PROJECTS
Projections of Energy Demand in the
Service Sector
Perspektiven des Energieverbrauchs in
Dienstleistungsbetrieben und Landwirtschaft
Investigators
Bernard Aebischer, Giacomo
Catenazzi, Martin Jakob
Partner
Amstein
+ Walthert AG
Time Frame
since 1993
Funding
Swiss
Federal Office of Energy (SFOE)
Abstract
The research project is planned as a long-term service task for
the Swiss Federal Office of Energy. A techno-economic bottom-up
model SERVE was developed. Its main feature consits in the explicit
description of the intra-sectoral structural changes in the different
branches of the service sector. A continuous evaluation of the results
(see also link) together
with a steadily enlarged and updated data base (see also link)
leads to a continuous improvement of the model. New projections
are planned on behalf of SFOE for 2004.
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1 English Summary
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A "bottom-up" model SERVE is used to study future energy
demand in the service sector under different assumptions of economic
growth, energy-price and energy-policy. The basic approach is
described by the equation energy = surface * energy per unit of
surface. Economic growth is captured by the evolution of the surface
and by the way of a vintage-approach by the energy by unit of
surface. A disaggregation of the sector into 30 sub-sectors, defined
by the economic activity and technical characteristics of the
buildings, permits to model the growth-dependent intra-sectoral
structural change. A recent investigation showed that intra-sectoral
structural changes were the major reason for the variation of
electricity intensity in the period 1985-1995 in the city of Zurich
and in the Canton of Geneva. The effect of changing energy-prices,
e.g. due to the introduction of energy taxes, is implemented by
the use of so-called "cost-curves of energy efficiency improvements".
The empirical basis for these cost-curves is currently being improved
in collaboration with researchers from Amstein+Walthert
(see CEPE research project description
on this topic). The time horizon for the coming new projections
will be 2010, 2035 and 2050. In order to prepare the model for
this multi-horizon task and to improve some algorithms, the model
is being partly rewritten by Giacomo Catenazzi. Finally SERVE
will be recalibrated using the newest energy data banks and statistics.
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2 Project Description
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Problemstellung
Rund 20% der fossilen Brennstoffe und 25% der Elektrizität
werden in der Schweiz im Dienstleistungssektor genutzt. Die jährliche
Zunahme des Elektrizitätsbedarfs ist mindestens seit den
achtziger Jahren deutlich stärker als in den Haushalten und
im Industriesektor. Die Hintergründe dieser Entwicklung sind
vielfältig und Perspektiven für die langfristige Entwicklung
mit grossen Unsicherheiten behaftet.
Zielsetzung/Laufzeit
Das Forschungsprojekt ist in einen längerfristiges Dienstleistungsauftrag
für das Bundesamt für Energie eingebettet. Jährlich
wird die Veränderung des Energieverbrauchs im vergangenen
Jahr analysiert (ex-post Analyse) und in unregelmässigen
Abständen werden langfristige Perspektiven für den Brennstoff-
und den Elektrizitätsbedarf erarbeitet. Im Zentrum steht
die ex-ante Evaluation von energiepolitischen Massnahmen und von
Volksinitiativen. Mit zusätzlichen punktuellen Untersuchungen
werden die Modelle stetig verbessert und die Datenlage aktualisiert.
Das Projekt wurde im Jahre 1994 gestartet und seit 1996 jährlich
verlängert. Im Jahre 2004 werden neue Perspektiven ueber
die Zeitraeume bis 2010, 2035 und 2050 erarbeitet werden. Dazu
wird das Modell gegenwaertig von Giacomo Catenazzi teilweise umgeschrieben.
Schliesslich wird SerVE04 unter Verwendung der neuesten Energiedatenbanken
und -statistiken neu kalibriert.
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3 Results (in German)
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Im neu entwickelten Energienachfragemodell SERVE des CEPE wird
ein einfacher auf Kohorten basierender bottom-up Ansatz Energie
= Mengenkomponente * spezifischer Energieverbrauch verwendet.
Die Entwicklung des spezifischen Elektrizitätsverbrauchs
wird mit dem intra-sektoralen Strukturwandel beschrieben, was
eine Separierung von technischen und sozioökonomischen Determinanten
ermöglicht. Die Entwicklungen in der Stadt Zürich und
im Kanton Genf zeigen, dass sich die durchschnittliche Veränderung
des spezifischen Elektrizitätsverbrauchs ähnlich verhält,
wie die durchschnittliche Veränderung des Bruttoinlandprodukts
(Aebischer B., 1999) Szenariorechnungen für unterschiedliche
energiepolitische Rahmenbedingungen (Aebischer B. et al., 1996)
ergeben einen stetigen Rückgang des Wärmebedarfs bis
ins Jahr 2030 zwischen 20% (heutige Politik) und 35% (Energie-/Umweltinitiative).
