S VISIONS SCIENCE TECHNOLOGY RESEARCH HIGHLIGHT 29 Kenen kaasua poltat, Eurooppa? Juha Forsströ
VTT TECHNOLOGY 29 Kenen kaasua poltat, Eurooppa? Juha Forsströ
ISBN 978-951-38-7844-3 (URL: http://www.vtt.fi/publications/index.sp) ISSN 2242-122X (URL: http://www.vtt.fi/publications/index.sp) Copyright VTT 2012 JULKAISIJA UTGIVARE PUBLISHER VTT PL 1000 (Tekniikantie 4 A, Espoo) 02044 VTT Puh. 020 722 111, faksi 020 722 7001 VTT PB 1000 (Teknikvägen 4 A, Esbo) FI-02044 VTT Tfn +358 20 722 111, telefax +358 20 722 7001 VTT Technical Research Centre of Finland P.O. Box 1000 (Tekniikantie 4 A, Espoo) FI-02044 VTT, Finland Tel. +358 20 722 111, fax + 358 20 722 7001 2
Kenen kaasua poltat, Eurooppa? Juha Forsströ. Espoo 2012. VTT Technology 29. 52 s. Tiivistelä Julkaisussa on laadittu alli aakaasuskenaarioiden luontiin a analysointiin. Se perustuu yksittäisen kentän tuotannon kuvaukseen. Tuotantokentät kootaan esiintyiksi a esiintyät uodostavat tuottaavaltion resurssit. Esiintyät otetaan käyttöön kuulatiivisen tuotannon eteneisen ukaan. Laadittua allia on käytetty Euroopan aakaasutulevaisuuden arviointiin käyttäen perusurana IEA:n ulkaisean uusian World Energy Outlook 2012:n ukaista kehityskulkua. Ensin tarkasteltiin perusuraa eri kulista a sitten tehtiin uutaia variaatioita a tarkasteltiin Euroopan kaasunhankinnan tulevaisuutta kussakin tapauksessa. Koska Euroopan oa kaasuntuotanto on laskevalla uralla, niin häiriöttöän kaasunsaannin turvaaisessa Venään a Afrikan toiitukset tulevat oleaan tärkeitä. Sen lisäksi Lähi-idän kaasu täydentää hankintalähdekokonaisuutta oivallisesti. Jos vielä Kaspianeren alueelta saataisiin siirtokanava suoraan Eurooppaan, niin tällöin hankinta olisi ahdollisian onipuolinen. Asiasanat Natural gas, odelling, natural gas production 3
Alkusanat Julkaisussa on esitetty hankkeen Suoalainen tulevaisuuden energialiiketoiinta skenaariot a strategiat (SALKKU) proektin aakaasuarkkinoita koskeva osuus. Muiden osatehtävien tuloksia on raportoitu tarkein yhteenvetoraportissa, erillisissä ulkaisuissa, tieteellisissä artikkeleissa sekä konferenssiartikkeleissa. Tutkius tehtiin VTT:n a Maa- a elintarviketalouden tutkiuskeskuksen (MTT) yhteishankkeena, koordinaattorina toii VTT. Tutkiusta rahoittivat Tekesin lisäksi Gasu Oy, Metso Power Oy, Teknologiateollisuus ry, Helsingin Energia, VTT a MTT. Yhteishankkeen koordinaattorina a vastuullisena ohtaana toii tiiipäällikkö Tiina Kolonen a proektipäällikkönä toii erikoistutkia Göran Koreneff VTT:ltä. MTT:n osahankkeen vastuullisena ohtaana toii erikoistutkia Katri Pahkala. Proektin ohtoryhän puheenohtaana toii Tio Arponen (Helsingin Energia). Johtoryhään kuuluivat lisäksi Maratta Aarniala (Tekes), Börn Ahlnäs (Gasu), Matti Rautanen (Metso Power), Tio Airaksinen (Teknologiateollisuus) toukokuuhun 2011 asti a Martti Kätkä (Teknologiateollisuus) siitä eteenpäin, Hannu Hernesniei (Etlatieto Oy), Markku Järvenpää (MTT), Satu Helynen (VTT), Tiina Kolonen (VTT), Katri Pahkala (MTT) a Göran Koreneff (siht., VTT). Hankkeen tutkiat haluavat kiittää ohtoryhää aktiivisesta osallistuisesta a ohauksesta. Toukokuussa 2012 Juha Forsströ 4
Sisällysluettelo Tiivistelä... 3 Alkusanat... 4 1. Johdanto... 7 1.1 Mallin raaukset... 8 2. Tuotteet a rakenteet... 10 2.1 Tuotteet... 10 2.2 Toiiat... 10 2.3 Aluearkkinat... 10 2.4 Sopiukset... 10 2.5 Siirtoinfrastruktuuri... 11 2.6 Alkutilanne... 11 3. Kulutuskysyntä... 12 3.1 Kaasun kokonaiskysyntä... 12 3.2 Kysynnän allokointi tuottaille... 13 3.3 Uuden kysynnän allokointi... 13 4. Markkinavuorovaikutus... 16 4.1 Taronta eri arkkinoille... 17 4.2 Markkinatasapainon haku... 18 4.3 Sopiusten hallinta... 18 4.4 Siirtokanavien kehittyinen... 20 5. Kaasun tuotanto... 21 5.1 Tasapainotilanteen ukainen tuotanto... 21 5.2 Kaasun tuotanto... 22 5.3 Kenttien kokoakaua a käyttöönotto... 25 5.4 Esiintyien kokoakaua a käyttöönotto... 26 5.5 Tuotannon aloitus... 28 5.6 Tuotantokustannukset... 28 5
6. Globaalin kaasunkäytön perusura... 32 6.1 Lähtötilanne... 32 6.2 Perusura... 34 6.3 Alueiden välinen kauppa... 38 6.4 Kaasun vieät a tuoat... 40 7. Euroopan kaasunhankinta... 44 7.1 Hankinnan epävaruuksia... 44 7.2 Jos epävaruudet realisoituvat raoituksina... 45 7.2.1 Globaalit resurssiarviot a Eurooppa... 46 7.2.2 Tuontialueiden kehitys a Eurooppa... 46 8. Yhteenveto... 51 Lähdeluettelo... 52 6
1. Johdanto 1. Johdanto Julkaisussa tarkastellaan aailan kaasuvirtoa a Euroopan aseaa suhteessa niihin. Kaasuarkkinat ovat pääosin alueelliset. Kaasun energiatiheys on alhainen, ikä on syy korkeisiin kuletuskustannuksiin a se on ollut aiein esteenä kaasuarkkinoiden globalisoituiselle. Tekniikan viieaikainen kehitys on kuitenkin edesauttanut kuletuskustannusten aleneista a on ileistä, että eri arkkinaalueet tulevat oleaan entistä voiakkaaassa vuorovaikutuksessa keskenään. Siksi Euroopan kaasutulevaisuuden oleellisten tekiöiden huoioiiseksi koko globaali tilanne on huoioitava. Malli, oka tässä hankkeessa on laadittu, kattaa sen vuoksi koko aailan. Globaali kaasuarkkina aetaan kahdeksaan aluearkkinaan, otka ovat Eurooppa, Venää, Kaspianeren alue, Lähi-itä, Afrikka, Aasia, Pohois-Aerikka sekä Keski- a Etelä-Aerikka. Jokainen kaasua käyttävä valtio kuuluu ohonkin arkkina-alueeseen, onka kysyntä on siihen kuuluvien aiden kysyntöen sua. Jokainen kaasua tuottava valtio uodostaa oan tuotantoyksikkönsä, oka vie kaasua oko yhdelle tai useaalle arkkinalle. Ns. kotiarkkinaa ei tuottailla ole, utta tuottaan a kuluttaan aantieteellinen läheisyys tai etäisyys näyttäytyy kaasun kuletuskustannuksissa. Tuottaa vie kaasua arkkinoille, ei yksittäiseen aahan. Niettyä tuottaia allissa on 40. Euroopan aakaasun hankinta perustuu atkossa yhä kasvavaan tuontikaasun osuuteen oien kaasuresurssien ehtyisestä ohtuen. Tuonti on sekä putkikaasua että nesteytettyä aakaasua LNG:tä (Liquified Natural Gas). Kuluttaan kannalta on saantekevää, iten kaasu paikalliseen akeluverkkoon kuletetaan. Sen vuoksi ei allissakaan ääritellä putkikaasua a LNG:tä erillisiksi tuotteiksi. Kuletusreitit eroavat toisistaan hyötysuhteen a kustannusten osalta heiastaen siirtotapaa, utta lopputuote (hyödyke) on oleissa saa, kaasu. Euroopan kaasuntarve kuvataan saoin kuin uidenkin arkkina-alueiden tarve: Perusura lasketaan arvioidun BKT:n kasvun ukaisesti a tätä uraa uokataan kaasun hinnalla soveltaen tuttua kysynnän hintaoustokerrointa. Jokaisella arkkinalla kysyntä ohautuu tuottaille sopiusten ukaan. Jos voiassa olevat sopiukset eivät riitä kysyntää tyydyttäään, solitaan uusia pitkäaikaisia toiitussopiuksia aluearkkinan a toiittaan kesken. Valinta tehdään hintatarousten perusteella. Valinta tehdään halvipia toiittaia painottaen, utta ei kuitenkaan niin, että vain halviat valittaisiin. Tässä oletetaan, että päätökseen vaikuttaa uitakin tekiöitä kuin pelkkä hinta. 7
