarming bezig is en dus tijd voor aktie? • Tijd om olie en aardgas opzij te zetten voor toekomstige generaties? • Is Energiebesparing topprioriteit? • Kunnen we op onze Energiebevoorrading tellen? Bevoorradingszekerheid ?

3. Inzichten uit de economie • Markt van uitputbare energievoorraden • MARKT ZORGT ERVOOR • Bevoorradingszekerheid • NIET OLIE OF GAS MAAR EU ELEKTR • Is een rigoureus klimaatbeleid mogelijk? • NEEN • (Is er een rol voor een beleid inzake rationeel energiegebruik?) BEPERKT • (Hoeveel subsidies voor hernieuwbare energie?) VEEL MINDER

4. Markt van uitputbare grondstoffen 1 • Hoeveelheid reserves is geen « constante » maar functie van 2 parameters • Kostprijs die men wil betalen voor ontginning (invloed van technologische vooruitgang) • Moeite die men doet om de reserves in kaart te brengen • Hogere prijs betekent dat meer reserves ontginbaar zijn – meer exploratie verhoogt de bekende reserves

5. Uitputbare energiereserves 2 • Hoeveelheid « klassieke » olie bedroeg volgens BP 688 biljoen vaten in 1980 ( voldoende voor 34 jaar verbruik toen) maar is ondanks 20 jaar gestegen verbruik nu 2 maal zo groot • Er is veel onzekerheid omtrent de exacte hoeveelheid – dit is een statistische inschatting • Geldt voor olie maar ook voor aardgas - recente revolutie van shale gas heeft « officiële » voorraden verdubbeld

6. Olie reserves als functie van marginale kost (IEA 2008)

7. Olie reserves in functie van marginale kost-2 (source Aguilera et al EJ 2009) BP IEA Aguileras et al

8. Uitputbare energiereserves 3 • Wat is goed gebruik van een beperkte grondstof over de tijd – m.a.w. wat is een goed gebruik van deze grondstof nu voor de wereld in zijn geheel? • Best wat opzij zetten voor toekomstige generaties? • Grafisch voorbeeld: • Vraagfunktie constant over de tijd • Vaste reële interestvoet • Objectieffunctie: maximeer verdisconteerd consumentensurplus

9. Consumentensurplus in jaar 1 vraagfunktie prijs extractiekost quantiteit

10. Consumentensurplus in jaar 2 is minder waarddan in jaar 1 omdat je met uitgespaardekosten in jaar 1 1+i opbrengsthebtvolgendjaar vraagfunktie prijs prijs 2> prijs 1 extractiekost quantiteit

11. Uitputbare energiereserves 4 • Voorwaarden voor de “beste” oplossing: • “Hotelling voorwaarde”: marge (prijs-mk) moet stijgen aan samengestelde interest (1+i)t omdat één eenheid consumentensurplus vandaag (1+i) maal meer waard is dan een eenheid consumentensurplus volgend jaar • Prijs in laatste periode = choke prijs (of prijs van perfect substituut) • Heel de reserve wordt opgebruikt

12. Beste oplossing: 1) marge (prijs-ontginningskost) stijgt met reële interest 2) maximale prijs in laatste periode=choke prijs 3) heel de ressource gebruiken

13. Constructie optimum • Start met een maximale prijs=choke prijs en een periode T waar heel de ressource opgebruikt zou zijn • Trek prijslijn door naar eerste periode door marge te delen door 1+i • Bereken voor elke periode de vraag • Tel totale vraag op in rechter kwadrant en check of oppervlakte overeenkomt met beschikbare resource • Indien te weinig resource gebruikt, neem grotere T • ! Dit principe geldt op eender welk moment, bij eender welke resource

14. Effect van grotere vraag (verwachting) op de prijs– schema geldt op elk moment!

15. Effect van ontdekking van nieuwe « backstop » technologie op prijspad Backstop technologie: technologie die aan een bepaalde kostprijs eender welke hoeveelheid kan leveren (bijv. Zonne-energie doorbraak)

16. Wereldoptimum = competitief evenwicht • Verdeel beschikbare resources over genoeg eigenaars • Veronderstel termijnmarkten op lange termijn • Evenwicht: marge dit jaar moet (1+i) maal groter zijn dan marge volgend jaar • Indien marge kleiner is, is beter nu meer te verkopen uit mijn stock, prijs nu daalt etc. • Dus zal prijs stijgen met samengestelde interest • Prijs NU reageert op lange termijn vraagVERWACHTINGEN en lange termijnVERWACHTINGEN omtrent backstop en substituten over het algemeen • Oefening: veronderstel dat nu bekend wordt dat er in 2040 een auto op water kan rijden, wat is het effect op de olieprijs nu en in 2040?

