07 EKE LRMC

Marginální náklady v ES
Proč marginální náklady?
1) Cílem výpočtu LRMC je vyjádřit výrobní náklady na změnu spotřeby, resp.
výroby elektrické energie z makroekonomického hlediska.
2) Dále cílem je přímé použití pro účely výpočtů ekonomické efektivnosti v
energetice, pro konstrukci a aktualizaci tarifního systému, dohadovaných
výkupních cen elektřiny z nezávislých zdrojů a dovozu.
Inflexní bod
TC
• AC jsou odvozeny z tangenty úhlu
spojnice vedené z počátku souřadnic
do příslušného bodu křivky TC
VC
• Křivka MC odpovídá směrnici tečny
křivky TC v příslušném bodě
FC
• Křivka MC se protíná s AC v minimu
AC
AC
E (MWh)
• Je-li MR = MC, je zisk maximální
MR = AR = P
MC
Eopt
E (MWh)
Definice marginálních nákladů (marginální = mezní, přírůstkový)
Marginální náklady jsou definovány jako přírůstek nákladů vyvolaných mezním
přírůstkem poptávky (produkce).
MC =
dTC TC2 − TC1
≅
dQ
Q2 − Q1
tečnová definice
Z krátkodobého hlediska: FC = konst →
MC =
dVC
dQ
Z dlouhodobého hlediska: FC ≠ konst →
MC =
dTC
dQ
sečnová definice
Krátkodobé marginální náklady (SRMC … Short Run Marginal Cost) –
definovány jako přírůstkové výrobní a dopravní náklady vyvolané přírůstkem
dodávky při nezměněné kapacitě výrobního a dopravního zařízení. Obsah SRMC
se často rozšiřuje o ztrátu způsobenou nedodávkou elektřiny
Dlouhodobé marginální náklady ( LRMC … Long Run Marginal Cost) - jsou
přírůstkové výrobní a dopravní náklady vyvolané přírůstkem dodávky. Zahrnují i
investici výrobce do potřebného zařízení výrobní a přepravní kapacity
Pokud je elektrizační soustava optimálně rozvíjena, pak platí:
SRMC ≡ LRMC
∆N pr + ∆N nd ≡ ∆N pr + ∆N pst + ∆N i ⋅ aTž
∆Npr … přírůstek poměn. provozních nákladů (náklady na ztráty)
∆Nnd … přírůstek nákladů z nedodávky
∆Npst … přírůstek stálých provozních nákladů (oprava, údržba)
∆Ni⋅aTž … přírůstek anuitní hodnoty investičních nákladů
Náklady z nedodávky na straně dodavatele:
• přímé – ztráty z tržeb, z obchodní marže,…
• nepřímé – nutné např. zapojit záložní zdroj nebo nutné přepojit na jiné vedení
• systémové – náklady na opravu zařízení, které neplánovaně vzniknou
Náklady z nedodávky na straně odběratele:
• přímé – ztráty z nerealizované výroby, ušlý zisk
• nepřímé – režimové ztráty
• systémové – náklady na opravu zařízení
Metody výpočtu marginálních nákladů
1) Systémová metoda
stálá složka výrobních nákladů ES
nv
národohospodářské náklady z
nedodávky
národohospodářské náklady na
zajištění dodávky
zvopt … optimální zabezpečenost dodávky
0,9
0,99
zvopt
0,999
0,9999
zv
• systémová metoda výpočtu MC spočívá v experimentech na matematicko ekonomickém modelu ES
• model zahrnuje proměnné a stálé provozní náklady a anuitní hodnotu
investičních nákladů všech zdrojů v ES
• metoda je velmi náročná na HW i SW
2) Metoda reprezentantů
‰ Předpokládá se vyrovnaná bilance spotřeby a výroby v ES. Další výroba bez
zvýšení instalovaného výkonu není možná. Proto:
LRMC ≡ ACnových _ zdrojů _ a _ sítí
‰ Metoda počítá pouze s vybranými typy zdrojů – závěrné elektrárny (výstavba
a provoz není v blízké budoucnosti omezen). Závěrná elna je taková, která
„uzavírá bilanci“ výroby elektřiny v ES
Vylučující podmínky závěrných elektráren:
- nedostatek paliva
- nedostatek lokalit pro výstavbu
- ekologické problémy
- závislost výroby elektřiny na jiné hlavní výrobě (teplárny), na klimatických
podmínkách
Struktura elektrizační soustavy
j=0
1
3
2
4
5
6
7
zdroje
gn/vvn
ČEZ, a.s.
Elektrárny Opatovice, a.s.
Energotrans, a.s.
400 kV
220 kV
110 kV
vvn/vvn
Přenosová
soustava:
ČEPS, a.s.
vvn/vn
22 kV
35 kV
0.4 kV
vn/nn
spotřeba
Distribuční soustava – REASy: PRE, a.s.,
STE, a.s., SČE, a.s., ZČE, a.s., JČE, a.s.,
VČE, a.s., SME, a.s., JME, a.s.
Sokolovská uhelná, a.s.
…..
