Optimeringsbasert beslutningsstøtte for distribusjon av fornybar energi i maritime verdikjeder

Abstract

Trevirke som er blitt tørket og komprimert til pellets har et høyt energiinnhold og er gunstig til oppvarmingsformål. I Norge i dag foregår distribusjonen av trepellets ved landbasert transport, og det eksisterer få distribusjonsnettverk langs kysten. Det er utgangspunktet for denne masteroppgaven som anslår lønnsomheten ved etablering av et maritimt distribusjonsnettverk. Det eksisterer per dags dato syv ulike produsenter av trepellets i Norge. Av disse skiller Biowood Norway seg ut med en langt høyere produksjonskapasitet enn de øvrige. Denne produsenten er også tilrettelagt for maritim distribusjon med sin lokasjon på kysten av Møre og Romsdal. Ved utgangen av 2010 var den totale etterspørselen i Norge på 58 500 tonn pellets per år, mens det forventede tallet for 2013 er omlag 200 000 tonn. Det er ventet at 80 % av etterspørselen vil falle innenfor kystnære strøk. Pelletsindustrien i Norge står med det fremfor en periode med sterk vekst.I denne rapporten utvikles det en optimeringsmodell som genererer et maritimt distribusjonsnettverk som er optimalt med tanke på profitt. Dette nettverket benyttes til å representere den potensielle lønnsomheten ved maritim distribusjon av trepellets langs norskekysten. Optimeringsmodellen er nyskapende i måten den utnytter den geografiske strukturen på. Modellen er deterministisk og av strategisk/taktisk karakter, der målfunksjonen uttrykker verdikjedens totale profitt og maksimeres. Lønnsomheten vurderes ut i fra et verdikjedeperspektiv og omfatter produksjon av pellets, sjøbasert transport fra produsent til havn, lagring i havn, samt landbasert transport fra havn til sluttkunde. I utgangspunktet formuleres modellen kun med de restriksjonene som er nødvendige for å beskrive problemet. For å unngå symmetriske løsninger som gir en lite effektiv bruk av maskinvaren innføres symmetrikutt. Det innføres også tilleggsrestriksjoner som styrker lineærrelakseringen. Hovedhensikten er å redusere målfunksjonens øvre grense, og få en mindre differanse mellom øvre grense og beste løsning funnet. Gjennom en teknisk analyse reduseres den omtalte differansen fra 22,3 % til 7,8 %. En differanse på 7,8 % regnes som akseptabelt tatt i betraktning usikkerheten i inndataene.Den økonomiske analysen viser at lønnsomheten ved etablering av et maritimt distribusjonsnettverk er 18,3 MNOK per år. Det gir en driftsmargin på drøye 8 %. Den forventede årlige etterspørselen i området er 160 000 tonn, og analysen viser at dersom den faller under 35 000 tonn vil den maritime distribusjonen ikke lenger være lønnsom. En nullpunktsanalyse av differansen mellom salgspris og produksjonskostnad per tonn pellets viser at differansen må minimum overstige 175 NOK. Følgelig vil en reduksjon i salgspris på 8 %, eller en økning i produksjonskostnad på 10 %, føre til at den maritime distribusjonen ikke lenger er lønnsom. Vi ser at lønnsomheten er mer følsom for endringer i dekningsbidraget enn for endringer i etterspørselen. Endelig konklusjon blir at det i fremtiden vil være økonomisk lønnsomt med maritim distribusjon av trepellets langs norskekysten, forutsatt at etterspørselen overstiger 35 000 tonn per år og at dekningsbidraget overstiger 175 NOK per tonn.