1. Johdanto Jos kaasun tuottaa ei esi. kentän kehitysviiveen vuoksi pysty toiittaaan sopiuksessa ainittua kaasuäärää, niin uut ko. arkkinalle toiittavat tuottaat täydentävät puuttuvan äärän tuotantokykynsä raoissa. 1.1 Mallin raaukset Mallin arkkinat, tuottaat a kuluttaat on esitetty taulukossa 1.1. Taulukko 1.1. Mallin arkkina-alueet, kuluttaa- a tuottaavaltiot. Lihavoidut arkkina-alueet ovat allissa käytetyt lyhenteet, otka näkyvät yöhein kuvateksteissä. R_ a RO_ -alkuiset valtiot tarkoittavat Rest of eli alueen uita valtioita yhdistettynä yhdeksi toiiaksi. Eurooppa / Europe Afrikka / Africa Kuluttaat Tuottaat Kuluttaat Tuottaat France Netherlands Algeria Algeria Gerany Norway Libya Libya Italy Ukraine Egypt Egypt Netherlands RO_europe Nigeria Nigeria Spain RO_afr RO_africa Turkey Ukraine UKingdo R_eur Poh.-Aerikka / Na Keski- a Etelä A. / Sca Kuluttaat Tuottaat Kuluttaat Tuottaat Canada Canada Argentina Tri_Tob USA USA Brazil Venezuela Mexico Mexico Venezuela R_sca R_sca Venää / Russia Kaspianeren alue / Caspian Kuluttaat Tuottaat Kuluttaat Tuottaat RusW RusW Kazakhstan Kazakhstan RusE RusE Turkenistan Turkenistan Uzbekistan Uzbekistan RO_Caspian RO_Caspian Lähi-itä / MdEast Aasia a Tyynieri / Asia Kuluttaat Tuottaat Kuluttaat Tuottaat Qatar Qatar Australia Australia UAE Oan China China Sarabia UAE India india Iran Sarabia Indonesia Indonesia R_ideast Iran Japan Malaysia Iraq Malaysia Pakistan R_ideast Pakistan Thailand SouthKorea R_Asia Thailand R_Asia 8
1. Johdanto Taulukko 1.2:een on koottu keskeiset alliin syötettävät, sen ulkopuoliset (eksogeeniset) tekiät a allin laskeat suureet, endogeeniset tekiät. Eksogeeniset tekiät ovat siis käyttään alliin syöttäiä suureita. Tää taulukko kuvaa allin keskeiset syötteet a tulokset ahdollisian tiiviisti. Taulukko 1.2. Mallin raaukset: Mitä tietoa on alliin syötettävä a itä alli niistä laskee. Eksogeeniset suureet Kaasun äärä Todetut varat Mahdolliset lisävarat Viivästynyt käyttöönotto Endogeeniset suureet Resurssitilanne Jälellä oleva kaasuäärä Maksiituotanto vuodessa Uusien kenttien käyttöönotto Globalisaation kehittyinen Vientikanavien kapasiteetit Uudet vieäaat BKT:n kehitysura Kaasun tuotanto- a siirtokustannus Sopiuskauden pituus Kv. kauppaan osallistuinen Vienti eri arkkinoille Kaasun kysyntä Kaasun hinta Toiitussopiusten teko Osapuolet Sopiuksen laauus Mallin käyttää tekee kaikki erkittävät strategiset päätökset, oita ovat seuraavat: 1. Uusien vientiyhteyksien kapasiteettien kehittyinen. 2. Kaasun globaaliin kauppaan osallistuinen. Erityisesti Iranin a Saudi- Arabian erkittävien resurssien tulo aailankaupan piiriin. 3. Uusien kaasuesiintyien käyttöönoton yöhentäinen. 4. Strateginen hinnoittelu. Kysyntäpuolen kehitys ääräytyy kaasun kysynnän a BKT:n suhteesta sekä kysynnän hintaouston suuruudesta. Käyttää äärittelee nää tekiät. Myös sopiuskauden pituus vaikuttaa globaaliin kaasun virtauksiin. Jos 20 vuotta pidetään noraalina pitkän sopiuksen kestona, niin sopiuskauden lyhentäisen voi aatella kuvaavan spot-arkkinoiden osuuden kasvua. Mallin aika-askel on yksi vuosi, oten tätä lyhyepiä sopiuksia ei voi huoioida. Pitkällä aikavälillä tuotannon on oltava kannattavaa. Sen vuoksi pitkän aikavälin arginaalikustannus soveltuu sopiushinnan perustaksi. Niukkuus lisää hintaa, luonnollisesti. 9
2. Tuotteet a rakenteet 2. Tuotteet a rakenteet 2.1 Tuotteet Mallissa on vain yksi tuote, kaasu. Sitä tuotetaan kaasukentällä a kulutetaan käyttökohteessa. Kuluttaan kannalta on saantekevää, iten kaasu tuotantokentältä kulutuspisteeseen siirtyy, utta kaasun hinnalla on erkitystä. Mallissa otetaan saanlainen kanta tähän asiaan. On vain kaasua a sille kuletusväyliä. 2.2 Toiiat Tuottaapuolen toiiat uodostuvat valtioista. Ne taroavat kaasua kaikille niille arkkinoille, oille niillä on siirtokanava. Kysyntäpuolen toiiat uodostuvat aluearkkinoista, otka kokoavat alueelle kuuluvien valtioiden kysynnät yhteen. 2.3 Aluearkkinat Kaasun globaalit arkkinat akautuvat kahdeksaan aluearkkinaan. Kaasun kysyntä allokoidaan sopius- a hintatietoen perusteella kaasun tuottaille. Kaasun tuottaat taroavat tuotettaan kaikille niille arkkinoille, oille niillä on vientikanava. Kaikkia tuottaia tarkastellaan saoin periaattein kysyntää allokoitaessa, olipa tuottaa yksi alueen kuluttaavaltioista tai aapallon toiselta puolelta. Hinta a toiituskyky ratkaisevat. 2.4 Sopiukset Tuottaat solivat kaasun pitkäaikaisia toiitussopiuksia aluearkkinoiden kanssa. Niiden kesto ääritetään arkkinakohtaisesti. Sopiukset stabiloivat arkkinaosuuksien uutoksia, sillä ne kiinnittävät arkkinoiden hankintarakenteet vuosiksi eteenpäin. Sopiukset ovat lähtökohta tasapainotilanteen äärittäiseksi. Hetkellinen tuotantotilanne lopulta äärittää sen, tuleeko sopius täysiääräisesti käyttöön. 10
2. Tuotteet a rakenteet 2.5 Siirtoinfrastruktuuri Kuletuskanavat ovat oleellisia kaasun aailankaupan kehittyisen kannalta. Koska siirtoreittien avaainen on palon uutakin kuin taloudellista kalkyyliä, allissa ei ole valiina rakenteita avata tai laaentaa uusia kanavia. Tää on käyttään vastuulla. Valitsealla erilaisia siirtoreitteä voidaan laatia hyvin erilaisia tulevaisuuden skenaarioita. Mallissa ei yöskään eroteta putki- tai laivakuletuksia. Jokaiseen vientikanavaan liittyy hyötysuhde, oka äärittelee käyttökohteessa käytettävissä olevan kaasuäärän a kentällä tuotetun kaasuäärän suhteen. Tää o kertoo vientikanavan laadun. Myös kustannustiedot heiastavat kuletusyhteyksien eroavuuksia. Mallin toiiat eivät siis avaa uusia siirtoreitteä, ne vain käyttävät tarolla olevaa kapasiteettia tarpeen ukaan. Siirtoreitin kapasiteetti ei välttäättä riitä aiottuun toiitukseen. Käyttään vastuulla on tällaisten reittien kapasiteetin kasvattainen, os se nähdään realistiseksi ahdollisuudeksi todellisuudessa. 2.6 Alkutilanne Laskennan lähtötilanne ääräytyy tilastoen perusteella. Tuottaan tuotantoalueita otetaan käyttöön niin palon, että alkutilanteen tuotantotaso saavutetaan. Alkutilanteeseen liittyvät sopiukset ovat keskiäärin puolet sopiiskauden pituudesta. Tää äärä kaasuresurssea varataan näihin alkutilanteen sopiusten täyttäiseen. 11
