Dr. Oliver Skups:tu-berlin.de/~energiesysteme
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Fernwärme im liberalisierten
Elektrizitätsmarkt
Vortrag im Rahmen der Integrierten Veranstaltung
„Probleme der energiewirtschaftlichen Liberalisierung in der Praxis“
am 23. Januar 2003 an der Technischen Universität Berlin, Fachgebiet Energiesysteme
Dr. Oliver Skups
Theorie der Industrieökonomik
Ausgangssituation(structure)
Verhalten(conduct)
Marktergebnis(performance)
Liberalisierung desElektrizitätsmarktes
(impulse)
externeEinflussfaktoren
RandbedingungenProblemfelder
(influences)
Dr. Oliver Skups
Wirtschaftstheoretische Überlegungen
Leitungsgebundenheit
1.) Vorranggebiete /Anschlusszwang
2.) Anlegbarer Preis
Regulierter Preis
Wettbewerblicher Preis
Preisänderungsklauseln: kostenorientiert
Konkurrenz durch andere Fernwärmeunternehmen: Konkurrenz durch andere Energieträger:
=> hoher Fixkostenanteil
=> Ziel: hohe Anschlussdichte
Eingeschränkt durch Natürliches Monopol
Dr. Oliver Skups
Statistische Analyse der vorwettbewerblichen Marktstruktur
• Untersuchungsgegenstand: das individuelle Fernwärmeunternehmen,
• Aufbau einer Datenbank mit technischen und betriebswirtschaftlichen Parametern (ca. 70),
• Jahre 1995 und 1996,
• Schwerpunkt der Analyse: durchschnittlicher Fernwärmepreis.
Dr. Oliver Skups
Marktabdeckung der Datenbank
Parameter Summe Datenbank
Anzahl Werte
Statist. Bundesamt
Abdeckungsanteil
Wärmeanschlußleist. [MW] 60.314 268 65.312 92%
Wärmeabgabe [Mio. kWh] 99.407 259 108.610 92%
Stromleistung Eigenan. [MW] 84.572 164 99.700 85%
Netzlänge Wärme [km] 15.378 202 19.223 80%
Wärmeleistung Eig.anl. [MW] 41.531 186 58.390 71%
Investitionen ges. [Mio. DM] 19.279 182 27.176 71%
Beschäftigte 217.018 236 327.308 66%
Umsatz Strom [Mio. DM] 85.991 152 133.727 64%
Umsatz Fernwär. [Mio. DM] 6.020 150 9.417 64%
Umsatz gesamt [Mio. DM] 127.660 234 202.384 63%
Investit. Strom [Mio. DM] 5.010 76 14.291 35%
Investit. Fernwär. [Mio. DM] 526 63 3.019 17%
Dr. Oliver Skups
Durchschnittlicher Wärmepreis
Durchschnittl. gew ichteter Wärmepreis: 69,71 DM/MWh
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[D
M/M
Wh
]
Verbund-EVU
regionale EVU
kommunale EVU
sonstige EVU
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Durchschnittliche Strompreise
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5
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30
1 8 15 22 29 36 43 50 57 64 71 78 85 92 99 106
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127
134
Anzahl Unternehmen
du
rch
sch
n. S
tro
mp
reis
[P
f/kW
h]
kommunale EVU (west) kommunale EVU (ost)regionale EVU (west) regionale EVU (ost)Verbund EVU (west) Verbund EVU (ost)sonstige EVU (west)
durchschnittlicher gewichteter Strompreis: 15,4 Pf/kWh
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Ökonometrische Analyse der vorwettbewerblichen Fernwärmepreise
• Erstellung der Datenbank, Datenrecherche• Suchen nach signifikanten und aussagekräftigen linearen
Regressionen• „Educated Guess“ • Systematisches Vorgehen
• Voraussetzungen:• Signifikanz: t-Statistik > 2
(auch, wenn Ausreißer unberücksichtigt bleiben)• Relevanz: Anzahl Unternehmen > 70• Aussagekraft: R2 möglichst hoch
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Strompreis in Abhängigkeit des Tarifkundenanteils
y = 19,781x + 12,57
R2 = 0,622
0
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0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70%
Tarifkundenanteil [%]
du
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nit
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Str
om
pre
is
[Pf/
kWh
]
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Abhängigkeiten des Fernwärmepreises
Einflußfaktor Gemessen an Variable Fernwär-
mepreis
Bestimmt-
heitsmaß R2
Unternehmensgröße Umsatz 5%
Bedeutung des Geschäfts-
feldes Elektrizität
Stromhöchstlast / Umsatz
Wärme- / Stromproduktion
21%
13%
Ökonom. Leistungsfähigkeit Cash Flow / Verbindlichkeiten 15%
Auslastung der Fernwär-
meinfrastruktur
Wärmeabgabe / Leitungslänge
Wärmeanschlußleist. / Wär-
meabgabe
4%
19%
Kosten allgemein Strompreis
Investitionen / Stromproduktion
10%
20%
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Ökonometrische Analyse des Fernwärmepreises
• Große Heterogenität der Unternehmensstrukturen in der Fernwärmewirtschaft.
