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Was muss das zukünftige
Marktdesign liefern?



Jahrestagung 2012
Energiewende – Gut vernetzt? Wie die Transformation des
Energiesystems gelingen kann




Hauke Hermann
Berlin, 13. September 2012
Ziele


Wesentliche Ziele:
• Dekarbonisierung des Kraftwerksparks
• Versorgungssicherheit
• Begrenzung der Kosten für die Verbraucher
   (statt fiktiver Effizienz)
Themen (1)


•   Kurzfristige Optimierung des Kraftwerkseinsatzes
     Strombörse mit europäischem Market-coupling
     Herausforderungen
     Lösungsansätze

•   Langfristige Flankierung von Investitionen und Sicherstellung
    Versorgungssicherheit
     Herausforderung
     Fokussierter Kapazitätsmarkt

•   Erneuerbare Energien
     Erste Ideen
Themen (1)


•   Kurzfristige Optimierung des Kraftwerkseinsatzes
     Strombörse mit europäischem market-coupling
     Herausforderungen:
       • Das Nord-Süd Problem
       • Verknüpfung mit Regelenergiemarkt beachten
           kürze Ausschreibungsfristen
           Netzregelverbund ausweiten
Europäische Einbettung:
Strompreise Winter 2008/09 im Tagesverlauf



             100
                       Frankreich
              90
                       Deutschland
              80
                       Norwegen
              70


              60
Euro / MWh




              50


              40


              30


              20


              10


               0
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Europäische Einbettung:
Strompreise Winter 2011/12 im Tagesverlauf


             80
             100
                        Frankreich
                        Frankreich
              90
             70
                        Deutschland
                        Deutschland
              80
             60         Norwegen
                        Norwegen
              70

             50
              60
       MWh
Euro / MWh




             40
              50


              40
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              30
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              20

             10
              10


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                   1    2   3   4     5   6   7    8    9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Importe & Exporte im Winter 2012

     7,0                                                                                     320
                                                                                                          Niederlande
     6,0                                                                                     300
     5,0                                                                                     280          Schweiz
     4,0                                                                                     260
                                                                                                          Tschechien
     3,0                                                                                     240
     2,0                                                                                     220          Dänemark
     1,0                                                                                     200
                                                                                                          Österreich
GW




     0,0                                                                                     180
     -1,0                                                                                    160          Schweden
     -2,0                                                                                    140
                                                                                                          Polen
     -3,0                                                                                    120
     -4,0                                                                                    100          Frankreich
     -5,0                                                                                    80
                                                                                                          Saldo Süd
     -6,0                                                                                    60




                                                                                                  €/MWh
     -7,0                                                                                    40           Saldo Nord
     -8,0                                                                                    20
                                                                                                          Day Ahead
     -9,0                                                                                    0
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                                                                       EEX, ENTSOE, eigene Berechnungen
Importe & Exporte 08.02.2012
            (höchster Strompreis Winter 2012)

     7,0                                                                                      1.000
                                                                                              950           Tschechien
     6,0
                                                                                              900
     5,0                                                                                                    Schweden
                                                                                              850
     4,0                                                                                      800
                                                                                                            Niederlande
     3,0                                                                                      750
     2,0                                                                                      700
                                                                                                            Österreich
                                                                                              650
     1,0
                                                                                              600           Dänemark
GW




     0,0                                                                                      550
     -1,0                                                                                     500           Schweiz
     -2,0                                                                                     450
                                                                                              400           Polen
     -3,0
                                                                                              350
     -4,0                                                                                     300           Frankreich
     -5,0                                                                                     250
                                                                                              200           Saldo Süd
     -6,0




                                                                                                    €/MWh
                                                                                              150
     -7,0                                                                                                   Saldo Nord
                                                                                              100
     -8,0                                                                                     50
                                                                                                            Day Ahead
     -9,0                                                                                     0
             1   2   3   4   5   6   7   8   9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24


                                                                            EEX, ENTSOE, eigene Berechnungen
Kurzfristige Optimierung
Die Strombörse


•   Optimierter Einsatz von EE, konventionellen Kraftwerken,
    flexibler Last, Importen, Exporten, Tagesspeichern und
    Langfristspeichern
      Bisher ist die Strombörse auf dem räumlichen Auge blind!
      Regionale Preissignale für optimierten Dispatch von Erzeugung
        und Außenhandel?
         Mehr Erzeugung in & weniger Exporte aus Süddeutschland,
      Netznutzungsentgelte für Erzeuger differenzieren?
         Weniger Erzeugung in Norddeutschland
      Day-Ahead Kapazitäten der Grenzkuppelstellen im Süden
        reduzieren?
         Vermeidung Nord-Süd-Engpässe
•   Memo: Fraglich, ob das Ausland zur Kapazitätssicherung in
    Süddeutschland beitragen wird?
Themen (2)


