d l l2010 Residential & Commercial

Electric SAE Update

Oleg Moskatov

iEric Fox

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2010 SAE UPDATE

2010 SAE Model UpdateBased on the EIA 2010 Annual Energy Outlook (AEO) gy ( )

AgendaOverview of the Residential Electric SAE Model Parameters

Updated Saturation and Efficiency Projections

Impact on Residential Usage TrendsImpact on Residential Usage Trends

Overview of the Commercial Electric SAE Model Parameters

Updated End‐Use Intensity Trends

Implications for Commercial Sales

Alternative SAE Model Specification

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Alternative SAE Model Specification

Residential SAE Update 2010

Changes from 2009

Slightly higher equipment efficiency projections in most end‐uses

Higher building shell efficiency projections

Little to no change in saturation projections in most end‐uses

EIA higher overall efficiency projections reflect expected i f F d l ffi i di d ARRA di

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impact of Federal efficiency spending and ARRA tax credits

Residential Appliance Efficiency Trends

EIA provides efficiency projections for space heating, water heating and cooling equipment expressed in terms of energy 

t t it f i toutput per unit of energy input

For other equipment/appliances unit energy consumptionFor other equipment/appliances, unit energy consumption (UEC) is used as a proxy for efficiency 

Calculated as:  Type

St kEnergyUse

UEC =TypeStock

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Reflects regional differences in appliance stock age distribution and long‐term price impacts

Efficiency Trends

For most end‐uses, little change from 2009Effi i j i i h h d li h l hi h

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Efficiency projections are either unchanged or slightly higher

Exceptions: water heating, televisions, and miscellaneous

Water Heating Efficiency

Lower average water heating efficiency projection is partlyLower average water heating efficiency projection is partly due to lower projected electricity prices

Cheaper electricity reduces the rate of adoption of more 

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efficient equipment, such as heat pump water heaters

TV and Miscellaneous UEC

Initial higher TV usage growth reflects stronger penetration of large TVs.penetration of large TVs. This flattens out in the later years with stronger efficiency projections

Changes in Miscellaneous UEC reflects further calibration to RECS 2005 Miscellaneous use increases slightly faster than in 2009

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than in 2009

Structural Index

The structural index is a key component in the calculation of heating and cooling indices that allows us to capture effects of changes in square footage and building envelope efficiency gains

⎞⎜⎛ TypeSat

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

××= ∑Type

Type

Typey

y

Type

Typeyy

EffSat

EffSat

WeightIndexStructuralHeatIndex

05

05

0505 aSurfaceArencyIndexellEfficieBuildingShaSurfaceArencyIndexellEfficieBuildingSh

IndexStructural yyy ×

×=

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Building Shell Efficiency Projections

EIA projects stronger efficiency gains as a result of more 

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p j g y gstringent building codes and regulations and increases in the ARRA efficiency tax credit caps

Saturation Trends

End‐use stock saturation is calculated by dividing i t t k b th b f h h ldequipment stock by the number of households:

tockEquipmentSuseholdsNumberOfHotockEquipmentS

Saturation TypeType =

Resulting saturations trends are combined with efficiency/UEC and structural projections to create end‐use indicesend use indices

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Saturation Trends

For most equipment types there is little to no change from

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For most equipment types, there is little to no change from 2009 projections

Heat Pumps and Water Heaters

Heat pump market share is somewhat lower as groundlower as ground‐source heat pumps gain market share

Lower saturation j i flprojections reflect 

lower cost of natural gas relative to electricity – gas space 

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y g pand water heating gain share

Ground‐Source Heat Pumps

In 2010, ground‐source heat pumps have been added to the residential electric spreadsheets

EIA expects higher rate of penetration of this technology

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EIA expects higher rate of penetration of this technology throughout the country compared with last year

Furnace Fans

In 2010 furnace fans were separated out of the electric heat endthe electric heat end‐use

Increasing furnace f UECfan UEC projections reflect increasing home size

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size

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Furnace Fans

Furnace fan loads are allocated to months based on normal 

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heating degree days

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End‐Use Indices

Saturation, efficiency and structural projections are used to build end‐use indicesused to build end‐use indices

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛Type

Typey

EffSat

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⎠⎜⎝××= ∑

Type

Type

yType

Typeyy

EffSat

EffWeightIndexStructuralxEndUseInde

05

05

End use indices calculated for heating, cooling, and base usebase use

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Heating & Cooling Indices

Stronger building shell efficiency, combined with lower electric heatlower electric heat saturation results in lower electric heating usage 