Přenosové hladiny:
400 kV (2900 km); 220 kV (1440 km); 110 kV (105 km) – tzv. “těžké stovky“ (např.
vyvedení el. výkonu EMĚ2, 630 mm2)
Distribuční hladiny:
110 kV ⇒ 22 (35) kV ⇒ 0,4 kV ; 35 kV … část sítí SČE a VČE
Obecný vztah:
[
]
nm = kzp ⋅ km ⋅ kvs ⋅ kr ⋅ niE ⋅ (aTžE + ppsE) + niS ⋅ (aTžS + ppsS) +Tm ⋅ kzw ⋅ nwE
niE … měrné investiční náklady nových závěrných elektráren (kč/kW)
niS … měrné investiční náklady nových sítí (kč/kW)
km … koeficient účasti maxima odběratele na maximu soustavy (-)
kvs … koeficient vlastní spotřeby (-)
kzp, kzw … koeficient ztrát výkonu, resp. práce v sítích soustavy (-)
kr … koeficient zálohy výkonu v závěrných elektrárnách (-)
ppsE … roční poměrné stálé provozní náklady elektráren
ppsS … roční poměrné stálé provozní náklady sítí
Tm … roční doba využití Pm odběratele
nwE … měrné proměnné náklady výroby elektřiny (Kč/kWh)
aTžE, aTžS … poměrná anuita za ekonomickou dobu životnosti závěrných elektráren
a sítí
a) PPE jako závěrná elektrárna
nm = k m ⋅ n pP + Tm ⋅ nwP + k m ⋅ n pS
b) JE + PVE jako závěrné elektrárny
nm = p A ⋅ (n pAj + 8760 ⋅ nwAj ) + pv ⋅ n pVj + k m ⋅ n pSj
pA … podíl JE na krytí zatížení odběratele
pV … podíl PVE na krytí zatížení odběratele
Koeficient účasti maxima odběratele na maximu soustavy - km
P(t RM )
km =
Pm
výkon odběratele v okamžiku maxima soustavy
maximum odběratele v roce
km = 0 … odběratel v maximu soustavy má nulový výkon; jeho odběr nevyvolává
žádnou stálou složku nákladů a „měl by platit jen za práci“
ROČNÍ ZÁVĚRNÉ NÁKLADY
N ZR = Pm (PA (n pAj + 8760.nwAj ) + PV .n pVj + n pSj )
N ZR - roční závěrné náklady
Pm - maximální zatížení odběratele
Pstřt
- podíl JE na krytí maxima odběratele
PA =
Pm
Pstřt - střední zatížení odběratele
ROČNÍ ZÁVĚRNÉ NÁKLADY
n pAj = krA .k Zpj .kvsA .niA ( pstA + kiA ) - měrné stálé náklady závěrných JE
k rA - koeficient rezervy výkonu v JE
k Zpj - koeficient ztrát výkonu až do j-té napěťové hladiny
k vsA - koeficient vlastní spotřeby JE
niA - měrné investiční náklady závěrných elektráren JE
pstA - poměrné stálé náklady závěrných elektráren JE
kiA - investiční koeficient závěrných elektráren JE
1
ki = aTž − + a1
Tž
aTž - poměrná anuita za dobu ekonomické životnosti
Tž - doba ekonomické životnosti
a1 - koeficient omezeností investic
ROČNÍ ZÁVĚRNÉ NÁKLADY
nwAj = k Zwj .n prA - měrné provozní (palivové) náklady závěrných
JE včetně ztrát v sítích do j-té napěťové hladiny
k Zwj - koeficient ztrát práce až do j-té napěťové hladiny
n prA - měrné proměnné (palivové) náklady JE
 Pš max − Pstřt Pstřt − Pn min 
 - podíl PVE na krytí maxima
PV = max
;
Pm
Pm


odběratele
Pš max - maximum zatížení ve špičkovém pásmu
Pn min - minimum zatížení ve špičkovém pásmu
ROČNÍ ZÁVĚRNÉ NÁKLADY
n pVj = krV .k Zpj .kvsV .niV ( pstV + kiV )
k rV - koeficient rezervy výkonu v PVE
k Zpj - koeficient ztrát výkonu až do j-té napěťové hladiny (/\)
kvsV - koeficient vlastní spotřeby PVE
niV - měrné investiční náklady závěrných elektráren PVE
pstV - poměrné stálé náklady závěrných elektráren PVE
kiV - investiční koeficient závěrných elektráren PVE
1
ki = aTž − + a1 (/\)
Tž
aTž - poměrná anuita za dobu ekonomické životnosti
Tž - doba ekonomické životnosti
a1 - koeficient omezeností investic
ROČNÍ ZÁVĚRNÉ NÁKLADY
n pSj = k m .niZsj ( psts + kis ) - měrné stálé náklady sítí včetně
koeficientu km
Pš max
- koeficient účasti maxima odběratele na maximu ES
km =
Pm
niZsj - měrné investiční náklady pro j-tou napěťovou hladinu
korigované o vliv ztrát v jednotlivých napěťových stupních
psts - poměrné stálé náklady sítí (včetně odpisů)
kis - investiční koeficient
URČENÍ PARAMETRŮ DDZ
60
50
Výkon
N
NT
ŠT
X
Pstřc
Pstř
Pnmin
Pm
Pšmax
40
30
20
10
0
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
(N) (N) (N) (N) (N) (NT) (ŠT) (ŠT) (ŠT) (ŠT) (NT) (NT) (NT) (NT) (NT) (ŠT) (ŠT) (ŠT) (ŠT) (NT) (NT) (NT) (N) (N)
URČENÍ PARAMETRŮ DDZ
70
60
50
Výkon
N
NT
ŠT
X
Pstřc
Pstř
Pnmin
Pm
Pšmax
40
30
20
10
0
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
(N) (N) (N) (N) (N) (NT) (ŠT) (ŠT) (ŠT) (ŠT) (NT) (NT) (NT) (NT) (NT) (ŠT) (ŠT) (ŠT) (ŠT) (NT) (NT) (NT) (N) (N)