•   Kurzfristige Optimierung des Kraftwerkseinsatzes
     Strombörse mit europäischem Market-coupling
     Herausforderungen
     Lösungsansätze

•   Langfristige Flankierung von Investitionen und Sicherstellung
    Versorgungssicherheit
     Herausforderung
     Fokussierter Kapazitätsmarkt

•   Erneuerbare Energien
     Erste Ideen
Kapazitätssicherung in Deutschland
Eine mehrdimensionale Herausforderung


•   Die sich in einem bestimmten historischen Kontext (in
    Kontinentaleuropa) herausgebildeten Energy only-Märkte
    können fundamental nicht zu längerfristig nachhaltigen
    Preisniveaus führen
•   Für einen Teil des für Versorgungssicherheit notwendigen
    Kapazitätsbestandes gibt es im Energy only-Markt keine
    marktendogene Nachfrage – und damit auch kein Angebot
•   Die Kosten für konventionelle Kraftwerke sind in den letzten
    Jahren – aus unterschiedlichen Gründen – massiv gestiegen
•   Die energie- und klimapolitisch motivierte (notwendige)
    Flankierung erneuerbarer Energien verschärft diese Situation
•   Das Emissionshandelssystem der Europäischen Union führt –
    bei niedrigen CO2-Preisniveaus – nicht zu den erwarteten
    zusätzlichen Deckungsbeiträgen
Exkurs Investitionskosten
Standard-Projektionen


             2.500
                                                               BMWi Energieprojektionen
                                                               Braunkohle-Kraftwerk


             2.000                                             BMWi Energieprojektionen
                                                               Steinkohle-Kraftwerk


                                                               EIA AEO
                                                               Kohle-Kraftwerk
             1.500
€(2010)/kW




                                                               BMWi Energieprojektionen
                                                               Erdgas GuD-Kraftwerk

             1.000
                                                               EIA AEO
                                                               Erdgas GuD-Kraftwerk


                                                               BMWi Energieprojektionen
              500
                                                               Erdgas Gasturbine


                                                               EIA AEO
                                                               Erdgas Gasturbine
                0
                     2000   2002   2004   2006   2008   2010
Kapazitätssicherung in Deutschland
Die längerfristige Perspektive


•   These: Energy only-Märkte werden die notwendigen
    Einkommensströme nicht erzeugen können
      Sehr hohe Volatilitäten/Spreads wären notwendig!
      Glauben Investoren an die Nachhaltigkeit dieser Signale?
      Sind die Verteilungseffekte (politisch) beherrschbar?
•   Konsequenz: Ohne Einkommensströme für die Bereitstellung
    von Kapazitäten wird das Stromversorgungssystem in Europa
    – marktbasiert – nicht betrieben werden können
      Konventionelle Kraftwerkskapazitäten
      Marktintegration erneuerbarer Energien
      Integration von Stromspeichern
      (Lokalisierungssignale für Erzeugungsinvestitionen)
•   Für jede dieser Herausforderungen sind auch andere
    Lösungsansätze als Kapazitätsmechanismen vorstellbar, nur
    Kapazitätsmechanismen erlauben jedoch integrierte Ansätze
Ziele


• Ziele für einen neuen Ansatz, der gravierende Nachteile vermeidet
    primäre Ziele
        • Flankierung bestehender Kapazitäten (10…15 GW) bis 2020
        • Flankierung neuer Kapazitäten (~5 GW bis 2020, ~20 GW bis 2030)
        • spezifische Adressierung der Nachfrageseite
    sekundäre Ziele
        • Begrenzung der Kosten für die Verbraucher (statt fiktiver Effizienz)
        • Beitrag zum effizienten Umbau des Stromsystems
        • Lernfähigkeit, auch mit Blick auf die langfristige REG-Integration
        • Fehlertoleranz, Anpassungs- und Entwicklungsfähigkeit
Ein neuer Vorschlag
Der fokussierte Kapazitätsmarkt (1)