Lower cooling usage is largely due to slightly stronger building shell gains and adoption of more efficient cooling systems

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systems

Base Use Index

Sharp decline in base use in 2013 reflects new lighting standards

Little base‐use energy growth through 2020 

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Residential Average Use Forecast

Average use is relatively flat through 2020 – consistent with AEO projections of residential energy consumption

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p j gy pSlightly lower electricity price projections mitigate some of the impact of stronger efficiency projections

Residential UEC Forecasts 2008‐2010

Long‐term UEC projections have trended down over the last three years

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y

Forecast reflects further expectations of end‐use and thermal shell efficiency gains

Commercial 2010 Update

Changes from 2009

Increased projected efficiency, largely through incorporation of new standards and revised modeling assumptions

This translates into lower energy intensity (use per square foot) projections

An alternative commercial sales model based on energy intensity and floor space forecasts has been included in the MetrixND commercial project file

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Efficiency ‐ Heating

BTU output / BTU input

Stronger efficiency projections are the common theme throughout all end‐uses

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Heating projection reflect new standards incorporated for commercial boilers

Efficiency ‐ Refrigeration

Cubic feet per minute / BTU input

New standards were also adopted for commercial refrigeration equipment, including refrigerators and walk‐in 

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freezers

Efficiency ‐ Lighting

Lumens / Watt

Stronger lighting efficiency projection as a result of new fluorescent and reflector lamp standards

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Efficiency –NEMS Modeling Assumptions

In addition to incorporating recent efficiency standards, the following model assumptions implemented in 2010 alsofollowing model assumptions implemented in 2010 also impact efficiency projections:

Building retirement parameters were updated leading to a greater share of “new” floor space that has more efficient equipmentequipment

Hurdle rate distribution were also updated leading to more p gpurchases of efficient equipment

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Energy Intensity ‐ Heating

kWh per square foot

2010 energy intensity projections reflect, for the most part, stronger efficiency projections

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Energy Intensity ‐ Refrigeration

kWh per square foot

Lower energy intensity projections across all the primary commercial end‐uses

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commercial end uses

Energy Intensity ‐ Lighting

kWh per square foot

Though lower usage projections, lighting still accounts for the largest share of commercial energy usage

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largest share of commercial energy usage

Energy Intensity – Office/PC

kWh per square foot

The dramatic drop in growth rate in the Office‐PC energy intensity comes largely as a result of revised assumptions of 

i f LCD i

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penetration of LCD monitors

Energy Intensity – Miscellaneous

kWh per square foot

Other (non‐PC) office equipment and miscellaneous energy intensity projections are largely unchanged from 2009

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Energy Intensity 2008‐2010

kWh per square foot

Average commercial energy intensity projections declined every year since 2008 largely due to worsening economic conditions and stronger efficiency assumptions

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g y p

0.2% average annual growth in energy intensity

Square Footage

Little change in square footage projections between 2009 and 2010 forecast

1 2% l i i i l f

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1.2% average annual increase in commercial square footage

Sales Forecast

Combining intensity and square footage forecast results in 1.4% commercial sales growth

This compares with 1 6% sales growth in the 2009 forecast

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This compares with 1.6% sales growth in the 2009 forecast

Commercial Models

In 2010, two new tabs were added to the commercial SAE spreadsheets:

Intensity tab ‐ Contains end‐use intensities

FloorSpace tab – Contains total regional floor space in square feet

Intensity and square footage projections are combined and used in an additional template model in the commercial MetrixND project file

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Alternative Model Specification

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Alternative Model Specification

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Questions?

Press *6 to ask a question or type in bottom, right corner.

REMAINING 2010 WORKSHOP SCHEDULE AND REGISTRATIONAustralian Energy Forecasting Workshop – Melbourne, Australia – October 19‐20F d l f Sh T d H l F i S Di CA O b 27 29Fundamentals of Short‐Term and Hourly Forecasting – San Diego, CA – October 27‐29

OTHER  FORECASTING MEETINGS3rd Annual Australian Forecasting User Group Meeting – Melbourne, Australia – October 18g p g ,2010 Itron Users’ Conference – Orlando, FL – October 17‐19

For more information and registration:  www.itron.com/forecastingworkshopswww.itron.com/forecastingworkshops

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