Die Entwicklung jedes einzelnen Unternehmens wird modelliert (Bottom – Up – Modell).
• Große Bedeutung elektrizitätswirtschaftlicher Variablen.
Die Strommarkt-Liberalisierung hat Auswirkungen auf die Fernwärmeunternehmen.
Hauptergebnisse:
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Preisänderungsklauseln in Fernwärme-Tarifblättern
• Arbeitspreis:größter Einflußfaktor: Brennstoffpreise (v.a. Heizöl EL),geringe Gewichtungsfaktoren: Personal- und Investitionskostenindex.
• Leistungspreis:Personalkosten dominieren,meist ein konstanter Kostenanteil vorhanden,Investitionskostenindex mit geringerem Einfluß.
• Verrechnungspreis:häufig konstanter Preis oder in Leistungspreis integriert.
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Theorie der Industrieökonomik
Ausgangssituation(structure)
Verhalten(conduct)
Marktergebnis(performance)
Liberalisierung desElektrizitätsmarktes
(impulse)
externeEinflußfaktoren
RandbedingungenProblemfelder
(influences)
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Strompreisentwicklung für Industrie- und Haushaltskunden
Quellen: Verband der Industriellen Energie- und Kraftwirtschaft e.V. (VIK), Energy Advice Ltd.
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b 98
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Dez
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Pf/
kW
h]
Industriekunde mit 50 MW Industriekunde mit 10 MWIndustriekunde mit 500 kW HaushaltskundeDow Jones / VIK Strompreisindex
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Theorie der Industrieökonomik
Ausgangssituation(structure)
Verhalten(conduct)
Marktergebnis(performance)
Liberalisierung desElektrizitätsmarktes
(impulse)
externeEinflußfaktoren
RandbedingungenProblemfelder
(influences)
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Strompreisszenario I
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1995 2000 2005 2010 2015 2020
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Wh
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gew ichteter Durchschnitt
Tarifkunden
Sondervertragskunden
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1995 2000 2005 2010 2015 2020
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Wh
]
gew ichteter Durchschnitt
Tarifkunden
Sondervertragskunden
Strompreisszenario II
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Theorie der Industrieökonomik
Ausgangssituation(structure)
Verhalten(conduct)
Marktergebnis(performance)
Liberalisierung desElektrizitätsmarktes
(impulse)
externeEinflußfaktoren
RandbedingungenProblemfelder
(influences)
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Reaktionsmöglichkeiten auf die Erlöseinbußen
1. Unternehmen
• Kostensenkung im Elektrizitätsbereich
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Modellierung der wesentlichen Kostenbestandteile im Elektrizitätsbereich eines Unternehmens
Gesamte Kosten imElektrizitätsbereich
Strombeschaffung Stromversorgung
Bezug Produktion TarifkundenSonderver-tragskunden
AversorgAbeschaff
Abezug,x Aprod,x ATK,x ASVK,x
Nicht von der Kosten-Preis-Differenzabhängiger Kostenbestandteil
Von der Kosten-Preis-Differenzabhängiger Kostenbestandteil
AKp,x1 - AKp,x
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Entwicklung der spezifischen Kosten eines Unternehmens
kt,x: spezifische Kosten des Unternehmens x zum Zeitpunkt t [Pf/kWh],
AKp,x: Anteil der Kosten, der von der Differenz der spezifischen Kosten und dem Marktpreis abhängig ist [1],
fK,t,x: Faktor für Fallunterscheidung bezüglich der Preis-Kosten-Differenz [Pf/kWh],
pel,SVK,t: Strompreis für Sondervertragskunden und Weiterverteiler zum Zeitpunkt t [Pf/kWh],
ABez.anp.: Anteil der Bezugsverträge, die pro Jahr an neue Sondervertragskundenpreise angepaßt werden können [1].
anpBezxtanpBeztSVKelxpK
xtKxpKxt
AkApA
fAk
.,1.,,,
,,,,
11
.
