Der Strommarkt in Deutschland und dessen mögliche Umgestaltung durch Kapazitätsmechanismen. Wirtschaftlichkeit, Versorgungssicherheit, Umweltschutz

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Ziel der Arbeit

3. Der Strommarkt in Deutschland
3.1. Die Entwicklung des Strommarkts & der Energiewende in Deutschland
3.1.1. Der Weg zum liberalisierten deutschen Strommarkt
3.1.2. Die Energiewende & das Erneuerbare-Energien-Gesetz
3.2. Das heutige Strommarktdesign in Deutschland und dessen Aufgaben
3.2.1. Stromerzeugung
3.2.2. Verteilungs- & Transportnetze
3.2.3. Stromgroßhandel & Strompreis
3.3. Die Herausforderungen des deutschen Strommarktdesigns
3.3.1. Ausgleich regionaler Disparitäten & Netzengpässe
3.3.2. Merit-Order-Effekt & Missing-Money-Problem
3.3.3. Auswirkungen der Marktmacht
3.4. Die Versorgungssicherheit auf dem zukünftigen Strommarkt Deutschlands

4. Die mögliche Umgestaltung des Marktes durch die Implementierung von Kapazitätsmechanismen
4.1. Die Ausgestaltung von Kapazitätsmechanismen
4.1.1. Preisbasierte Kapazitätsmechanismen
4.1.1.1. Administrative Zahlungen
4.1.1.2. Strategische Reserven
4.1.1.3. Operative Reserven
4.1.1.4. Bewertung der preisbasierten Kapazitätsmechanismen
4.1.2. Mengenbasierte Kapazitätsmechanismen
4.1.2.1. Kapazitätsbörse
4.1.2.2. Kapazitätsoptionen
4.1.2.3. Bewertung der mengenbasierten Kapazitätsmechanismen
4.2. Der Ausblick auf die Implementierung von Kapazitätsmechanismen in Deutschland

5. Vergleich mit 2 europäischen Beispielen mit implementierten Kapazitätsmechanismen
5.1. Spanisches Modell der administrativen Zahlungen
5.2. Schwedisches und finnisches Modell der strategischen Reserve

6. Zusammenfassung

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Marktstruktur vor der Liberalisierung

Abbildung 2: Elektrizitätserzeugung nach Betreibergruppen 1994

Abbildung 3: Ablauf des stromwirtschaftlichen Systems

Abbildung 4: Prozessketten der Energieträger

Abbildung 5: Strommarkt in Deutschland - Anteil der Energiequellen in Prozent der Erzeugung 2012, Entwicklung 2010 bis 2012 in Prozent der Jahreserzeugung

Abbildung 6: Struktur Stromnetz

Abbildung 7: Aufteilung des Deutschen Marktgebiets in Regelzonen

Abbildung 8: Strukturelle Zusammenhänge zwischen den Marktsegmenten eines Elektrizitätsmarktes

Abbildung 9: Preisbildung im Merit-Order-Modell

Abbildung 10: Erhöhte Gefahr von Marktmissbrauch

Abbildung 11: Überblick Kapazitätsmechanismen

Abbildung 12: Funktionsweise administrativ bestimmte Kapazitätszahlung

Abbildung 13: Funktionsweise strategische Reserve

Abbildung 14: Funktionsweise operative Reserve

Abbildung 15: Funktionsweise Kapazitätsbörse

Abbildung 16: Wirkung der Optionskontrakte auf den Energiemarkt und Descending Clock Auction