3. Kulutuskysyntä 3. Kulutuskysyntä 3.1 Kaasun kokonaiskysyntä Tarkasteluvuoden kysyntä lasketaan peruskysynnän a hinnan perusteella. Peruskysyntä saadaan kertoalla edellisen akson toteutunut kaasuntoiitus hintatekiällä (Kallio et al., 2004). Tästä edetään kysyntään siten, että huoioidaan BKT:n kasvu, oka uuttuu kaasun käytön kasvuksi vakioparaetrilla kerrottaessa. Esierkiksi, os 3 %:n BKT:n kasvu ohtaa 1 %:n kaasun käytön kasvuun, tulee kertoien arvoksi 3%/1% = 0,33. Kehittyneissä aissa tää kerroin on tyypillisesti pienepi kuin kehittyvissä aissa. Kaasun kysyntä D t 1 bt ) ( B (3.1) t issä b on BKT:n vuosikasvu, on kaasunkäytön a BKT:n suhde, B on kaasun peruskysyntä a yläindeksi viittaa arkkinaan. Peruskysyntä B t G t1 t (3.2) issä G on tasapainotilanteen kaasun toiitus a yhtälön viieinen teri on Kysynnän hintatekiä D D t 0 t pt 1 pt 1 1 t (3.3) 2 issä (< 0) on kysynnän hintaousto, p kaasun arkkinahinta a D 0 kysynnän referenssitaso. Kaasun hinta lasketaan toiitusten keskiarvohintana. Kaasun arkkinahinta p t1 G ( t 1) G ( t 1) ( t 1) issä on tuottaan kaasun hinta arkkinalla (kaava 5.29). (3.4) 12
3. Kulutuskysyntä 3.2 Kysynnän allokointi tuottaille Jokaisella arkkinalla kokonaiskysyntä aetaan kaasua taroaville toiioille etupäässä oleassa olevien sopiusten ukaan. Jos kysyntä ylittää voiassa olevien sopiusten äärän, niin silloin tarvitaan uusia sopiuksia. Sen kohdentaista tuottaille käsitellään seuraavassa luvussa. Vanhoen a tavoiteltuen uusien sopiusten perusteella lasketaan arkkinaosuuskertoiet, oiden avulla kysyntä kohdennetaan tuottaille: Tuottaalle allokoitu kysyntä AD D (3.5) lasketaan kaavalla (4.8) luvussa 4.3. 3.3 Uuden kysynnän allokointi Uusia sopiuksia solittaessa huoioidaan nykyiset hintasuhteet a oleassa olevat kauppasuhteet. Hintariippuvan lähestyistavan ydin uodostuu aatuksesta, onka ukaan arkkinaosuus on kääntäen verrannollinen hintaan (Cazalet 1977). Tuottaan arkkinaosuus (arkkinaindeksi ätetty kiroittaatta): (3.6) Kahden tekiän tilannetta havainnollistaa kuva 3.1. Kun -paraetrin arvo kasvaa, kasvaa lopputuloksen herkkyys hinnan suhteen, a hyvin suurilla gaan arvoilla päädytään kustannusiniointitulokseen. Kun hinnat ovat saat, arkkinaosuudetkin yhtyvät. 13
3. Kulutuskysyntä 1.2 1.0 Markkinaosuus, tuote 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 P1 / P2 Kuva 3.1. Markkinaosuuskäyrästö. Kun -paraetrin arvoa kasvatetaan, niin käyrä liikkuu nuolen suuntaan. Kysynnän staattinen allokointi lähtee siitä olettauksesta, että päätöksentekiät ukautuvat välittöästi suhteellisten hintauutosten ukaan. Todellisuudessa hintavastetta hidastavat suunnittelun a toteutuksen viiveet, epävaruus tulevista hinnoista sekä uutoksia luontaisesti vastustava inhiillinen piirre. Uusien sopiusten kysynnän ohautuista eri tuottaille säädellään -paraetrilla. Se äärittää, kuinka palon voiassa olevat sopiukset vaikuttavat uusien soliiseen. Uusien sopiusten allokointi tuottaalle : U U ( 1 ) (3.7) issä U on uusien sopiusten kysyntä yhteensä a ( kaava 4.5) sisältää oleassa olevien sopiusten ukaisen arkkinaosuuden. Jos = 0, uudella tiedolla ei ole vaikutusta, olloin pysytään oleassa olevassa tilassa. Jos taas = 1, historialla ei ole erkitystä, olloin uudet sopiukset solitaan pelkän nykyhetken hintatiedon perusteella. Ensin ainitussa tapauksessa uudet hinnat tulkitaan kohinaksi a pitäydytään edellisen aikaakson arkkinaosuuksissa. Toinen tapaus taas edustaa täydellisen inforaation tilannetta, ossa uusi arkkinaosuus tulkitaan tulevaisuuden tilaksi ilan epävaruuksia. Uusiin arkkinaosuuksiin siirrytään välittöästi, eikä historian anneta vaikuttaa asiaan. Todellisuus lienee näiden ääripäiden välissä, a sitä kuvataan -paraetrin arvoilla nollan a ykkösen välissä. Käyttää voi tuoda oan näkeyksenä arkkinoiden käyttäytyisestä valitsealla sopivan arvon kertoielle. Sopeutuinen tuottaa arkkinapenetraatiokäyrän (kuva 3.2), oka kuvaa, iten arkkinat lähestyvät hintapohaista arkkinaosuutta aan yötä. Hintariippuva 14
3. Kulutuskysyntä allokointi uodostaa liikkuvan aalin, sillä kohde uuttuu suhteellisten hintoen uuttuessa. Kuva 3.2 havainnollistaa arkkinapenetroituista tai käyttäytyiseen liittyvää viiveellisyyttä kaavan 3.7 ukaiselle funktiolle. Lähtötilanteessa arkkinaosuus on 0,2 a uusien hintoen ukaan se on 0,8. Mitä eneän oleassa olevaa tilannetta painotetaan uuden tiedon kustannuksella, sitä hitaain siirrytään kohti uutta hetkellisarvoa. Markkinapenetraaatio 1 0.8 Markkinaosuus 0.6 0.4 0.2 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Aika Kuva 3.2. Markkinapenetraatiokäyrästö. Nuoli näyttää uutoksen suunnan, kun -arvo pienenee eli kun enneisyyden tilanteen painoarvo kasvaa. 15
4. Markkinavuorovaikutus 4. Markkinavuorovaikutus Vuorovaikutus kysynnän a taronnan välillä on allissa kaksitasoinen, oista ensiäinen käsittää pitkäaikaiset sopiukset a toinen vuositason tasapainon etsiisen. Sopius sitoo tuottaan a kuluttaan (aluearkkinan) koko sopiuskaudeksi, esi. 20 vuodeksi. Sopiuksen edellytyksenä on, että tuottaalla on vapaita, sitoattoia reserveä varattavaksi. Sitoisen vastapainoksi tuottaa saa vakaan kysynnän. Vuosittain laskettavassa kysynnän a taronnan tasapainossa lähtötilanne uodostuu sopiustoiituksista. Mutta sopiukset oustavat, os tasapainon saavuttainen sitä edellyttää. Poikkeaat sopiuksista vastaavat spot-arkkinoilla tapahtuvaa vaihdantaa. Ensin ääritetään kunkin aluearkkinan kysyntä a se kohdennetaan tuottaille. Kohdentaisessa on kole vaihetta: i) aetaan kulutus oleassa olevilla sopiuksilla tyydytettävään kulutukseen a uusia sopiuksia tarvitsevaan osaan; ii) allokoidaan ensin ainittu kulutuksen osa tuottaille voiassa olevien sopiusten ukaisesti; a iii) sopiuksilla kattaaton osa kysynnästä kohdennetaan tuottaille pääosin vallitsevien hintoen perusteella. Tuottaa ohaa tarkasteluhetken toiituskykynsä (aksiituotannon) eri arkkinoille sen ukaan, iten palon kysyntää eri arkkinoilta hänelle kohdentuu. Kohdentuinen, allokointi, tehdään sopiusten (vanhoen a uusien tavoiteltuen sopiusten) perusteella. Kun kysyntä a taronta on ääritetty, niin seuraavaksi haetaan tasapaino kysynnän a taronnan välille. Lähtökohta on tuottaille kohdennettu kysyntä. Se voi ylittää tuottaan toiituskyvyn, olloin uut toiiat täydentävät ahdollisuuksien ukaan uutoin vaaaksi äävää tarontaa. Tään tasapainotilanteen pohalta päivitetään kohdan (iii) uusien sopiusten tavoitetta, ota ääriteltäessä ei esierkiksi siirtoärestelää huoioida lainkaan. Näin saadusta uudistetusta sopiuskysynnästä vähennetään oleassa olevat a erääntyvät sopiukset, olloin saadaan uusien sopiusten tarve. Tuottaat tekevät kaikki ne sopiukset, oihin niiden resurssit riittävät. Resurssien riittävyys tarkoittaa vielä vapaina olevien, sopiuksiin sitoattoien reservien äärää. Kuva 4.1 valaisee asiaa. 16