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Marktpreisszenario - spezifische Kosten
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1995 2000 2005 2010 2015 2020
Jahr
Str
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pre
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ost
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[Pf/k
Wh
]
Strompreis im Basisszenarium
durchschnittliche Kosten
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1. Unternehmen
• Kostensenkung im Elektrizitätsbereich
Reaktionsmöglichkeiten auf die Erlöseinbußen
• Mehr Erlöse / weniger Kosten in anderen Geschäftsbereichen
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Notwendige Fernwärmepreise zum Ausgleich der Erlöseinbußen - geordnet nach Unternehmen
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1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101 1111995
2003
2011
2019
Anzahl der Unternehmen
Jah
r
0-50 50-100 100-150 150-200
du
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[D
M/M
Wh
]
Dr. Oliver Skups
Reaktionsmöglichkeiten auf die Erlöseinbußen
1. Unternehmen
• Kostensenkung im Elektrizitätsbereich
• Mehr Erlöse / weniger Kosten in anderen Geschäftsbereichen
2. Staat
• KWK-Gesetz
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Gesetz zum Schutz der Stromerzeugung aus Kraft-Wärme-Kopplung
• Einspeisevergütung für KWK-Strom der allgemeinen Versorgung in Höhe von 9 Pf/kWh in 2000,
• Zahlung durch den aufnehmenden Netzbetreiber, Überwälzung von 3 Pf/kWh (2000) auf den vorgelagerten Netzbetreiber,
• jährliche Senkung um 0,5 Pf/kWh,
• Voraussetzung: Mindest-KWK-Anteile im Unternehmen: elektr. Leistung: 25 % , erzeugte Elektrizität: 10 %,
• in Kraft 18. Mai 2000 bis 31. März 2002,
• Zweck: Überbrückungshilfe, wenn wirtschaftliche Not durch Erlöseinbußen.
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Kritikpunkte am alten KWK-Gesetz
• Beschränkung der Förderung auf öffentliche Versorgungsunternehmen,
• Aufnahme des KWK-Stroms durch Netzbetreiber => Widerspruch zur Unbundling-Vorschrift,
• Fehlende Definitionen zu KWK-Prozess und KWK-Anlage,
• Keine Anreize für den KWK-Ausbau,
• Deckung von Stranded Investments statt ökologischer Kriterien,
• Hohe Mitnahmeeffekte durch undifferenzierte Förderung.
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Gesetz für die Erhaltung, die Modernisierung und den Ausbau der Kraft-Wärme-Kopplung
• Genauere technische Definitionen,
• Keine Förderung von Kondensationsstrom aus einer KWK-Anlage,
• Differenziertes Vergütungssystem durch Unterscheidung nach alten, neuen und modernisierten Bestandsanlagen sowie kleinen Blockheizkraftwerken und Brennstoffzellenanlagen,
• Neubau von Anlagen wird nicht gefördert, da über Selbstverpflichtungserklärung der Wirtschaft erfasst,
• Trennung von Bonuszahlung und Stromvermarktung,
• Anspruch ist betreiberneutral, solange der Strom in das öffentliche Netz eingespeist wird.