Abbildung 17: Positionen der Länder zur Grundsatzentscheidung

Abbildung 18: Kapazitätsmechanismen in Europa

1.) Einleitung

Elektrizität zählt heutzutage, nicht nur in Deutschland, zu einem der Grundbedürfnisse der Bürger. Es ist allgemein bekannt, dass Elektrizität aus fossilen Brennstoffen, Uran, Wind, Sonne etc. gewonnen wird. Doch stellt es eine äußerst schwierige Aufgabe dar, diesen erzeugten Strom landesweit zur Verfügung zu stellen, beziehungsweise ihn zu verteilen. Somit ist Strom „ein Kuppelprodukt, da die Endverbraucher einerseits das Produkt Energie, zum anderen das Produkt der jederzeitigen Verfügbarkeit dieser Energie beziehen“ (HENSING ET AL. 2007: 203). Da Strom bekanntermaßen nicht, beziehungsweise nur sehr kostenintensiv in großen Mengen gespeichert werden kann (vgl. HENSING ET AL. 2007: 204), gilt es seit Jahrzenten ein System zu entwickeln, das den Strom problemlos zu jeder Zeit in sämtliche Haushalte oder sämtliche Unternehmen transportiert und dabei die Effizienz im Mittelpunkt steht (vgl. KARL 2012: 1) . Dieses System wird Strommarkt genannt, dessen Design für die Erzeugung, den Transport und den Handel der Energie verantwortlich ist. Da sich dieses Design in den letzten Jahrzehnten geändert hat und sich noch weiter verändern wird, gilt es in dieser Arbeit einen genauen Blick auf den früheren und den heutigen, im Wandel befindlichen Strommarkt zu werfen. Des Weiteren werden dessen Aufgaben, Schwierigkeiten und dessen regionale Disparitäten aufgezeigt. Durch Nuklearkatastrophen, den Klimawandel und knapper werdenden fossilen Brennstoffen steigt täglich die Notwendigkeit nach erneuerbaren und somit umweltverträglicheren Energien. Der geplante Atomausstieg wirft jedoch die Frage auf, ob das derzeitige Strommarktdesign auch zukünftig die Versorgungssicherheit gewährleisten könnte (vgl. MAUBACH 2014: 25). Aus diesem Grund gibt es aktuell zahlreiche Diskussionen um die Einführung von Kapazitätsmechanismen und damit verbunden um eine Umgestaltung des aktuellen Strommarktdesigns, das sich dann um „das magische Dreieck: Wirtschaftlichkeit - Versorgungssicherheit - Umweltschutz“ (MAUBACH 2014: 8) drehen soll. Diese Arbeit thematisiert folglich die Möglichkeiten der Ausgestaltung des zukünftigen, von erneuerbaren Energien geprägten Strommarkts in Deutschland, bei dem Kapazitätsmechanismen im Vordergrund stehen. Ob dies nur auf nationaler Basis zu bewältigen ist, wird ebenfalls Teil der Arbeit sein. Jedenfalls sind auch andere Länder der Welt von der Diskussion um die Umgestaltung des Strommarkts betroffen, manche von ihnen führten bereits Kapazitätsmechanismen ein (vgl. SÜßENBACHER ET AL. 2011: 3). Im vorletzten Teil der Arbeit soll es um die Erfahrungen mit den dortigen Kapazitätsmechanismen und um einen internationalen Vergleich mit Deutschland in Bezug auf deren mögliche Implementierung gehen. Abschließend werden die wichtigsten Aspekte der Arbeit zusammengefasst.

2.) Ziel der Arbeit

Das Ziel der Arbeit ist es, einen Einblick in ein eher komplexes System zu geben, dessen Produkt Strom von jedem Menschen in Deutschland verwendet wird, doch die meisten nicht exakt wissen, woher dieser denn stammt und wie dieser in einen Haushalt gelangt. Außerdem soll die Arbeit darauf abzielen, die Eckpfeiler des Strommarkts, beispielsweise unter Berücksichtigung einer geographischen Besonderheit und den vermutlichen Wandel des Strommarkts aufgrund erneuerbaren Energien, im Hinblick auf die Einführung der derzeit brisant diskutierten Kapazitätsmechanismen vorzustellen. Abgerundet wird die Arbeit mit einem Vergleich, der Länder miteinbezieht, in denen bereits Kapazitätsmechanismen implementiert wurden, um somit nicht nur einen theoretischen, sondern auch einen praktischen Blick auf die Implementierung werfen zu können und um daraus auf mögliche Tipps und auf mögliche Gefahren für Deutschland schließen zu können.