4. Markkinavuorovaikutus Kuva 4.1. Kysynnän a taronnan vuorovaikutus. 4.1 Taronta eri arkkinoille Nyt asiaa katsotaan tuottaan näkökulasta. Tuottaa taroaa kaasua arkkinalle kysynnän ukaan. Taronnan yläraa ääräytyy kaasun hetkellisen tuotantotilanteen a siirtokanavan koon ukaan. Jopikupi e. tekiöistä raoittaa tarontaa. Kaasun taronnnan aksii SX AD GX (1 h AD ) (4.1) issä GX on kaasun tuotantoaksii, AD allokoitu kysyntä a h siirron häviökerroin. Kaikkia arkkinoita kohdellaan saanveroisina, sillä tuottaa taroaa kaasua eri arkkinoille tuottaan kannalta saaan hintaan. Kuluttaan näkökulasta hinta vaihtelee siirtokustannusten vuoksi. Taronta saadaan tarkastelealla siirtokanavan kokoa (TX) a tarontaraoitetta yhdessä: Tuottaan taronta arkkinalle S MIN SX, TX (4.2) 17
4. Markkinavuorovaikutus 4.2 Markkinatasapainon haku Vasta tasapainotilanteen selvittyä selviää toteutuvat äärät a osuudet, sillä tuottaalle allokoitu kysyntä voi ylittää toiituskyvyn. Sen vuoksi arkkina-allokaatio varistetaan kapasiteetit huoioiden. Tehtävä ratkaistaan iteroialla: Tuottaan kaasuntoiitus arkkinalla tasapainotilanteessa (G ): G Z ( ( ) S n n ) D S exp n D G ( n ) 0 (4. 3) Z( n ) Z '( ) n1 n n issä G on tuottaan tasapainotilan tuotanto ko. arkkinalle, S on tuottaan toiituskyky (taronta) tarkasteluhetkellä a D on tarkasteluhetken kysyntä. Tekiä etsitään siis Newtonin enetelällä (kolas yhtälö) siten, että kaksi ylintä yhtälöä toteutuu. Jos kysyntä ylittää taronnan, niin tällöin kaikki taronta hyväksytään a osa kysynnästä ää vain tyydyttäättä. 4.3 Sopiusten hallinta Sopiusten hallinta uodostuu sekvenssistä, oka on seuraava: i) Kysynnän äärittäisen älkeen lasketaan uusien sopiusten tarve; ii) voiassa olevien a tavoiteltuen sopiusten ukainen kaasuäärä allokoidaan kysyntänä tuottaille; iii) lasketaan tasapainotilanne kaikilla arkkinoilla; iv) päivitetään aiepi uusien sopiusten tarve tasapainotilannetta vastaavaksi; v) ääritellään tuottaan resurssien noalla sen ahdollisuus tarota uusia sopiuksia; vi) tehdään sopiukset. Markkinaosuuden laskennassa huoioidaan voiassa olevat a uudet sopiukset. Sopiukset ukautuvat kysynnän väheneiseen, utta eivät sen kasvuun. Sitä varten tarvitaan uusia sopiuksia. Aina, kun sopius loppuu, niin vastaavan suuruinen kysyntä vapautuu uuden sopiuksen soliiseen, os sille on tarvetta. Tässä katsotaan asiaa arkkinan kannalta, olloin suat käyvät yli tuottaaoukon. Markkinan (vuoden alussa) voiassa olevat sopiukset tuottaan kanssa V ( t) ( t 1) U ( t L ) V (4.4) issä U on uusi sopius a L on sopiusakson pituus. 18
4. Markkinavuorovaikutus Kysynnän allokointi tuottaalle voiassa olevien sopiusten ukaan: V V V V V V V V (4.5) Uusien sopiusten tarve lasketaan vähentäällä kysynnästä ensin voiassa olevat sopiukset. Uusia sopiuksia tarvitaan tarkasteluvuonna seuraavasti: Uusien sopiusten tarve U ( t) MAX 0, D ( t) V ( t) Uusien sopiusten kysyntä tuottaalta (luvusta 3.3): U U ( 1 ) (4.6) (4.7) Laskealla yhteen vanhoen a uusien, tavoiteltuen sopiusten äärät, päädytään seuraavaan arkkinaosuuteen Tuottaalle allokoitu arkkinaosuus U V ( U V ) (4.8 ) Tuottaalle allokoidaan arkkinalla kysyntä D (luku 3.2 kaava 3.5). Hatulliset terit tarkoittavat ostotarouksia. Toteutuva äärä selviää kysynnän a taronnan tasapainon äärittäisen älkeen. Sen selvittyä vähennetään tasapainotoiitusten äärästä ensin voiassa olevat sopiukset, olloin älelle ää tarve uusiin sopiuksiin. Uusien sopiusten realisoituva kysyntä tuottaalle ~ U ( t) MAX 0, G ( t) V ( t) (4.9) Verrattuna kaavaan (4.6) kysyntä on vaihtunut tuottaan tasapainotilan kaasuntoiitukseksi. Tasapainotilan laskennassa huoioidaan koko toiitusketun kapasiteetit. Puhtaasti hintapohaisessa kysynnän kohdentaisessa kapasiteettea ei tarkastella. Markkinan tavoitteleien uusien sopiusten äärä on kaikille tuottaille allokoituen sopiustoiveiden sua, siis Seuraavaksi täytyy äärittää, onko tuottaalla riittävästi vapaita kaasuresurssea sopiuksen tekoon. Jokaisella arkkinalla on yksilöllinen sopiusakson pituus L, oka huoioidaan. ~ U ~ U. 19
4. Markkinavuorovaikutus Tuottaan vapaat kaasuresurssit ~ R ( t) R ( t 1) U ( t 1) L (4.10) Asiaa katsotaan tuottaan kannalta, oten sua käy yli arkkinoiden. Kun ehdot täyttyvät, oko kokonaan tai osittain, niin sopius syntyy: Uusi sopius tuottaan kanssa U ~ ( t) U ( t) MIN1, R ~ U ( t) ( t) L (4.11) 4.4 Siirtokanavien kehittyinen Kuletuskapasiteetti on lähtötieto. Nykytilanne uodostaa lähtötilanteen, a käyttää antaa näkeyksensä siirtoreittien kehittyisestä antaalla kanavien tulevaisuuden kapasiteetit a vuoden, olloin kehitys kohti näitä alkaa. Muutos ei ole äkillinen, vaan se on nopeapi alussa a hidastuu aan yötä. Siirtokanavan kapasiteetin kehittyinen TX t TX a TX TX t 1 t 1 issä a on vakio a TX tulevaisuuden kapasiteetti. (4.12) 20
5. Kaasun tuotanto 5. Kaasun tuotanto Kaasun taronnan aksiin eri arkkinoille ääräävät tuotettavissa oleva kaasuäärä a kuletuskapasiteetti yhdessä. Sen ukaisesti tuottaa allokoi kaasun eri arkkinoille kysynnän ukaan. Tuottaien ei oleteta toiivan strategisesti. Se tarkoittaa, että ne taroavat kaasua saoin ehdoin kaikille arkkinoille.. Strateginen eleentti tulee ukaan allin käyttään päätöksin. Päätökset liittyvät sekä uusien kaasuesiintyien käyttöönoton aoitukseen että kuletuskanavien kapasiteettiin. Näillä eleenteillä voidaan tuottaan resurssea kohdentaa aallisesti a aantieteellisesti haluttuun suuntaan. 5.1 Tasapainotilanteen ukainen tuotanto Tuottaan kaasuntuotannon aksii GX on kaikkien tuotannossa olevien kenttien tuotantokyvyn sua Kaasun aksiituotanto GX b f b GX f (5.1) issä suataan yli esiintyien b a kenttien f. Kentän vuosittainen aksiituotanto a kentän resurssiäärän yhteys kuvataan luvussa 5.2. Yksittäinen kenttä on oko tasatuotannon tai alenevan tuotannon vaiheessa. Jos tasapainotilanteen ukainen kaasun tuotanto on tuottaan aksiituotantoa alhaisepi, niin tuottaan kaikkien tuotannossa olevien kenttien tuotantokykyä kerrotaan saalla ykköstä pieneällä kuorakertoiella. Tää tarvitaan, koska tuotanto allokoidaan lukuisille kentille saalla tavalla suhteessa aksiituotantoon. Kuorakerroin G GX 1 (5.2) issä kuvaa siirtoärestelän häviöitä a G arkkinalle toiitettua kaasun tasapainoäärä. Jokaisella tuotannossa olevalla kaasukentällä tuotetaan siten äärä. 21