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Zuschlagssystem gemäß KWK-GesetzesentwurfArt der KWK-Anlage Förderdauer Zusatzvergütung
[Pf/kWh] 2002 – 2003 3 2004 – 2005 2,7
Alte KWK-Bestands-anlagen
2006 1,9 2002 – 2003 3 2004 – 2005 2,7 2006 – 2007 2,4 2008 1,6
Neue KWK-Bestands-anlagen
2009 1,1 2002 - 2003 3 2004 - 2005 2,7 2006 - 2007 2,4 2008 - 2009 2,1
Modernisierte Anlagen
2010 1,8 2002 - 2003 5 2004 - 2005 4,7
2006 - 2007 4,4
2008 - 2009 4,1
Kleine Blockheizkraftwerke
2010 3,8
Brennstoffzellenanl. 10 Jahre ab Inbetriebnahme 9,8
2002 – 2004 3,42005 – 2006 3,32007 – 2008 3,22009 – 2010 3,1
Veränderungen in der endgültig verabschiedeten Version
und kleine KWK-Anlagen (bis 50 kW)
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Meistbegünstigte Unternehmen der KWK-Gesetze
Nr. Unternehmen Fördersumme [Mio. DM1995]
1 Großkraftwerk Mannheim AG 1375,6
2 Berliner Kraft- und Licht (Bewag)-AG 363,3
3 Isar-Amperwerke AG 264,2
4 Gas-, Elektrizitäts- und Wasserwerke Köln AG 260,6
5 Stadtwerke Bremen AG 161,3
6 Stadtwerke Kiel AG 154,3
7 Stadtwerke Leipzig GmbH 141,7
8 Stadtwerke Saarbrücken AG 139,3
9 Stadtwerke Chemnitz AG 130,4
10 Stadtwerke München GmbH 116,3
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Erlöseinbußen durch die Strommarkt-Liberalisierung
-25.000
-20.000
-15.000
-10.000
-5.000
0
5.000
10.000
15.000
1995 2000 2005 2010 2015 2020
Jahr
Meh
rerl
ös
/ E
rlö
sein
bu
ße
[Mio
. D
M]
mit Kostensenkung und KWK-Förderungmit Kostensenkungohne Kostensenkung
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1. Unternehmen
• Kostensenkung im Elektrizitätsbereich
• Mehr Erlöse / weniger Kosten in anderen Geschäftsbereichen
2. Staat
• KWK-Gesetz
Reaktionsmöglichkeiten auf die Erlöseinbußen
• Quotenmodell mit Zertifikatehandel
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Quotenregelung mit Zertifikatehandel
• Festlegung einer Pflichtquote für KWK-Strom bezogen auf die verbrauchte oder verkaufte Strommenge-> Nachfrage nach Zertifikaten,
• Vergabe von Zertifikaten für die Erzeugung von KWK-Strom -> Angebot von Zertifikaten,
• Zertifikatmarkt: Preisbildung aus Angebot und Nachfrage,
• Mindest- und Höchstpreis durch staatlichen Kauf oder Verkauf,
• Festlegung eines Pflichtquoten-Zeitpfades zur Erreichung der KWK-Ausbauziele.
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Modellierung der Zertifikatspreisbildung
pZert,t: Preis für KWK-Zertifikate zum Zeitpunkt t [Pf/kWh],
pZert,min: Mindestpreis für KWK-Zertifikate [Pf/kWh],
fZert,t: Faktor zur Berechnung des Zertifikatspreises zum Zeitpunkt t [1],
pZert,max: Höchstpreis für KWK-Zertifikate [Pf/kWh].
min,max,,min,, ZertZerttZertZerttZert ppfpp
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Modellierter Zertifikatspreis in Abhängigkeit der jährl. Steigerungsrate für die KWK-Stromerzeugung
20
02
200
6
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0
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4%
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%2,0
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3,5
4,0
4,5
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Ze
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tsp
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[P
f/k
Wh
]
Jahr [1]
jährliche Steigerung der KWK-Strom-
er zeugung [%]
4,5-5,0
4,0-4,5
3,5-4,0
3,0-3,5
2,5-3,0
2,0-2,5
Annahm en:
jährliche Ste igerung der KWK-Pf lichtquote: 8%
Mindestpreis: 2 Pf/kWh
Höchstpreis: 5 Pf /kWh
Dr. Oliver Skups
KWK-Quotenmodell mit Zertifikatehandel
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96
Unternehmen
Erlö
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nac
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han
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uf
Erlö
se
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uß
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r
Annahme: KWK-Zertif ikatspreis: 3 Pf/kWh
Dr. Oliver Skups
KWK-Quotenmodell mit Zertifikatehandel
-800
-600
-400
-200
0
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400
600
800
1 9
17
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33
41
49
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65
73
81
89
97
10
5
11
3
12
1
Anzahl der Unternehmen
Erg
ebn
is d
es Z
erti
fika
tsh
and
els
[Mio
. D
M]
Dr. Oliver Skups
Fazit
Die Liberalisierung des Strommarktes hat Auswirkungen auf die Unternehmen der Fernwärmewirtschaft.
Ob diese Auswirkungen positiv oder negativ sind, kann nur mit einer Einzelfalluntersuchung beantwortet werden.
Die große Heterogenität in der Unternehmenslandschaft verursacht eine geringe Zielgenauigkeit der Fördermaßnahmen (geringer Differenzierungsgrad, hohe Mitnahmeeffekte).
Dr. Oliver Skups
Weitere Informationen
Skups, Oliver: Fernwärme im liberalisierten Elektrizitätsmarkt, Beiträge zur Energiesystemforschung (Hrsg.: Prof. G. Erdmann), Band Nr. 3, Verlag dissertation.de, ISBN 3-89825-527-1.
Dr. Oliver Skups
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