17. Inzichten uit de economie • Markt van uitputbare energievoorraden • Bevoorradingszekerheid: beleidsopties • Is een rigoureus klimaatbeleid mogelijk?

18. Bevoorradingszekerheid 1 • Zet eerst probleemformulering scherp • Resources zijn binnenkort uitgeput, dus laat ons nu wat besparen • Belangrijke leverancier kan dreigen met leveringsonderbrekingen • Fysische onderbrekingen (transportlijnen etc)

19. Bevoorradingszekerheid 2 • Zet eerst probleemformulering scherp • Resources zijn binnenkort uitgeput, dus laat ons nu wat besparen • Prisoners dilemma: indien 1 land (of EU) wat minder gaat gebruiken, daalt wereldvraag wat, prijs daalt en andere landen gaan wat meer gebruiken… • Toepassing op olie en gas, zeldzame metalen etc.. • Normaal zit “schaarstepremie” in de huidige prijs – cfr. Hotelling

20. Bevoorradingszekerheid 3 • Zet eerst probleemformulering scherp • Resources zijn binnenkort uitgeput, dus laat ons nu wat besparen • Belangrijke leverancier kan dreigen met leveringsonderbrekingen • Indien 1 leverancier zijn lange termijnovereenkomsten niet nakomt en gaat voor korte termijn monopolieprijzen, dan bouwt hij een reputatie op als onbetrouwbare leverancier en moet hij bij de volgende onderhandelingen een prijsconcessie geven • Toepassing: Russisch aardgas – op termijn tot 50% van EU bevoorrading, discounts 10% of meer indien slechte reputatie

21. Russische aanvoerlijnen aardgas via Pijplijnen langs Oekraïne en Wit Rusland 21

22. Russisch aardgas • Is Rusland (kan meer dan 50% worden van EU aardgasbevoorrading) betrouwbaar? • Invoeronderbrekingen in verleden • Oekraïne had conflict met Rusland over goedkoop aardgas en draaide kraan dicht naar Europa • Rusland wil goede reputatie en heeft ondertussen een alternatieve pijplijn gelegd via Baltische zee (Northstream) • Berekeningen hebben aangetoond dat indien risico van onderbrekingen (korte termijn monopoliewinsten of technische problemen), de risico’s op leveringsonderbrekingen groter zou maken dan 5 à 10%, Rusland een belangrijke discount moet geven op zijn lange termijn contracten en dat dit dus een slechte strategie is voor Rusland • Technisch aspect: centraal Europa had pijpleidingen die maar in 1 richting werkten (enkel Russisch aardgas) – dus konden die landen ook geen aardgas krijgen uit West Europa • Dus compressors bouwen die in twee richtingen kunnen werken

23. Bevoorradingszekerheid 4 • Resources zijn binnenkort uitgeput, dus laat ons nu wat besparen • Belangrijke leverancier kan dreigen met leveringsonderbrekingen • Fysische onderbrekingen (transportlijnen etc) Aardgas • Elektriciteit Hoogspanningsnet: integratie met buitenland nodig en nuttig • Nodig: NIMBY voor nieuwe centrales • Nuttig: sommige landen hebben teveel Hernieuwbaar • EU is traag in realisatie

24. Inzichten uit de economie • Markt van uitputbare energievoorraden • Bevoorradingszekerheid: beleidsopties • Is een rigoureus klimaatbeleid mogelijk?

25. Klimaatprobleem 1 ZON • Broeikaswerking • Te sterk door CO2 uitstoot van fossiele Energie • Wereldwijd effect • Vertraagd (30 tot 50 jaar) door thermische inertie oceanen • Stock van broeikasgassen in atmosfeer – wordt afgebroken à 0.5% per jaar • Onzekerheid: uitstoot, effect, schade …1 tot 30% GDP

26. Klimaatprobleem 2 • “Publiek goed” • Optimale inspanning van elk land zo dat marginale kost van vermijden emissie CO2 = de vermeden schade in de rest van de wereld en dit voor volgende 200 jaar • Concreet betekent dit een vermindering van CO2 uitstoot met 50 tot 80% in de westerse landen • Internationaal akkoord nodig – wat zijn de kansen?