• Wettbewerbliches Kapazitätsmarktmodell für zwei Teilmärkte
  (separate zentrale Auktionen)
    Teilmarkt für stilllegungsgefährdete konventionelle Kraftwerke
      • pragmatische Abgrenzung ist robust möglich
      • technische Qualifikationsanforderungen ggf. in späterer Phase
      • keine Teilnahmebeschränkung bzgl. des Energy only-Marktes
      • Zulassung von Geboten des Nachfragemanagements
      • erste Kapazitätszahlungen in 2015/2016 möglich
    Teilmarkt für konventionelle Neubaukraftwerke
      • längerfristige Kapazitätszahlungen als für das Bestandssegment
      • keine Teilnahmebeschränkung bzgl. des Energy only-Marktes
      • technische Qualifikationsanforderungen
      • lokale Fokussierung (ggf. als Teil des Portfolios) möglich
      • erste Kapazitätszahlungen (nach Produktionsaufnahme) in
        2019/2020 möglich
• Weitere Spezifikationen im Oktober
Ein neuer Vorschlag
Der fokussierte Kapazitätsmarkt (2)

• Bewertungsaspekte für das Modell des fokussierten
  Kapazitätsmarktes
    effektiv, da die kritischen Bereiche umfassend und mit klaren Produkten
     adressiert werden
    vergleichsweise einfach einzuführen
    wahrscheinlich (etwas) weniger effizient als der umfassende
     Kapazitätsmarkt
    Netto-Kostenbelastung für die Stromverbraucher mit sehr hoher
     Wahrscheinlichkeit unter denen aller anderer Modelle
    Fehlertoleranz, Anpassungsfähigkeit und Weiterentwicklungsfähigkeit
     über die Zeit umfassend gegeben
Themen (3)


•   Kurzfristige Optimierung des Kraftwerkseinsatzes
     Strombörse mit europäischem Market-coupling
     Herausforderungen
     Lösungsansätze

•   Langfristige Flankierung von Investitionen und Sicherstellung
    Versorgungssicherheit
     Herausforderung
     Fokussierter Kapazitätsmarkt

•   Erneuerbare Energien
     Erste Ideen
… und die erneuerbaren Energien?
Ansatzpunkte für die Diskussion


•   Das bisherige Fördersystem für erneuerbare Energien ist nur
    begrenzt für den Ausbaupfad jenseits der Nische geeignet
•   In den Strommarkt nach heutigem Design (Energy only-Markt)
    sind die meisten erneuerbaren Energien (Wind, Sonne etc.)
    letztlich nicht integrierbar
•   Die Weiterentwicklung der Förderung erneuerbarer Energien
    muss sich – ggf. in mehreren Etappen – in Richtung strukturell
    ähnlicher Zahlungsströme (Kapazität und Arbeit) entwickeln,
    wie sie für den konventionellen Markt unabdingbar werden,
    wenn Marktkonvergenz und –integration angestrebt werden
•   Es geht um Preissignale für a) Investition und Betrieb und
    b) für beides mit Blick auf Kapazität und elektrische Arbeit
•   Bei alledem ist aber zu berücksichtigen: Auch Technologie-
    differenzierung bzw. –clusterung hat einen hohen Wert
    (Infrastruktur, Speicherbedarf etc.)!
Besten Dank!


Hauke Hermann
Öko-Institut
Energy & Climate Division
Berlin Branch
Schicklerstrasse 5-7
D-10179 Berlin, Germany
h.hermann@oeko.de
www.oeko.de

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Was muss das zukünftige Marktdesign liefern?