5. Kaasun tuotanto Kaasun toteutuva tuotanto q b f GX (5.3) b f 5.2 Kaasun tuotanto Kaasukenttien käyttöönoton dynaiikka a siihen liittyvät tuotantokapasiteetin laaennukset noudattavat Steve Mohrin (2010) väitöskiratyössään laatiaa allia. Verrattuna esi. Söderbergin (2010) tekeiin laskeliin on Mohrin työn ansio uuri siinä, että se antaa historiaan perustuvan kuvauksen kenttien a esiintyien hyödyntäisen eteneisestä. Reservit aetaan esiintyiin a edelleen kenttiin, oiden käyttöönotto noudattaa epiiristenhavaintoen perusteella laadittua kaavaa. Tuottaaaan kaasuvarat kuvataan koliportaisesti. Alialla tasolla on kaasukenttä (gas field), oka on kokoela tuotantokaivoa (well). Yksi tai useapi lähekkäin oleva kenttä uodostaa tuotantoalueen tai esiintyän (basin). Tuottaavaltion alueella voi olla useapia esiintyiä. Näiden esiintyien kokoakauana käytetään Mohrin (2010) esittäää tulosta. Seuraavassa käydään resurssialli läpi alhaalta ylös, eli liikkeelle lähdetään yhden kentän kuvauksesta, edetään siitä esiintyään a lopuksi esiintyien kokonaisuuteen, tuottaavaltioon. Rakennelan tarkoituksena on laskea tuottaan kaasuntuotannon aksii okaisena aanhetkenä. Markkinatilanne sitten äärää, kuinka suuri osa ko. aksiista tulee kunakin hetkenä käyttöön. Tuotanto-olosuhteiden lisäksi kaasun toiitusta arkkinoille voi raoittaa siirtoärestelän kapasiteetti. Tällä tarkoitetaan tässä sekä putkisiirtoon että nesteytettyyn aakaasun perustuvaa ärestelää. Näiden ärestelien rakentainen perustuu toiioiden strategisiin päätöksiin. Mallissa nää päätökset ovat allin käyttään vastuulla. Ne ovat skenaariouuttuien kaltaisia tekiöitä, otka perustavalla tavalla äärittävät kohdeärestelän kehittyistä. Puhdas taloudellinen kalkyyli ei sen vuoksi anna riittävää perustetta niiden tekeiseen, vaikka taloudellisilla tekiöillä on hyvin tärkeä rooli päätöksiä tehtäessä. Kaasukentällä on tuotannon kannalta kole keskeistä vaihetta: tuotannon aloitusvaihe, tasatuotannon vaihe a alenevan tuotannon vaihe. Aloitusvaiheessa kentän tuotantokyky kasvaa nollasta tasatuotannon kapasiteettiin. Tasatuotantovaiheessa tuotantoaksii on niensä ukaisesti vakio. Kun kentästä on tuotettu tietty äärä kaasua, tyypillisesti 30 70 % alkuperäisestä äärästä, kenttä siirtyy alenevan tuotannon vaiheeseen. Tällöin tuotantoaksii on kiinteä osuus älellä olevan kaasun äärästä (kun sovelletaan eksponentiaalista kenttäallia). Kaasukentän aksiituotanto perustuu Giant Gas Field (GGF) -alliin (Söderbergh (2009) sillä poikkeuksella, että tässä tuotannon aloitusvaihe ei vie lainkaan aikaa, eli kenttä kykenee tuottaaan täydellä teholla heti alusta lähtien. Mallin aika-askel on yksi vuosi. Tuotanto vuonna t kiroitetaan q t a Q t on vuoden lopussa tuotettu kuulatiivinen äärä. R 0 on arvioitu kentän hyödynnettävissä oleva resurssiäärä, URR (Ultiately Recoverable Resource). Vuoden t alussa tuotettavissa oleva resurssiäärä R t ääritellään seuraavasti. 22
5. Kaasun tuotanto Kentän hyödynnettävissä oleva kaasuäärä: R t R Q 0 t 1 (5.4) Tasatuotatovaiheessa kentän aksiituotanto ääritellään suhteessa arvioituun kentän kokonaisresurssiäärään. Tasatuotantovaiheen aksiituotanto: q t f R R 0 (5.5) issä kerroin f R uuttuu kentän koon ukaan. Suurilla kentillä tasatuotanto on suhteessa alepi kuin pienillä kentillä. Toteutuva tuotanto saadaan aksiituotannosta kertoalla sitä tekiällä : G qt. Kysyntätilanne sitten äärittää, tuotetaanko aksiivauhdilla ( = 1), vai pieneällä tuotantonopeudella ( < 1). Tuotantoaksiin vakioisuus atkuu, kunnes kuulatiivinen tuotanto saavuttaa kentän oinaisuuksien ukaan vaihtelevan osuuden kentän kokonaisresursseista. Tään älkeen kenttä siirtyy alenevan tuotannon vaiheeseen. Tasatuotantovaihe atkuu niin kauan, kun pätee: ~ Q Q R (5.6) 0 Alenevan tuotannon vaiheessa älellä olevan resurssiäärän ehtyisnopeus d on vuosituotannon suhde älellä olevaan resurssiäärään. Jälellä olevan resurssiäärän ehtyisnopeus: q t dt (5.7) Rt Resurssien niukkuudesta ohtuva aksiituotannon alenea kuvaa aksiituotannon vuosittaista kehitystä. Tuotannon aleneakerroin q q q q t 1 t t t 1 (>0). (5.8) qt 1 t 1 GGF-alli soveltaa eksponentiaalista tuotannon laskuvauhdin kaavaa laskuvaiheessa olevan kentän tuotantoa laskettaessa. Kuulatiivisen tuotannon äärä tuotannon laskuvaiheessa lasketaan geoetrisena sarana (tasatuotannon loppuisaankohta erkitään t = s). Laskuvaiheen kuulatiivinen tuotanto: Q ts q t-s s (1- ) q s (5.9) Tuotannon laskuvaiheen aikana okaisena aankohtana älellä oleva resurssi R t lasketaan seuraavasti. 23
5. Kaasun tuotanto Jälellä olevat resurssit: R t Q Q q t t1 (5.10) Jälellä olevien resurssien ehtyisnopeus d t (kaava (5.7) yllä) on eksponentiaalisen alenean tapauksessa vakio a saa kuin tuotannon laskuvauhti. Resurssien ehtyinen a tuotannon aleneakerroin: d t qt qt R q / t t (5.11) Yhdistäällä kaavoen (5.5), (5.6) a (5.9) tulokset saadaan :lle lauseke qs f R R 1 ) R f 1 0 ( R 0 (5.12) olloin laskuvaiheen aksiituotannon a älellä olevan kaasuäärän yhteydelle pätee seuraava. Kentän laskuvaiheen aksiituotanto: q t R t f R Rt 1 (5.13) Mohrin (2010) ukaan kaasukenttien = 0,4. Se tarkoittaa, että kentän sisältäästä kaasusta on älellä 60 % laskevan tuotannon alkaessa. Söderbergh (2010) raportoi noin 55 %:n tasosta. Pienehkölle kentälle sopiva f R: n arvo on 0,12, olloin = 20 %. Suurille kentille vastaava arvo on f R = 0,05 a hyvin suurille kentille se voi olla vieläkin pienepi (Söderbergh 2009). Kuvassa 5.1 on esitetty kentän aksiituotannon kehittyinen yli aan eri aksiituotantokertoien arvoilla. 24
