Bitte benutzen Sie diese Referenz, um auf diese Ressource zu verweisen: doi:10.22028/D291-23423
Titel: Die Marktfähigkeit von fluktuierenden erneuerbaren Energien im liberalisierten Stromsektor
Sonstige Titel: The marketability of variable renewable energy in liberalized electricity markets
Verfasser: Zipp, Alexander
Sprache: Deutsch
Erscheinungsjahr: 2015
SWD-Schlagwörter: Elektrizitätsmarkt
Refinanzierung
Erneuerbare Energien
Freie Schlagwörter: Marktfähigkeit
Merit-Order-Effekt
renewable energy
marketability
merit-order-effect
DDC-Sachgruppe: 330 Wirtschaft
Dokumentart : Dissertation
Kurzfassung: Die Arbeit untersucht, inwieweit die Preiseffekte von erneuerbaren Energien mit sehr geringen Grenzkosten auf dem liberalisierten Stromgroßhandel einen Einfluss auf das Erreichen derer Marktfähigkeit haben. Zu den untersuchten Technologien zählen Photovoltaik- und Windanlagen, die im Allgemeinen als fluktuierende erneuerbare Energien bezeichnet werden. Um diese Forschungsfrage zu beantworten, wird die Ökonomie des liberalisierten Stromsektors in der Arbeit umfassend theoretisch besprochen und der Einfluss fluktuierender erneuerbarer Energien auf den Strommärkten empirisch untersucht. Die Arbeit gliedert sich in sechs Kapitel. Nach der Einleitung werden zunächst die im Stromsektor gehandelten Güter und deren ökonomischen Eigenschaften definiert, die aufgrund physikalischer Gesetzmäßigkeiten allgemein gültig sind. Darauf aufbauend werden im dritten Kapitel die vergangenen und gegenwärtigen Organisationsformen des liberalisierten Stromgroßhandels sowie die Modelle der Preisbildung beschrieben. Um eine Aussage über den Einfluss erneuerbarer Stromerzeugung im Stromsektor treffen zu können, werden zudem die wesentlichen Instrumente zur Förderung regenerativer Anlagen analysiert und bewertet. Im folgenden Kapitel werden die möglichen technischen und ökonomischen Konflikte besprochen, die in einem Stromsystem mit einem hohen Anteil an fluktuierenden erneuerbarer Energien auftreten können. Anschließend werden Daten des Stromsektors in Deutschland und Österreich genutzt, um die theoretischen Preiseffekte empirisch zu überprüfen. Im fünften Kapitel werden aus den Ergebnissen der empirischen Analyse und relevanter Literatur die Perspektiven für die Erreichung der Marktfähigkeit fluktuierender Stromerzeugungsanlagen und Vorschläge zur Anpassung des Stromsektordesigns abgeleitet. Die Arbeit schließt mit einem Fazit und einem Ausblick. In einem Anhang sind die Ergebnisse verschiedener Robustheitstests sowie deskriptive Statistiken verwendeter Daten aufgeführt. Die empirische Analyse der Arbeit baut methodisch auf einem multiplen linearen Regressionsmodell auf. Für die statistische Schätzung des Modells werden die verfügbaren Daten der europäischen Strombörse ‚European Power Exchange‘ für den deutsch-österreichischen Stromsektors als Basis gewählt, da sich dieser durch einen bereits hohen Anteil an Wind- und Photovoltaikerzeugung sowie langfristige Ziele zum Ausbau fluktuierender Anlagen und eine hohe Marktdatentransparenz auszeichnet. Die Ergebnisse zeigen, dass die Einspeisung aus Wind- und Photovoltaikanlagen innerhalb des Untersuchungszeitraums von Juli 2010 bis einschließlich Dezember 2013 eine signifikante, preissenkende Wirkung hatte, die als ‚Merit-Order-Effekt‘ bezeichnet wird. Der spezifische Merit-Order-Effekt nahm laut den Schätzergebnissen während des Untersuchungszeitraums im Durchschnitt zu. Ein Vergleich der Ergebnisse zur Höhe des Merit-Order-Effekts mit komparablen Studien zeigt, dass diese in einer ähnlichen Größenordnung liegen. Die empirisch beobachtete Degression der Investitionskosten von Wind- und Photovoltaikanlagen sowie prognostizierte Trends weisen darauf hin, dass das Erreichen der Marktfähigkeit von fluktuierenden erneuerbaren Energien aufgrund des Merit-Order-Effekts gefährdet ist. In der Arbeit werden, auf der Grundlage der Ergebnisse der empirischen Untersuchung sowie Ergebnisse relevanter Literatur, Maßnahmen vorgeschlagen, die die Marktfähigkeit fluktuierender Technologien verbessern. Hierzu zählen auf der marktlichen Ebene eine Anpassung der Handelsfristen und –zeiträume sowie das Zulassen von Wettbewerb zwischen den Handelsplätzen, der eine verbesserte Marktintegration bewirkt. Auf regulatorischer Ebene werden verschiedene Maßnahmen abgeleitet, die als wirkungsvoll hinsichtlich der Verbesserung der Marktfähigkeit von fluktuierenden Energien eingestuft werden. Hierzu zählen eine Reformierung der eingesetzten Emissionshandelssysteme, der Abbau von Subventionen für die fossile Stromerzeugung sowie der ordnungspolitische Eingriff zum Einsatz von erneuerbaren Energien entgegenstehenden Technologien. Darüber hinaus sind die Aufrechterhaltung des Flexibilisierungsdrucks für konventionelle Kraftwerke, die Flexibilisierung der Refinanzierungsinstrumente für brennstoffbasierte erneuerbare Anlagen sowie die bedachte Marktintegration von fluktuierenden erneuerbaren Energien wirkungsvolle Maßnahmen. Eine Anpassung der Regelleistungsmärkte ermöglicht eine Teilnahme der fluktuierenden Anlagen und somit zusätzliche Erlöse. Ebenso generiert eine, von regulatorischer Seite her ermöglichte, Vermarktung der Grünstromeigenschaft Markterlöse für regenerative Stromerzeuger. Als weitere Maßnahmen werden die Erhöhung der kurzfristigen Preiselastizität der Stromnachfrage sowie der Ausbau der Grenzkuppelstellen zu benachbarten Stromsektoren aufgeführt, die beide eine Reduzierung des Merit-Order-Effekts zur Folge haben.