3.) Der Strommarkt in Deutschland

Der deutsche Strommarkt hängt von vielen Faktoren ab, die sich im Laufe der Zeit verändert haben. Zuerst darf die historische Entwicklung des Markts nicht außer Acht gelassen werden, um die Unterschiede zum heutigen System zu erkennen. Als Nächstes werden die Aufgaben und Probleme des derzeitigen Strommarktdesigns ins Auge gefasst, um den Strommarkt als Ganzes zu verstehen. Der Ausblick in die Zukunft des Markts stellt sich in dieser Arbeit als äußerst wichtig dar, da nahtlos an das darauffolgende Kapitel über dessen Umgestaltung angeknüpft wird.

3.1) Die Entwicklung des Strommarkts und der Energiewende in Deutschland

Der heutige Strommarkt weist „eine relativ junge Marktstruktur“ (WÜRFEL 2015: 117) auf. Vor der Liberalisierung im Jahr 1998 sah das Marktdesign noch gänzlich anders aus, dessen Vorstellung als Einstieg in dieses Kapitel dienen soll. Vorangetrieben wurde der Wandel des Designs durch die Auswirkungen des Erneuerbare-Energien- Gesetzes, das in diesem Abschnitt auch behandelt wird, um daraufhin etwas genauer auf das liberalisierte deutsche Marktdesign, auch Energy-Only-Markt genannt, einzugehen.

3.1.1) Der Weg zum liberalisierten deutschen Strommarkt

Bis zur Liberalisierung im Jahre 1998 stellte „die Struktur eines Gebietsmonopols für Stromversorger in Deutschland und anderen Ländern die vorherrschende Marktordnung“ (WÜRFEL 2015: 117) dar, dessen Entwicklung über 100 Jahre andauerte (vgl. WÜRFEL 2015: 107). Dies hatte zu bedeuten, dass jeder Energieversorger für eine bestimmte Region verantwortlich war und in dieser die Bürger oder die Industrien mit Strom versorgen musste. Im Umkehrschluss bedeutete dies ebenso, dass die Bürger nicht die Wahl hatten, von welchem Stromanbieter sie den Strom beziehen möchten, sondern es eben nur vom einzigen Stromversorger der Region möglich war. Doch das hieß nicht, dass die Energieversorger den Strompreis nach Belieben bestimmten konnten, da der Preis ausschließlich von staatlichen Behörden reguliert wurde (vgl. WÜRFEL 2015: 117 f.), die diesen des Öfteren an die sich ändernden Marktsituationen anpassen (vgl. WÜRFEL 2015: 143).

Die Stromerzeugung erfolgte damals durch (vgl. HENSING et al. 2007: 207):

- Verbundunternehmen
- Selbstständige Stadtwerke
- Die Deutsche Bahn AG
- Industrielle Eigenerzeuger

In Deutschland gab es 9 Verbundunternehmen, die den Großteil der Energieversorgung für sich beansprucht haben, wie zum Beispiel die Badenwerk AG oder die Bayernwerk AG (vgl. SCHIFFER 1995: 150 f.).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Marktstruktur vor der Liberalisierung (HENSING ET AL. 2007: 206)

Verbundunternehmen waren jegliche, eine Region mit Energie versorgende Unternehmen, die über Kraftwerke, Hochspannungsnetze und Verteilungsnetze verfügten, was in Abbildung 1 beispielhaft an 2 Verbundunternehmen veranschaulicht wurde.

Die Stadtwerke betrieben auch teilweise eigene Kraftwerke, da in den Städten gute Voraussetzungen für Fernwärmeversorung herrschten (vgl. HENSING et al. 2007: 207).