  • 1. Was muss das zukünftige Marktdesign liefern? Jahrestagung 2012 Energiewende – Gut vernetzt? Wie die Transformation des Energiesystems gelingen kann Hauke Hermann Berlin, 13. September 2012
  • 2. Ziele Wesentliche Ziele: • Dekarbonisierung des Kraftwerksparks • Versorgungssicherheit • Begrenzung der Kosten für die Verbraucher (statt fiktiver Effizienz)
  • 3. Themen (1) • Kurzfristige Optimierung des Kraftwerkseinsatzes  Strombörse mit europäischem Market-coupling  Herausforderungen  Lösungsansätze • Langfristige Flankierung von Investitionen und Sicherstellung Versorgungssicherheit  Herausforderung  Fokussierter Kapazitätsmarkt • Erneuerbare Energien  Erste Ideen
  • 4. Themen (1) • Kurzfristige Optimierung des Kraftwerkseinsatzes  Strombörse mit europäischem market-coupling  Herausforderungen: • Das Nord-Süd Problem • Verknüpfung mit Regelenergiemarkt beachten kürze Ausschreibungsfristen Netzregelverbund ausweiten
  • 5. Europäische Einbettung: Strompreise Winter 2008/09 im Tagesverlauf 100 Frankreich 90 Deutschland 80 Norwegen 70 60 Euro / MWh 50 40 30 20 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
  • 6. Europäische Einbettung: Strompreise Winter 2011/12 im Tagesverlauf 80 100 Frankreich Frankreich 90 70 Deutschland Deutschland 80 60 Norwegen Norwegen 70 50 60 MWh Euro / MWh 40 50 40 30 30 20 20 10 10 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
  • 7. Importe & Exporte im Winter 2012 7,0 320 Niederlande 6,0 300 5,0 280 Schweiz 4,0 260 Tschechien 3,0 240 2,0 220 Dänemark 1,0 200 Österreich GW 0,0 180 -1,0 160 Schweden -2,0 140 Polen -3,0 120 -4,0 100 Frankreich -5,0 80 Saldo Süd -6,0 60 €/MWh -7,0 40 Saldo Nord -8,0 20 Day Ahead -9,0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 EEX, ENTSOE, eigene Berechnungen
  • 8. Importe & Exporte 08.02.2012 (höchster Strompreis Winter 2012) 7,0 1.000 950 Tschechien 6,0 900 5,0 Schweden 850 4,0 800 Niederlande 3,0 750 2,0 700 Österreich 650 1,0 600 Dänemark GW 0,0 550 -1,0 500 Schweiz -2,0 450 400 Polen -3,0 350 -4,0 300 Frankreich -5,0 250 200 Saldo Süd -6,0 €/MWh 150 -7,0 Saldo Nord 100 -8,0 50 Day Ahead -9,0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 EEX, ENTSOE, eigene Berechnungen
  • 9. Kurzfristige Optimierung Die Strombörse • Optimierter Einsatz von EE, konventionellen Kraftwerken, flexibler Last, Importen, Exporten, Tagesspeichern und Langfristspeichern  Bisher ist die Strombörse auf dem räumlichen Auge blind!  Regionale Preissignale für optimierten Dispatch von Erzeugung und Außenhandel?  Mehr Erzeugung in & weniger Exporte aus Süddeutschland,  Netznutzungsentgelte für Erzeuger differenzieren?  Weniger Erzeugung in Norddeutschland  Day-Ahead Kapazitäten der Grenzkuppelstellen im Süden reduzieren?  Vermeidung Nord-Süd-Engpässe • Memo: Fraglich, ob das Ausland zur Kapazitätssicherung in Süddeutschland beitragen wird?
  • 10. Themen (2) • Kurzfristige Optimierung des Kraftwerkseinsatzes  Strombörse mit europäischem Market-coupling  Herausforderungen  Lösungsansätze • Langfristige Flankierung von Investitionen und Sicherstellung Versorgungssicherheit  Herausforderung  Fokussierter Kapazitätsmarkt • Erneuerbare Energien  Erste Ideen
  • 11. Kapazitätssicherung in Deutschland Eine mehrdimensionale Herausforderung • Die sich in einem bestimmten historischen Kontext (in Kontinentaleuropa) herausgebildeten Energy only-Märkte können fundamental nicht zu längerfristig nachhaltigen Preisniveaus führen • Für einen Teil des für Versorgungssicherheit notwendigen Kapazitätsbestandes gibt es im Energy only-Markt keine marktendogene Nachfrage – und damit auch kein Angebot • Die Kosten für konventionelle Kraftwerke sind in den letzten Jahren – aus unterschiedlichen Gründen – massiv gestiegen • Die energie- und klimapolitisch motivierte (notwendige) Flankierung erneuerbarer Energien verschärft diese Situation • Das Emissionshandelssystem der Europäischen Union führt – bei niedrigen CO2-Preisniveaus – nicht zu den erwarteten zusätzlichen Deckungsbeiträgen
  • 12. Exkurs Investitionskosten Standard-Projektionen 2.500 BMWi Energieprojektionen Braunkohle-Kraftwerk 2.000 BMWi Energieprojektionen Steinkohle-Kraftwerk EIA AEO Kohle-Kraftwerk 1.500 €(2010)/kW BMWi Energieprojektionen Erdgas GuD-Kraftwerk 1.000 EIA AEO Erdgas GuD-Kraftwerk BMWi Energieprojektionen 500 Erdgas Gasturbine EIA AEO Erdgas Gasturbine 0 2000 2002 2004 2006 2008 2010