This thesis analyses the impact of renewable energies with very low marginal costs on the wholesale electricity prices as well as on their marketability in a liberalized electricity sector. The analyses include photovoltaic and wind power systems that are known as variable renewable energies. A theoretical discussion of the economics of the electricity sector and an empirical analysis of the influence of variable renewable energies on the wholesale market are used to answer the research question. The thesis is divided into six chapters. Following the introductory chapter, the trade goods and their economics are defined in chapter two. Some of the explained attributes are generally valid due to physical laws. The past and current organization structures of the wholesale electricity markets and the models of price setting are described in chapter three. As a next step, the most important promotion schemes for renewable energies are analyzed in order to constitute their influence in the electricity sector. In chapter four, the technical and economic conflicts in an electricity system with a high share of variable renewables are discussed. Market and production forecast data of the German and Austrian electricity sector are used for an empirical analysis of the price effects of variable power generation. Chapter five shows the analysis of the perspective of variable renewables for achieving the marketability based on the empirical results. This chapter also gives recommendations for a further development of the electricity sector design. The thesis concludes with the lessons learned as well as a prospect for future research. The results of robustness checks and descriptive statistics can be found in the appendix. The empirical analysis is based on a multiple linear regression model. Electricity market data from the European Power Exchange for Germany and Austria are used for estimating the model. The German-Austrian electricity sector already has a high share of variable renewable energies. According to political long term targets, the renewable share will rise drastically. The statistical estimation results show that the production of wind and photovoltaic power systems has a significant price reducing effect in the sample period from July 2010 to December 2013. This price reducing effect is known as the ‘merit-order-effect’. In average, the specific merit-order-effect increased during the period of investigation as seen in the empirical results. A comparison of the thesis results with comparable studies shows that the effects are in a similar range. The historical cost reductions of wind and photovoltaic power and the projected future trends indicate that the achievement of the marketability of variable renewable energies is threatened by the merit-order-effect. The thesis gives recommendations for improving the marketability of variable renewable energies based on the results of the empirical analysis and a literature survey. From a market perspective, these include an adequate change of the trading times and units as well as the competition between different wholesale markets. From a regulatory perspective, these include a structural reform of the applied emission trading schemes, the cutback of subsidies for fossil electricity generation and the stronger regulation of technologies that are opposed to renewable energy technologies. Furthermore, keeping up the pressure for a flexible conventional power production, the increased market price orientation of remuneration schemes for fuel based renewable power stations and a considered stepwise market integration for variable renewables are effective methods for improving the variable renewable’s marketability. Additional revenues for variable renewables are possible through their participation on the balancing markets and through a commercialization of their ‘green power character’. Both actions need regulatory changes of the current electricity sector design. Further effective measures are the increase of the short term price elasticity of electricity demand and the extension of the transnational interconnection capacity for reducing the merit-order-effect and for improving the marketability of variable renewables.
Link zu diesem Datensatz: urn:nbn:de:bsz:291-scidok-65912
hdl:20.500.11880/23479
http://dx.doi.org/10.22028/D291-23423
Erstgutachter: Kaul, Ashok
Tag der mündlichen Prüfung: 15-Jul-2016
SciDok-Publikation: 29-Jul-2016
Fakultät: Fakultät 1 - Rechts-und Wirtschaftswissenschaft
Fachrichtung: HW - Wirtschaftswissenschaft
Ehemalige Fachrichtung: bis SS 2016: Fachrichtung 1.2 - Volkswirtschaftslehre und Statistik
Fakultät / Institution:HW - Fakultät für Empirische Humanwissenschaften und Wirtschaftswissenschaft

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