Falls man sich nun vom monopolistischen System distanzieren wollte, gab es lediglich die Möglichkeit der Unternehmen, meist der Industriebranche angehörig, Eigenerzeugungsanlagen zu errichten und mit diesen ihren Strombedarf autonom abzudecken (vgl. WÜRFEL 2015: 118). Ähnlich machte dies die Deutsche Bahn AG, „die über ihren Fahrdraht ein eigenes Netz mit Drehstrom betrieb“ (HENSING et al. 2007: 207).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Elektrizitätserzeugung nach Betreibergruppen 1994 (SCHIFFER 1995: 149)

Um die frühere Dominanz der öffentlichen Elektrizitätsversorgung, zu der die 9 Verbundunternehmen zählten, zu veranschaulichen, bedarf es absoluter Zahlen, wie man sie in Abbildung 2 findet. Diesen 86,2 Prozent der deutschlandweiten Stromerzeugung stehen immerhin 12,2 Prozent der industriellen Erzeuger entgegen. Verschwindend klein erscheint jedoch der Prozentsatz der Deutschen Bahn AG mit 1,2 Prozent (vgl. SCHIFFER 1995: 149 f.).

Da jedoch wohl in Zeiten der freien Marktwirtschaft und dem stets brisanter werdenden Thema der Erneuerbaren Energien der Monopolismus anscheinend immer unpassender erschien, zielte man durch die Liberalisierung des Strommarktes im Jahre 1998 „die Schaffung eines europäischen Strombinnenmarktes und die Erhöhung des Wettbewerbs“ (HENSING ET AL. 2007: 208) an. Durch diese nun marktwirtschaftlichen Bedingungen kann „jeder Stromhändler jeden Kunden bundesweit mit Strom beliefern“, beziehungsweise „jeder Stromkunde seinen Lieferanten frei wählen“ (WÜRFEL 2015: 118 f.), was selbstverständlich zu billigeren Strompreisen für den Endkunden führte. Die Hochspannungs- und Verteilungsnetze blieben auch nach der Liberalisierung zwischen vier verschiedenen Gesellschaften regional aufgeteilt (vgl. GRAEBER 2014: 5). Wie die Aufgaben des europaweit größten liberalisierten Strommarkts im Detail aussehen, wird in einem späteren Kapitel behandelt. In Deutschland gibt es derzeit noch 17 stromproduzierende Kernkraftwerke, wobei im Zuge des Energiewandels einige bereits stillgelegt wurden und noch viele weitere folgen werden (vgl. LANG 2007: 29). Die Gründe hierfür werden im nächsten Abschnitt genauer behandelt.

Man hat jedenfalls durch die Liberalisierung den Grundstein für einen wettbewerbsorientierten, flexibleren und umweltfreundlicheren Strommarkt geschaffen, den es zukünftig weiter zu optimieren, oder möglicherweise gar zu ändern gilt, vermutlich in europäischer Zusammenarbeit.

3.1.2) Die Energiewende & das Erneuerbare Energien-Gesetz

Man könnte sagen, die Energiewende im Stromsektor begann im Jahre 1990 mit der Verabschiedung des Stromeinspeisungsgesetzes, dessen Hauptziel, wie folgt, formuliert wurde:

„Aus Gründen der Ressourcenschonung und des Klimaschutzes soll der Anteil der Energien an der Energieversorgung stärker ausgeweitet werden, auch wenn ihr möglicher Versorgungsbeitrag bei uns auf absehbare Zeit begrenzt bleiben wird“ (DEUTSCHER BUNDESTAG 07.09.1990: 3). Verstärkt durch Paragraph 2: „Die Elektrizitätsversorgungsunternehmen sind verpflichtet den in ihrem Versorgungsgebiet erzeugten Strom aus erneuerbaren Energien abzunehmen und den eingespeisten Strom nach Paragraph 3 zu vergüten“ (DEUTSCHER BUNDESTAG 1990: 2633).