27. Emissies en Concentratiedoelstelling

28. Emissies per capita EU

29. Klimaatakkoord “optimum” met 10 identieke landen Marg Kost 1 land MK MB Optimum: MK =10 MB Totaal = 10X10 = 100 Marg Baat 3 landen Marg Baat 1 land 1 Inspanning per land 10 Geen akkoord MK=MK

30. Klimaatakkoord “evenwicht” land even goed in als uit akkoord 3 landen doen mee wat ook aantal landen is totale inspanning = 3X3+7x1= 16 < 100 Marg Kost 1 land MK MB Optimum: MK =10 MB Drie landen in akkoord MK=3MB Marg Baat 3 landen Marg Baat 1 land Inspanning per land 10

31. Klimaatakkoorden tot hiertoe • Veel internationale conferenties sinds 1992 maar oogst is mager: • Kyoto akkoord (1997) beperking CO2 uitstoot tot niveau 1990 - 5 à 10% door Westerse landen • Veel landen waren enthousiast maar niet iedereen tekende en niet alle ondertekenaars leefden akkoord na • Illustratie van Prisoner’s dilemma

32. Klimaatbeleid in EU • EU is voortrekker in klimaatbeleid • Maar prisoners dilemma blijft aanwezig • EU wil 20/20/20 en meer indien andere blokkken meedoen • Concreet moet ook opgelet worden met « leakage » effecten: elke ton CO2 die de EU minder uitstoot zorgt dat de totale uitstoot in de wereld met minder dan 1 ton CO2 vermindert • Import van energie-intensieve producten uit rest van wereld (« ROW ») ipv zelf te produceren (compenserende invoerheffingen beter dan meer permits toe te kennen aan de energie-intensieve industrie) • Minder fossiel energiegebruik in de EU zorgt voor lagere wereldprijzen van energie en dus hoger verbruik in ROW • Anticipatie van meer klimaatbeleid door bezitters van fossiel energiegebruik, komt overeen met lagere vraagvooruitzichten voor fossiel energiegebruik en dus lager prijspad nu (« ik wil mijn stock kwijt voor hij moeilijk verkoopbaar wordt »)

33. Besluit • Energie en Klimaatzijn internationale vraagstukkenwaareenzijdig EU of Belgisch-Vlaams beleidcontraproductiefzijn • Energiereserveshangensterkaf van prijs en exploratie en marktbehoedtonsvoorte snelleuitputtingvoorraden • Ambitieuzeplannenvoorklimaathebben de economischetheorietegen

34. Extra – indien tijd

35. Energiereserves als optimaal controleprobleem met als oplossing T= laatste periode van gebruik R= gebruik van de resource op moment t r= discontovoet (i) S= beschikbare stock c= marginale extractiekost P0=initiële prijs

36. Oliemarkt en veranderingen in marktregime(monopolist gaat stock trager gebruiken – intuïtie: neem eerste periode competitief evenwicht, monopolist kan meer verdienen door wat minder te verkopen en wat op zij te zetten voor later)

37. Bevoorradingszekerheid 4 • Zet eerst probleemformulering scherp • Resources zijn binnenkort uitgeput, dus laat ons nu wat besparen • Belangrijke leverancier kan dreigen met leveringsonderbrekingen • Fysische onderbrekingen (transportlijnen etc) • Maillering (N-1 regel): bouw transportnet met alternatieven zodat indien 1 link wegvalt alle klanten nog bediend kunnen worden • Stockage: prisoners dilemma zorgt ervoor dat elke klant (land) te weinig stockeert want wanneer die klant zijn stocks inzet laat hij de marktprijs dalen • Hanteer (hoge) wereldmarktprijzen wanneer er leveringsproblemen zijn • Belgische minister wou oliefirma’s verplichten in België te verkopen aan hun (lage) aankoopprijs