5. Kaasun tuotanto Osuus (%) reservistä 12 10 8 6 4 2 0.1 0.075 0.05 0 1 11 21 31 41 Vuodet Kuva 5.1. Kentän tuotantovaiheet. Alian käyrän tasatuotantovaiheessa tuotetaan 5 % kentän alkuperäisestä kaasusisällöstä, keskiäisellä käyrällä 7,5 % a korkeialla käyrällä 10 %. Kaikissa tapauksissa kenttä siirtyy alenevaan tuotantovaiheeseen, kun 40 % kentän reserveistä on tuotettu. 5.3 Kenttien kokoakaua a käyttöönotto Esiintyä on kokoela kenttiä. Esiintyäalli äärittää kentistä kaksi seikkaa: kenttien kokoakauan a käyttöönoton aoituksen. Seuraavissa kaavoissa on aikaindeksi t ätetty pois yksinkertaisuuden vuoksi. Muutoksia tuotantotilanteeseen tuo kuulatiivinen tuotanto, ei aika sinänsä. Esiintyän tuotanto on sua yli kaikkien tuotannossa olevien kenttien f 1,, N. Esiintyän e aksiituotanto: P e N f q, e 1,..., E (5.14) f 1 issä E on esiintyien lukuäärä. Tuotannossa olevien kenttien lukuäärä a kuulatiivinen tuotanto ovat Mohrin (2010) ukaan lineaarisesti riippuvia. Tuotantokenttien a kuulatiivisen tuotannon yhteys: N f N Q RR 0 n T (5.15) 25
5. Kaasun tuotanto issä osittaiset sulkuerkit tarkoittavat kokonaislukua, f n vakio, N T on kenttien kokonaislukuäärä esiintyässä, RR 0 on esiintyän arvioitu kokonaisresurssiäärä a Q esiintyän kuulatiivinen tuotanto. Esiintyän kenttien kokoakaua ääräytyy niiden lukuäärän ukaan seuraavasti (Mohr, 2010). Kenttien kuulatiivinen kokoakaua esiintyässä: ( n) n R0 RR 0 n N rq, n 1... N (5.16) issä rq on vakio. Kentän n resurssiäärä on kahden peräkkäisen alkion erotus. Kentän n koko: R n 0 RR0 ( n) ( n 1) (5.17) Verrataan yllä kuvattua kenttien kokoakauaa Venään Nady-Pur-Taz-alueen kenttiin (Söderbergh 2010). Vertailu tuottaa kuvan 5.2 ukaisen tuloksen. Osuus esiintyän resursseista Kenttien kokoakauavertailu 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 Kentän nuero NPT Mohr Kuva 5.2. Mallin a epiirisen datan vertailu. Mohr tarkoittaa Mohrin alliin ukaista akauaa a NPT viittaa Nady-Pur-Taz-alueen todelliseen (Söderbergh 2010) dataan. Kuvan perusteella voidaan todeta allin tavoittavan hyvin kokoakauan uodon. 5.4 Esiintyien kokoakaua a käyttöönotto Ylin taso kaasuresurssiallissa on tuottaavaltion alli. Tää osa on analoginen edellisen kanssa, ikä tarkoittaa, että tässä ääritetään esiintyien kokoakaua 26
5. Kaasun tuotanto a niiden käyttöönoton eteneinen. Muutosta aaa eteenpäin tuottaavaltion kuulatiivisen tuotannon äärä. Tuottaan hetkellinen aksiituotanto: P E t e P (5.18) e1 issä E t on hetkellä t tuotannossa olevat esiintyät. Tuotannossa olevien esiintyien lukuäärä kasvaa kuulatiivisen tuotannon ukana. Tuotannossa olevien esiintyien lukuäärä e E Q URR (5.19) issä Q on aan kuulatiivisen tuotanto ( Mohr, 2010) a URR sen kaasuvaroen kokonaisäärä a osittaiset sulkuerkit tarkoittavat kokonaislukua. Mallissa Q on oko kuulatiiviset sidotut resurssit tai kuulatiivinen tuotanto sen ukaan, kupi on suurepi. Esiintyien on havaittu noudattavan tyypillisesti tietynlaista kokoakauaa, ota voidaan käyttää, os tarkepaa tietoa aan esiintyistä ei ole. Jakaua kuvataan kuulatiivisena kokoakauana seuraavasti (Mohr 2010). Esiintyien kuulatiivinen kokoakaua: e Y0 1 e ( e) URR 1 e ( re( i N ) ) re 2 (5.20) issä re on vakio. Kuva 5.3 esittää akauan uodon. Esiintyän e koko saadaan kuulatiivisen akauan kahden peräkkäisen kuulatiivisen terin erotuksena. Esiintyän e resurssiäärä: RR e 0 URR ( e) ( e 1) (5.21) 27
5. Kaasun tuotanto Fractional basin URR Kuva 5.3. Esiintyien koon kuulatiivinen akaua (kaava 5.20), kun esiintyiä on 50 kappaletta. Jos on tietoa esiintyien todellisesta koosta, niin standardi akaua on syytä korvata todellisella tiedolla. Keskiääräistä akauaa voi käyttää, kun tietoa ei ole saatavilla. Mallissa kuulatiivinen tuotanto tarkoittaa oko kuulatiivista sopius- tai tuotantoäärää.. Mallissa asetetaan uuden kentän käyttöönotolle lisäehto kuorituskertoien avulla. Kuorituskerroin on aksiituotannon a toteutuvan tuotannon suhde. Sen tulee olla suurepi kuin 0,7, otta uusi kenttä otetaan tuotantoon. 5.5 Tuotannon aloitus Tarkastelun alussa tuotanto on tilastoen ukainen. Tuottaan tuotantoalueista valitaan tuotantoon niin onta, että alkutilanteen tuotanto saadaan hoidettua, ts. kenttien tuotantoaksiien sua ylittää tuotantotarpeen. Alkutilanteeseen liittyviä sopiuksia käsitellään noraaliin tapaan, eli ne poistuvat sopiusakson pituuden aikana tasaisesti. 5.6 Tuotantokustannukset Kaasun tuotantokustannukset lasketaan suana tuotannon a kuletusten kustannuksista. Tuotantokustannukset liittyvät esiintyään a kenttään siten, että uusi kenttä tai esiintyä on tuotantokustannuksiltaan kalliipi kuin edelliset. Kaasun tuotanto a käsittely kaasukentällä siten, että se on valis siirrettäväksi käyttökohteeseen, uodostaa kaasun tuotantokustannuksen. Siirtoon kuuluvat 28
5. Kaasun tuotanto vaiheet ovat putkisiirto, nesteytys, laivakuletus, uudelleenkaasutus, putkisiirto a akelu. Tilanteen ukaan näitä vaiheita tarvitaan yksi tai useapi, otta kaasu saadaan kuletettua perille. Siirtokustannukset lasketaan tarvittavien vaiheiden perusteella. Tuottaa toiittaa kaasun arkkinoille edullisinta reittiä. Itse asiassa valintaa ei uuri tarvitse tehdä, sillä se on oko putki- tai laivakuletus uutaaa poikkeusta lukuun ottaatta: Pohois-Afrikasta a Norasta Euroopan antereelle on oleat kuletustavat käytössä. Kun uusi kenttä otetaan esiintyässä käyttöön, niin sen tuotantokustannus on aiepia kenttiä suurepi. Tää saa pätee yös tuottaavaltion esiintyien välillä. Valtion sisällä siis edetään halviasta kalliipaan, utta arkkinoilla käydään kauppaa onin eri hinnoin. Kaasun tuotantokustannus: MAX B F h b, f b f f, (5.22) Maksiioperaattorilla valitaan kallein tuotannossa oleva tasatuotantovaiheen kenttä edustaaan tuottaaaan kaasuntuotantokustannusta. b on indeksi esiintyille a f kentille. Indeksi B b saa arvon yksi, os esiintyä b on tuotannossa, uutoin se on nolla. Vastaavat äärittelyt pätevät kenttäindekseille F a f. Koska kentät otetaan käyttöön edullisuusärestyksessä, niin aan kuluessa kaasu väistäättä kallistuu. Jos uusia tuotanto- tai tuontikanavia aukeaa, niin tällöin hinta voi kyllä ollain arkkinalla laskeakin. Alkuarvona annetaan hinta kunkin esiintyän ensiäiselle kentälle. Esiintyän kenttien hinta lasketaan siten, että peräkkäisten esiintyien hintaero aetaan kenttien lukuäärällä. Hinta nousee tällöin tasaportain kentältä seuraavalle. Kaasun tuotantokustannus kentällä f: C f C f 1) * C b (, (5.23) issä C b on esiintyän ensiäisen kentän tuotantokustannus, f on kenttäindeksi a C on peräkkäisten esiintyien ensiäisten kenttien tuotantokustannusero. Tuottaan kaasun tuotantokustannukseksi asetetaan kalleian tuotannossa olevan kentän tuotantokustannus. Tuottaan tuotantokustannus: C MAX C f, (5.24) issä f viittaa kaikkiin tuotannossa oleviin kenttiin. Kuletuskustannukset uodostavat erkittävän osan kaasun hinnasta, ikä ohtuu kaasun alhaisesta energiatiheydestä. Kuletusten kustannusuutokset heiastavat kaasun arkkinahinnan uutoksia. Kuletuksen yksikkökustannus: C ( t) C ( t 1) (1 r) H ( t 1) 1 TR TR (5.25) 29