An diesen beiden Aussagen erkennt man, dass man die Energiewende nun stärker vorantreiben wollte, selbst wenn es finanzielle Opfer fordern sollte. Erst seit diesem Gesetz fokussiert man sich auf Energie, die durch die Sonne, das Wasser, den Wind, Biomasse und Geothermie oder Gezeitenenergie hergestellt wird (vgl. HENSING ET AL. 2007: 191).

Dieses Gesetz verlor im Jahre 1998 mehr oder weniger seine Bedeutung, da es nicht für einen liberalisierten Strommarkt ausgelegt war. Deshalb musste durch dessen Einführung ein neues Gesetz ausgearbeitet werden, das im Jahre 2000 mit dem Erneuerbare-Energien-Gesetz verabschiedet wurde (vgl. HENSING ET AL. 2007: 195).

Dieses wurde bis zum Jahre 2012 vier Mal überarbeitet und hat folgende Kernpunkte (vgl. WÜRFEL 2015: 142 f.):

- Die garantierte Vorrangeinspeisung von Strom aus regenerativen Energien
- Die marktunabhängige Einspeisevergütung für Strom
- Die Verpflichtung der Netzbetreiber, installierte EE-Anlagen an das Netz anzubinden

Die Vorrangeinspeisung zeigt, dass die Einspeisung des Stroms aus erneuerbaren Energien in Zukunft die tonangebende Rolle spielen soll und Strom, der aus fossilen Brennstoffen gewonnen wurde, mittelfristig nur noch eine untergeordnete Priorität, längerfristig am besten gar keine Priorität mehr beigemessen werden sollte. In anderen Worten sollte der Strom zwar aus erneuerbaren Energien hergestellt sein, doch wenn die „grüne“ Stromproduktion die Nachfrage nicht decken kann, „wird die Restmenge (Residuallast) von den konventionellen Kraftwerken befriedigt“ (WÜRFEL 2015: 143). Demzufolge wird die Energiewende niemals ohne Rücksicht auf Verluste vorangepeitscht werden, da die Gewährleistung der Versorgungssicherheit stets ein Stoppschild verkörpert, das nicht missachtet werden darf. Um Erneuerbare-Energien- Betreiber zu unterstützen, verspricht der Staat mindestens bis ins Jahr 2020, dass deren erzeugte Strommengen stets abgenommen und ausreichend vergütet werden (vgl. WÜRFEL 2015: 143). Diese Bedingungen hatten einen „explosionsartigen Zubau der Erneuerbaren Energien in den letzten Jahren“ (WÜRFEL 2015: 143) zur Folge, sodass die Beschäftigtenzahlen in dieser Branche von 160.000 im Jahre 2004 auf 377.000 im Jahre 2012 angestiegen sind und die erneuerbaren Energien demnach einen neuen und zukunftsfähigen Arbeitsmarkt geschaffen haben, der natürlich auch viel mit der Stromerzeugung zu tun hat. (vgl. Würfel 2015: 141 f.).

Als im Jahre 2011 ein, durch ein Erdbeben ausgelöster, Tsunami auf die Ostküste Japans traf, hatten die erschreckenden Folgen dieser Katastrophe ein weltweites Umdenken in Bezug auf Kernenergie zur Folge. Es waren circa 15.000 Menschen dabei ums Leben gekommen und man befürchtete, dass das Kernkraftwerk Fukushima-Daiichi dem Tsunami und den Erdbeben nicht standhalten könne, doch es konnte verhindert werden (vgl. MAUBACH 2014: 10 f.). Besonders in Deutschland entwickelte sich durch dieses Ereignis eine noch nie da gewesene Brisanz der beiden Themen Energiewandel und Kernkraft. Die Regierung, die Monate zuvor noch eine Laufzeitverlängerung der Kraftwerke durchgesetzt hat, verkündet im selben Jahr den Atomausstieg, der spätestens bis zum Jähre 2022 endgültig vollzogen werden sein soll (vgl. MAUBACH 2014: 22 f.).