  • 13. Kapazitätssicherung in Deutschland Die längerfristige Perspektive • These: Energy only-Märkte werden die notwendigen Einkommensströme nicht erzeugen können  Sehr hohe Volatilitäten/Spreads wären notwendig!  Glauben Investoren an die Nachhaltigkeit dieser Signale?  Sind die Verteilungseffekte (politisch) beherrschbar? • Konsequenz: Ohne Einkommensströme für die Bereitstellung von Kapazitäten wird das Stromversorgungssystem in Europa – marktbasiert – nicht betrieben werden können  Konventionelle Kraftwerkskapazitäten  Marktintegration erneuerbarer Energien  Integration von Stromspeichern  (Lokalisierungssignale für Erzeugungsinvestitionen) • Für jede dieser Herausforderungen sind auch andere Lösungsansätze als Kapazitätsmechanismen vorstellbar, nur Kapazitätsmechanismen erlauben jedoch integrierte Ansätze
  • 14. Ziele • Ziele für einen neuen Ansatz, der gravierende Nachteile vermeidet  primäre Ziele • Flankierung bestehender Kapazitäten (10…15 GW) bis 2020 • Flankierung neuer Kapazitäten (~5 GW bis 2020, ~20 GW bis 2030) • spezifische Adressierung der Nachfrageseite  sekundäre Ziele • Begrenzung der Kosten für die Verbraucher (statt fiktiver Effizienz) • Beitrag zum effizienten Umbau des Stromsystems • Lernfähigkeit, auch mit Blick auf die langfristige REG-Integration • Fehlertoleranz, Anpassungs- und Entwicklungsfähigkeit
  • 15. Ein neuer Vorschlag Der fokussierte Kapazitätsmarkt (1) • Wettbewerbliches Kapazitätsmarktmodell für zwei Teilmärkte (separate zentrale Auktionen)  Teilmarkt für stilllegungsgefährdete konventionelle Kraftwerke • pragmatische Abgrenzung ist robust möglich • technische Qualifikationsanforderungen ggf. in späterer Phase • keine Teilnahmebeschränkung bzgl. des Energy only-Marktes • Zulassung von Geboten des Nachfragemanagements • erste Kapazitätszahlungen in 2015/2016 möglich  Teilmarkt für konventionelle Neubaukraftwerke • längerfristige Kapazitätszahlungen als für das Bestandssegment • keine Teilnahmebeschränkung bzgl. des Energy only-Marktes • technische Qualifikationsanforderungen • lokale Fokussierung (ggf. als Teil des Portfolios) möglich • erste Kapazitätszahlungen (nach Produktionsaufnahme) in 2019/2020 möglich • Weitere Spezifikationen im Oktober
  • 16. Ein neuer Vorschlag Der fokussierte Kapazitätsmarkt (2) • Bewertungsaspekte für das Modell des fokussierten Kapazitätsmarktes  effektiv, da die kritischen Bereiche umfassend und mit klaren Produkten adressiert werden  vergleichsweise einfach einzuführen  wahrscheinlich (etwas) weniger effizient als der umfassende Kapazitätsmarkt  Netto-Kostenbelastung für die Stromverbraucher mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit unter denen aller anderer Modelle  Fehlertoleranz, Anpassungsfähigkeit und Weiterentwicklungsfähigkeit über die Zeit umfassend gegeben
  • 17. Themen (3) • Kurzfristige Optimierung des Kraftwerkseinsatzes  Strombörse mit europäischem Market-coupling  Herausforderungen  Lösungsansätze • Langfristige Flankierung von Investitionen und Sicherstellung Versorgungssicherheit  Herausforderung  Fokussierter Kapazitätsmarkt • Erneuerbare Energien  Erste Ideen
  • 18. … und die erneuerbaren Energien? Ansatzpunkte für die Diskussion • Das bisherige Fördersystem für erneuerbare Energien ist nur begrenzt für den Ausbaupfad jenseits der Nische geeignet • In den Strommarkt nach heutigem Design (Energy only-Markt) sind die meisten erneuerbaren Energien (Wind, Sonne etc.) letztlich nicht integrierbar • Die Weiterentwicklung der Förderung erneuerbarer Energien muss sich – ggf. in mehreren Etappen – in Richtung strukturell ähnlicher Zahlungsströme (Kapazität und Arbeit) entwickeln, wie sie für den konventionellen Markt unabdingbar werden, wenn Marktkonvergenz und –integration angestrebt werden • Es geht um Preissignale für a) Investition und Betrieb und b) für beides mit Blick auf Kapazität und elektrische Arbeit • Bei alledem ist aber zu berücksichtigen: Auch Technologie- differenzierung bzw. –clusterung hat einen hohen Wert (Infrastruktur, Speicherbedarf etc.)!
  • 19. Besten Dank! Hauke Hermann Öko-Institut Energy & Climate Division Berlin Branch Schicklerstrasse 5-7 D-10179 Berlin, Germany h.hermann@oeko.de www.oeko.de