5. Kaasun tuotanto issä on kuletuksen ousto kaasun hintauutoksen suhteen, r on kuletuskustannuksen suhteellinen uutos a H on kaasun arkkinahinnan uutos. Kuletuskustannukset kasvavat trendin ukaan (esierkiksi 1 % vuodessa) tai uutos voi olla tulos kuletusarkkinoita tarkein kuvaavasta allista. Kaasun kokonaishinta uodostuu kaasun tuotannosta a kuletuksista. Koska vain hintauutokset ovat kiinnostavia, alkutilanteen arvoksi skaalataan ykkönen. Näin hinnan uutos alkutilanteeseen nähden palastuu hintaindeksin arvosta suoraan. Tuottaan kaasun yksikkökustannus arkkinalle toiitettuna: H ( 1 ) C CTR,, (5.26) issä on kuletusten kustannusosuus. Se uuttuu atkuvasti kuletuskustannusten a kaasukustannusten uutosten ukana. Välittöien kustannustekiöiden lisäksi kaasun hintaan vaikuttaa kysynnän a taronnan välinen suhde: itä niukepi resurssi kaasu on, sitä korkeaalle sen hinta nousee. Tasapainotilanteessa kaikki toiittaat eivät välttäättä pysty kaikkea niille allokoitua kysyntää toiittaaan. Tällöin tilauksesta ää siis otain uupuaan a saalla onkin toisen toiittaan kaasun äärä voi olla tilausta suurepi. Saaan tulokseen olisi päästy suoraan, ilan tasapainon laskentaakin, os tuottaien tuotteiden hinnat olisivat olleet kohdallaan, ts. vastanneet arkkinatilannetta. Jälkeenpäin voidaan laskea, ikä hinnan olisi pitänyt olla. Lasketaan siis seuraavassa tekiä, olla kustannushintaa kerrotaan, kun tavoitteena on tasapainotilannetta vastaava arkkinahinta. Kaava seuraa hintaouston ääritelästä. Tasapainotilanteen indikoia hintakerroin tuottaalle H H ( t) ( t) 1 AD ( t 1) ( t) 1 MAX 0, 1 G ( t 1) (5.27) issä H on hinta, olla kysyntä uodostettiin, a H* on hinta, oka vastaa tasapainotilannetta. Tuottaan kustannusta kerrotaan tällä tekiällä, olloin se edustaa todellista, niukkuuden huoioivaa hintaa arkkinalla. Hintakerroin säilyy ykkösenä, kun taronta vastaa kysyntää. Jos tasapainotoiitus ää kysyntää vähäiseäksi, eli kaasusta on niukkuutta, niin hintataso nousee a kääntäen. Käänteinen tilanne ohtaisi hinnan aleneiseen. Koska tuottaat hinnoittelevat tuotteensa pitkän aikavälin kustannusten ukaan, niin kaavan 5.27 ax-operaattori huolehtii siitä, ettei kukaan yy alle tuotantokustannusten. Koska uutokset kertoiessa vuodesta toiseen voivat olla raua, laskennassa käytetään tasoitettua arvoa. Tasoitettu hintakerroin ( t) ( t 1) ( ( t) ( t 1)) (5.28) issä on vaiennuskerroin. 30
5. Kaasun tuotanto Tuottaan kaasun hinta arkkinalla ( t) ( t) H ( t) (5.29) Tätä arvoa käytetään kaavassa (3.4) tuottaan kaasun hintana. 31
6. Globaalin kaasunkäytön perusura 6. Globaalin kaasunkäytön perusura 6.1 Lähtötilanne Seuraavassa tarkastelussa kaasun kulutuksen perusuran viitoittaana käytetään IEA:n World Energy Outlook (WEO) 2010:n uusi politiikka -skenaariota. Se tarkoittaa, että alli tuottaa suunnilleen saanlaisen kaasun kokonaiskulutuksen. Tähän perusuraan tehdään sitten variaatioita lisäolettauksin. Tarkoituksena on hahotella Euroopan kaasunhankinnan tulevaisuutta eri olosuhteissa. Koska kaasun kauppa on globaalia, oskin kauppavirrat historiallisesti ovat olleet pääasiassa alueellisia, vaikuttavat uutokset ollain alueella kaikkiin aakaasun aluearkkinoihin. Tulevaisuudessa vuorovaikutusten voi olettaa voiistuvan resurssien ehtyisen yötä. Sen vuoksi Euroopan aakaasutulevaisuuden analysointi pitkällä aikavälillä edellyttää koko globaalin ärestelän kuvausta. Keskeiset kysyykset liittyvät resurssien riittävyyteen, siirtoväylien kapasiteetteihin, kaasun kustannuksiin a uihin strategisiin päätöksiin. Viieainituilla tarkoitetaan tässä. seuraavia seikkoa: iten nopeasti kaasuvaroa hyödynnetään, kuinka suuri arkkinaosuus ollekin kaasun tuottaalle sallitaan, suuntaako tuottaa tuotteensa ollekin tietylle arkkinalle, hinnoitteleeko tuottaa tuotteensa eri arkkinoille eri tavalla ne. Toiintaahdollisuudet ovat loputtoan onipuoliset a on selvää, että yhdessä analyysissä keskitytään vain niihin, otka vaikuttavat ielenkiintoisilta, ahdollisilta a/tai uhkaaviilta. Perusdata WEO 2010:sta käsittää resurssiarviot, BKT:n kasvuvauhdin a kaasun käytön kasvun suhteessa BKT:n kasvuun. Näillä tiedoilla luodaan perusura. Kun e. lähteen data uokataan allin edellyttäään uotoon, se näyttää seuraavien taulukoiden ukaiselta. 32
6. Globaalin kaasunkäytön perusura Taulukko 6.1. Maakaasun resurssiarviot alueittain, 1000 bc. Alue Reservit 2008 lopussa Oletetut lisävarat Keski- a Etelä-Aerikka 8 15 Afrikka 16 14 Eurooppa 6 15 Aasia / Tyynieri 16 16 Pohois-Aerikka 20 26 Lähi-itä 75 37 Itä-Eur./Euraasia 55 77 Yhteensä 196 200 Oletetut lisävarat, pääosin epäkonventionaalista kaasua, ovat yo. taulukon ukaan yhtä suuret kuin nykyiset tunnetut varat. Suhteessa nykyisiin varoihin Euroopalla on taulukon ukaan lähes kolinkertaiset kaasuvarat. Luku vaikuttaa suurelta. Se sisältää. liuskekaasun, onka hyödyntäisahdollisuudet Euroopassa ovat sangen epävarat. Sen vuoksi Euroopan oletetuista varoista huoioidaan vain 20 %, utta uiden alueiden oletetut lisävarat otetaan sellaisenaan taulukosta 6.1. Syy tähän on se, että huoioin keskiössä ovat tässä Euroopan tuontiahdollisuudet, sillä ne äärittävät valtaosan kaasun käyttöahdollisuuksista Euroopassa. Talouden kasvuvauhdit saoin kuin kaasun kasvu suhteessa siihen vaihtelevat elkoisesti alueelta toiselle siirryttäessä, taulukko 6.2. Taulukko 6.2. BKT:n kasvuvauhti a aakaasun käytön kasvu suhteessa siihen vuosina 2008 2035. Alue BKT:n kasvu [%] Kaasun kasvu [%] Keski- a Etelä-Aerikka 3 0,7 Afrikka 3,5 0,5 Eurooppa 1,6 0,3 Aasia / Tyynieri 5 0,7 Pohois-Aerikka 2,2 0,2 Lähi-itä 3,9 0,6 Kaspianeren alue 3,8 0,4 Venää 3 0,1 33