Der Energiewandel hatte somit schon immer Auswirkungen auf den Strommarkt und dessen Aufgaben, wie die Stromerzeugung und die Sicherung der Versorgungssicherheit. „Das Stromnetz ist der „Ort der der Wahrheit“ für die Energiewende“ (WÜRFEL 2015: 108)

3.2) Das heutige Strommarktdesign in Deutschland und dessen Aufgaben

Das deutsche Marktdesign wird auch als Energy-Only-Markt bezeichnet, da die Kunden ausschließlich für die verwendete Menge an Strom bezahlen und somit nicht für dessen Bereitstellung.

Man konnte nun schon grob einiges über die Stromerzeugung, die Versorgungssicherheit, die Verteilung des Stroms und den Strompreis lesen, doch wie sich der Wettbewerb auf dem liberalisierten Strommarkt ausübt und wie die Aufgaben des Strommarktdesigns aussehen, soll explizit in diesem Abschnitt erläutert werden.

Die Aufgaben der Stromversorgung sollen sich kontinuierlich, um das bereits kurz angesprochene „magische Dreieck“ drehen (vgl. SCHUMACHER 2015: 10). Strom könnte man demnach mit einer Flasche Wasser vergleichen, die im Supermarkt erhältlich ist, da beide Produkte als Grundbedürfnisse gesehen werden dürfen. Die Anforderungen an eine Flasche Wasser wären dann, dass sie zu jeder Zeit vorrätig und bezahlbar und außerdem so umweltfreundlich wie möglich verpackt ist, was den Anforderungen an die Stromversorgung im magischen Dreieck ziemlich nahe kommt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Ablauf des stromwirtschaftlichen Systems (HENSING ET AL. 2007: 204)

Diese Abbildung bildet einen ersten Überblick über die angesprochenen Aufgaben, wobei die Versorgungssicherheit nicht explizit erwähnt wird, doch selbstverständlich hauptsächlich zur Erzeugung zählt. Diese Illustration liefert einen ersten Eindruck, wie der Strom entsteht, transportiert und vermarktet wird und ist somit grundlegend für die folgenden 4 Unterpunkte.

3.2.1) Stromerzeugung

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4: Prozessketten der Energieträger (BRÜCHER 2009: 37)

Der Strom wird seit der Liberalisierung des Strommarkts selbstverständlich immer noch in Kraftwerken hergestellt und muss stets die Nachfrage des Landes decken , die „durch die Zuschaltung von Kraftwerken bedient“ (HENSING ET AL. 2007: 209) wird. Die Stromerzeugung erfolgt allgemein durch die Umwandlung von Primär- in Sekundärenergie, wie man Abbildung 3 und 4 entnehmen kann. Folglich ist Elektrizität „kein Energieträger, sondern eine durch Veredlung gewonnene, also sekundäre Energie und kann nur in der vom Menschen erzeugten Form genutzt werden“ (BRÜCHER 2009: 143). Strom wird also gewonnen, indem zum Beispiel Steinkohle gefördert wird, entsprechend verarbeitet wird und in Kraftwerken schließlich in eine Form gebracht wird, die für den Endverbraucher sozusagen zum Verzehr geeignet ist.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Anhang zu Abbildung 5 (eigene Darstellung)

Bis auf die Prozesskette der Wasserkraft, zeigt Abbildung 4 lediglich die Verarbeitung fossiler und atomarer Brennstoffe und Wasser, das meist nicht zu den klassischen fossilen Ressourcen gezählt wird, doch eigentlich ebenfalls von der Verknappung betroffen ist. Nach deren Förderung werden aufwendige Aufbereitungen, Anreicherungen und Lagerungen durchgeführt, die bei der erneuerbaren Energieerzeugung, die man der Tabelle entnehmen kann, meist wegfallen, da der dadurch gewonnene Strom beispielsweise direkt in das Netz eingespeist wird.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 5: Strommarkt in Deutschland - Anteil der Energiequellen in Prozent der Erzeugung 2012, Entwicklung 2010 bis 2012 in Prozent der Jahreserzeugung, (BEHME 2013: 2)

[...]