Die Elektrizitätsnachfrage steigt im Szenario heutige Politik
stetig bis ins Jahr 2030 um 20%. Bei verstärkten Massnahmen
wird eine Stabilisierung ab 2015 erwartet. In einer explorativen
Studie wird festgehalten, dass zur Reduktion der energiebedingten
CO2-Emissionen um 60% eine mindestens europaweit politisch motivierte,
langfristige und stetige Verteuerung der Energie notwendig ist
(Aebischer B., 1997). Die jährlichen ex-post Analysen (link
to project ex-post) zeigen eine gute Übereinstimmung zwischen
Statistik und Modellrechnung. Die durchschnittliche Zunahme der
Geschossfläche um fast 2% pro Jahr ist der wichtigste Erklärungsfaktor
für die Zunahme des Elektrizitätsverbrauchs. Der Wärmebedarf
bleibt infolge von technischen Effizienzverbesserungen in etwa
konstant.
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4 Publications
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Bernard Aebischer, George Henderson, Giacomo Catenazzi. Impact
of climate change on energy demand in the Swiss service
sector - and application to Europe. Paper presented at the International
Conference on Improving Energy Efficiency in Commercial
Buildings (IEECB’06), Frankfurt, Germany, 26 / 27 April
2006 [pdf, 106 kB]
Aebischer, B., 2000. Electricité dans les services : determinants
de long terme. In "Quels systèmes énergétiques
pour le XXIe siècle? Consommation et synthèse. J.-L.
Bertholet et al. (edts.). No. 3 dans la série de publication
"Energie, Environnement et Société" du
Centre Universtaire d'Etudes des Problèmes de l'Energie,
Université de Genève, Genève. (ISBN 2-940220-02-6).
Aebischer, B., 1999. Analyse und Entwicklung des Energieverbrauchs
im Dienstleistungssektor. In "Energie, Wirtschaft, Nachhaltigkeit",
Hrsg. R. Meier et al., Verlag Rüegger, Chur/Zürich (ISBN
3-7253-0665-6).
Aebischer B.,1999. Veränderung der Elektrizitätskennzahlen
im Dienstleistungssektor in der Stadt Zürich und im Kanton
Genf. CEPE Report Nr. 1, ETH Zürich, Zürich.
Aebischer B. and Schwarz J., 1998. Dokumentation zur Studie Perspektiven
der Energienachfrage des tertiären Sektors für Szenarien
I-III 1990-2030. ETH Zürich, 1998
Aebischer B., 1997. Perspektiven der Energienachfrage des primären
und tertiären Sektors. Szenario IV. ETH Zürich, 1997.
Aebischer, B., 1996. Perspectives of the Energy Consumption in
the Swiss Service Sector: Modelling and Results. Proceedings of
International Conference on the Perspectives of the Energy Demand
and Efficient Energy Use, 8 October 1996, POSCO Centre. Seoul,
Korea [pdf, to be provided].
Aebischer B., Schwarz J., Spreng D., 1996. Perspektiven der Energienachfrage
des tertiären Sektors für Szenarien I bis III 1990 -
2030. Bundesamt für Energie, Bern 1996 (EDMZ 805.580 d).
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5 Presentations
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Aebischer B. (2006). Die Bedeutung der Sommerkühlung für
die Elektrizitätsnachfrage in der Schweiz. Vortrag am Forum-Energie-Zürich,
Mehr Kühlung mit weniger Energie, Zürich, 14. März
2006 [pdf,
176 kB]
Aebischer B. (2006). Impact of climate change on energy demand
in the Swiss service sector - and application to Europe. Presentation
at the International Conference on Improving Energy Efficiency
in Commercial Buildings (IEECB’06), Frankfurt, Germany,
26 / 27 April 2006 [pdf,
137 kB]
Aebischer B., 1996. Modelling and Indicators of Electricity
Consumption in the Service Sector. Presentation at IEA-Workshop "On Using
Energy Indicators in IEA Countries. Recent Experiences, Future
Directions, Finding Resources". Paris, December 12-13 1996.
Aebischer, B., 1996. Perspectives of the Energy Consumption in
the Swiss Service Sector: Modelling and Results. Proceedings of
International Conference on the Perspectives of the Energy Demand
and Efficient Energy Use, 8 October 1996, POSCO Centre. Seoul,
Korea [pdf, to be provided].
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