38. Concreet voor België – realisatie van 60% reductie broeikasgassen in 2050

39. Concreet voor België – realisatie van 60% reductie broeikasgassen in 2050 • Veel hangt af van welke technologieën worden aanvaard voor Elek productie: nucleair (J/N) en Carbon Capture en Storage of CCS (J/N) • Indien nucleair JA dan « elektriciteitseconomie » met elek auto’s, elek verwarming, waterstof etc. • Indien CCS JA en geen Nucleair, dan steenkool en gascentrales, • In alle scenario’s is een sterke verhoging van de energieprijs aan de consument nodig die dan maximaal gaat inzetten op energiebesparing • Passieve woningen • Auto’s met verbruik van 2 à 3 liter per 100km • In alle scenario’s wordt windenergie maximaal ingezet

40. Concreet voor België – realisatie van 60% reductie broeikasgassen in 2050

41. Concreet voor België – realisatie van 60% reductie broeikasgassen in 2050

42. Rationeelenergiegebruik • Blijkbaar laat consument grote energiebesparingsopties liggen en zou er dus een grote inefficiëntie zijn in zijn gedrag • Dus is er nood aan normen om hem te verplichten de juiste dingen te doen • Energie-zuinige auto’s • Isolatienormen voor woningen + subsidies voor isolatie bij armsten

43. Investeringsbeslissing door consument • Wat speelt mee? • Meerkost energiezuiniger toestel • Toekomstige besparing aan energie (verdisconteerde som) • Comfortverschil met huidig toestel • Transactiekost • Optiekost: door nu te kopen ipv uit te stellen laat ik kans liggen op nog beter toestel volgend jaar • Kredietbeperkingen

44. Wat zegt de empirie? • Ingenieursberekeningen • Grote inefficiënties (McKinsey kostcurve met grote besparingen aan negatieve kosten) • Zitten veel fouten in • Energieprijs incl belastingen, accijnsen en distributiemarges die niets met energiekost te maken hebben – Kwh prijs bestaat slechts voor 40% uit kosten voor elek productie • « flaw of the averages »: energiezuinig toestel is vooral interessant voor diegene die het veel gebruikt bijv: auto’s, zeer zuinige spaarlampen, -- wanneer berekening wordt gemaakt voor gemiddelde consument, vindt men bij consumenten die weinig het toestel gebruiken gn « inefficiënt » gedrag • Kost van vervroegde vervanging wordt niet meegerekend, men vergelijkt jaarlijks equivalente kost van twee nieuwe toestellen • Betere empirie • Gecontroleerde experimenten In US: besparingspotentieel maar beperkt • veel empirie voor auto ’s: niet echt overtuigend

45. Rationeel energiegebruik - oplossingen • Informatie • Goedkoop voor gestandardiseerde producten • Koelkasten, auto’s • Duurder voor woningen • Normen • Niet altijd goed aangepast aan behoeften • Voorbeeld: « auto » mag niet meer verbruiken dan 6l/ 100km – gezinswagens? Etc.. • Subsidies voor energiebesparende investeringen • Moeilijk om publiek te bereiken dat het echt nodig heeft • In België: massaal succes van subsidies voor isolatie

46. Hernieuwbare energie 1 • Doelstelling EU:20 % van energiegebruik • Waarom? • CO2 besparing (ja maar elke extra beperking maakt CO2 beleid duurder!) • Verzekering van Energiebevoorrading? • Elek uit zon en wind is er wanneer de wind en zon er zijn, gascentrale is er altijd • Juiste diagnose van probleem nodig: steenkool is altijd beschikbaar • Waarom absoluut een bepaald percentage bereiken? terwijl marginale baat ongeveer constant is (cfr. Weitzman theorema)

47. Hernieuwbare energie – juiste kostenvergelijking is belangrijk Naieve vergelijking Correcte vergelijking

48. Steun aan Hernieuwbare Energie in Vlaanderen • Vlaanderen wil absoluut het opgelegde quotum halen in eigen regio • Niet nodig: kostprijs HE is bij uitstek regionaal gebonden, beter Europese of wereldmarkt-certificaten gebruiken • Teveel subsidies voor zonne-energie bij particulieren • Vlaanderen is te klein om de leereffekten te stimuleren: • Kostprijs HE daalt door « learning by doing » maar dit voordeel lekt weg naar ROW – het heeft sterk publiek goed karakter

49. HE doelstelling wordt in Vlaanderen georganiseerd via groene stroomcertificaten