6. Globaalin kaasunkäytön perusura 6.2 Perusura Edellisen luvun tiedoilla WEO 2010 päätyy taulukon 6.3 ukaisiin kaasun kulutuksiin vuonna 2035. Laaditussa allissa alueiden äärittely poikkeaa onkin verran WEO:n ulkaisun saan niisistä alueista, oten allin antaat kaasunkäyttöluvutkaan eivät ole aivan saat. Myös lähtövuosi poikkeaa (2008 vs. 2010), koska tässä on käytetty uusipia BP:n (2012) ulkaiseia arvoa. Taulukko 6.3. Maakaasun käyttö vuonna 2035 WEO:n uusi politiikka -skenaariossa. Eurooppaan on siirretty itäisestä Euroopasta uutaia aita. Luvut iloitetaan yksikkönä bc, oka tarkoittaa ilardia kuutioetriä vuodessa. Alue WEO 2010 Laskettu Keski- a Etelä-Aerikka 232 264 Afrikka 164 149 Eurooppa. 628+150 658 Aasia / Tyynieri 1150 1230 Pohois-Aerikka 913 879 Lähi-itä 608 612 Kaspianeren alue 185 136 Venää 503 418 Yhteensä 4583 4304 Kaasun käyttö vastaa hyvin WEO-ulkaisun arvoa. Kun laskentaa atketaan vuoden 2035 älkeen aina vuoteen 2100 saakka, niin kuva aakaasun käytöstä uuttuu: resurssien raallisuus tulee esiin, kuvat 6.1 a 6.2. Vuoden 2040 älkeen kasvun oletettiin taittuvan okaisella arkkinalla lineaariseen laskuun siten, että 2070:n älkeen kasvu on nolla. Tää aiheuttaa lähes tasaisena atkuvan uutaan vuosikyenen kulutuksen, oka kääntyy kaasun ehtyessä väistäättöään laskuun noin nelän vuosikyen kuluttua. Kuvat 6.1 a 6.2 luovat aivan erilaisen näkyän tulevaisuuteen. Resurssitarkasteluissa lyhyt horisontti voi olla petollinen, koska resurssien raallisuus ei välttäättä näyttäydy lainkaan. Kuvista erottuu selvästi Aasian kaasunkulutuksen voiakas kasvu. Toinen voiakkaasti kasvava arkkina on Lähi-itä. Aasian kasvu lisää globaalia kauppaa a Lähi-idän kulutuskasvu hidastaa sitä. Kun kuvan 6.2 aluearkkinaluvut suataan yhteen, päädytään globaaliin tilanteeseen. Kun sitä tarkastellaan tuottaakohtaisesti päästään kuvan 6.3 tilanteeseen. 34
6. Globaalin kaasunkäytön perusura Kuva 6.1. Kaasun kysynnän kehitys 25 vuotta eteenpäin vuodesta 2010. Markkinoiden lyhenteet lienevät selvät uilta osin paitsi seuraavien kohdalta: NA tarkoittaa Pohois-Aerikkaa a Sca Etelä- a Keski-Aerikkaa. Deand (bc) Deand (bc) Kuva 6.2. Kaasun kysynnän kehitys nykyhetkestä 90 vuotta eteenpäin. 35
6. Globaalin kaasunkäytön perusura 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Suppliers Canada USA Mexico Tri_Tob Venezuela R_sca Netherlands Norway Ukraina RO_europe Algeria Libya Egypt Nigeria RO_africa RO_Caspian Kazakhstan Turkenistan Uzbekistan RusW Tie RusE Australia China india Indonesia Malaysia Pakistan Thailand R_Asia Qatar Oan UAE Sarabia Iran Iraq R_ideast USA_shale Kuva 6.3. Perusuran kaasun tuotanto. Tarkasteluakson lopussa erottuvat ne tuottaat, oilla kaasu riittää pitkälle: Iran, Qatar, Venää a Turkenistan. Kuvassa 6.4 on esitetty, iten globaaliin kaasun tuotannon a kulutuksen käy eri oletuksin kaasun lisävaroista. 36
6. Globaalin kaasunkäytön perusura bc 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Vuodet 100 % 75 % 50 % 25 % 0 % Kuva 6.4. Kaasun lisävaroen äärän vaikutus niiden riittävyyteen. Jos lisävaroa ei löydetä lainkaan, kulutus alkaa laskea noin 25 vuoden kuluttua. Kaikkien lisävaroen hyödyntäinen yöhentää vääääätöntä kulutuksen laskua kyenellä vuodella. Se edellyttää nyt tunnettuen varantoen kaksinkertaistaista. Mitä eneän lisävaroa löytyy, sitä hitaain tuotanto laskee. Esierkiksi vuosituotanto laskee tasolle 3 000 bc 0 %:n lisävaroilla 40 vuoden kuluttua, utta 100 %:n lisävaroilla reilu 20 vuotta yöhein. Laskelissa on oletettu, että Saudi-Arabia a Iran tulevat ukaan kansainväliseen kaasukauppaan kyenen vuoden kuluttua. Etenkin Iranin kaasuvarat ovat valtavat a niillä on suuri erkitys globaalien kaasuarkkinoiden tilaan. Jälellä olevien resurssien kehitys perusuralla on esitetty kuvassa 6.5. Resources by area (bc) Kuva 6.5. Jälellä olevat kaasureservit tuotantoalueittain (Tuotantoalueet = S_Mkt. Taulukko 1.1). 37
6. Globaalin kaasunkäytön perusura Lähi-idässä on suuriat varat a Venää on hyvä kakkonen. Kaikki uut alueet ovat suhteellisen pieniä näihin verrattuna. Merkitys aailankaupan kannalta riippuu sitten siitä, iten suuri alueen oa kulutus on suhteessa alueen resursseihin. Lähi-idän oa kulutus on ollut viie vuosikyeninä nopeassa kasvussa, kun taas Venäällä käyttö on viie vuosina pysynyt lähes saana. Esierkkinä yhden aan tuotannosta esitetään kuvassa 6.6 Algerian toteutuva tuotanto perusuralla esiintyittäin. Se on laskettu olettaalla esiintyiä olevan 50 kpl a kussakin esiintyässä on 2 kenttää. Yhteensä siis 100 kenttää. Nää oletukset koskevat kaikkia tuottaia. Production by basin (bc) Kuva 6.6. Algerian tuotanto yli aan kuvattuna suana yli esiintyäkohtaisten (Basin) tuotantoen suana. Pohois-Afrikan kaasuntuotanto on kilpailukykyistä, ikä pitää tuotannon kasvuuralla niin pitkään kuin ahdollista a Algeria lisääkin tuotantoaan elko tasaisesti niin kauan kunnes vääääätön lasku alkaa nelän vuosikyenen kuluttua. 6.3 Alueiden välinen kauppa Alueiden välisen kaupan kehittyinen kuvaa kaasukaupan globalisoituista. Merkittäviä kaasun tuontialueita ovat Eurooppa a Aasian-Tyyneneren alue. Vientialueista tärkeiät ovat Venää, Lähi-itä, Afrikka a Kaspianeren (Keski-Aasian) alue. Pohois-Aerikka on suunnilleen oavarainen tällä hetkellä lähinnä liuskekaasun tuotannon laaeneisen ansiosta. Etelä-Aerikka on kehittyvä talousalue. Etenkin Venezuelan kaasuvarat ovat suuret: se on aailanlistalla sialla 8 tun- 38
6. Globaalin kaasunkäytön perusura nettuen varoen suuruudessa (BP 2012). Jää nähtäväksi, iten nopeasti kaasuvaroa hyödynnetään a ihin suuntaan niitä kaupataan. Kaasuarkkinoiden globalisaation ittana käytetään tässä alueiden välisen kaasukaupan äärää a osuutta koko tuotannosta tai kulutuksesta. Kuvassa 6.7 on esitetty kaasukaupan kokonaisäärä resurssiäärien vaihdellessa. bc 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Vuodet 100 % 75 % 50 % 25 % 0 % Kuva 6.7. Maakaasun aluearkkinoiden välinen kauppa kokonaisuudessaan. Alueiden välisen kaupan kasvu toteutuu vääääättä, resurssiarvioista huoliatta. Alueiden välinen kaasukauppa kasvaa yli nelinkertaiseksi parissa vuosikyenessä. Se vastaa 6 %:n vuosikasvua. Kauppa kasvaa sitä nopeain, itä väheän lisäresurssea on käytössä. Tää ohtuu siitä, että lisäresurssien äärä vaikuttaa eniten niillä alueilla, oilla kaasua on vähiten, eli tuoa-alueilla. Niillä ailla a alueilla, otka nyt vievät kaasua, on suuret kaasuvarat ilan lisäresursseakin, oten ne pystyvät vastaaaan tuoien lisääntyneeseen tuontitarpeeseen. Mitä suureat resurssit ovat, sitä pidepään kauppa pysyy korkealla tasolla. Maakaasuarkkinat ovat tään ukaan suurten uutosten edessä. WEO:n ukaan aailankauppa on tässä esitettyä vähäisepää. Se voi perustua vain siihen, että kaasua tuovat alueet, kuten Eurooppa, kuluttavat oia resursseaan tässä oletettua vauhtia nopeain. Tällöin oan tuotannon laskuvaihe tulee oleaan tässä esitettyä raupi. Oletukset Euroopan resurssivaroista poikkeavat näiden kahden laskelan välillä toisistaan, a sillä on oa vaikutuksensa Eurooppaa koskeviin tuloksiin. 39