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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Verbund-EVU

regionale EVU

kommunale EVU

sonstige EVU

Dr. Oliver Skups

Durchschnittliche Strompreise

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Anzahl Unternehmen

du

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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

Dr. Oliver Skups

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

Dr. Oliver Skups

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 [%]

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[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%

Dr. Oliver Skups

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:

Dr. Oliver Skups

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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Verhalten(conduct)



(impulse)

externeEinflußfaktoren


(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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Apr

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99

Feb

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Jun

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Okt

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Dez

00

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Str

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is [

Pf/

kW

h]

Industriekunde mit 50 MW Industriekunde mit 10 MWIndustriekunde mit 500 kW HaushaltskundeDow Jones / VIK Strompreisindex

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Verhalten(conduct)



(impulse)



(influences)

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Strompreisszenario I

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1995 2000 2005 2010 2015 2020

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gew ichteter Durchschnitt

Tarifkunden

Sondervertragskunden

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1995 2000 2005 2010 2015 2020

Jahr

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]

gew ichteter Durchschnitt

Tarifkunden

Sondervertragskunden

Strompreisszenario II

Dr. Oliver Skups



Verhalten(conduct)



(impulse)



(influences)

Dr. Oliver Skups

Reaktionsmöglichkeiten auf die Erlöseinbußen

1. Unternehmen

• Kostensenkung im Elektrizitätsbereich

Dr. Oliver Skups

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

Dr. Oliver Skups

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

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Dr. Oliver Skups

Marktpreisszenario - spezifische Kosten

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1995 2000 2005 2010 2015 2020

Jahr

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[Pf/k

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]

Strompreis im Basisszenarium

durchschnittliche Kosten

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1. Unternehmen



• Mehr Erlöse / weniger Kosten in anderen Geschäftsbereichen

Dr. Oliver Skups

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

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Anzahl der Unternehmen

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1. Unternehmen



2. Staat

• KWK-Gesetz

Dr. Oliver Skups

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.

Dr. Oliver Skups

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.

Dr. Oliver Skups

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)

Dr. Oliver Skups

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

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5.000

10.000

15.000

1995 2000 2005 2010 2015 2020

Jahr

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ße

[Mio

. D

M]

mit Kostensenkung und KWK-Förderungmit Kostensenkungohne Kostensenkung

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1. Unternehmen



2. Staat

• KWK-Gesetz


• 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

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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%

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100%

120%1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96

Unternehmen

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Erlö

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Annahme: KWK-Zertif ikatspreis: 3 Pf/kWh

Dr. Oliver Skups

KWK-Quotenmodell mit Zertifikatehandel

-800

-600

-400

-200

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400

600

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10

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11

3

12

1

Anzahl der Unternehmen

Erg

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[Mio

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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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