Forward-Preisbildung am Markt für Elektrizität


Diplomarbeit, 2007

84 Seiten, Note: 2,0


Leseprobe

Universität Leipzig
Wirtschaftswissenschaftliche Fakultät
Institut für Finanzen, Insb. Finanzierung und Investition

Forward-Preisbildung am Markt für Elektrizität

Bernd Wommer

 

Inhaltsverzeichnis


1 Einleitung ... 1

1.1 Hintergrund ... 1
1.2 Vorgehensweise und Einordnung der Arbeit in die bestehende Literatur ... 1

2 Grundlagen des Elektrizitätsmarktes ... 2

2.1 Die Besonderheiten der Handelsware Strom ... 2
2.2 Die Folgen für die täglichen Strom-Spotpreise ... 3

3 Der Terminmarkt für Elektrizität ... 4

3.1 Der klassische Forwardkontrakt ... 4
3.2 Strom, ein Commodity? ... 5
3.3 Der Strom-Forwardkontrakt ... 5
3.4 Die Teilnehmer im Markt für Elektrizität ... 6
3.5 Das Basisrisiko ... 7

4 Die klassische Speichertheorie ... 8

4.1 Die Grundlagen der klassischen Speichertheorie ... 8
4.2 Das Angebot zur Speicherung ... 8
4.3 Die Grenzkosten der Lagerhaltung ... 9
4.4 Das gesamtwirtschaftliche Angebot der Speicherung ... 10
4.5 Die Cash and Carry-Arbitrage ... 10
5 Die Speichertheorie im Strommarkt ... 12
5.1 Überlegungen zur Anwendbarkeit der klassischen Speichertheorie im Strommarkt ... 12
5.2 Die Forwardkurve für Elektrizität ... 13
5.3 Das Spark-Spread-Modell ... 14
5.3.1 Die Stromnachfrage ... 15
5.3.2 Das Stromangebot ... 16
5.3.3 Das “Präferenz-Technologie-Problem“ ... 16
5.3.4 Das Gleichgewicht ... 17
5.2.4.1 Die Spotpreise ... 17
5.2.4.2 Die Forwardpreise ... 19
5.3.5 Ein numerisches Beispiel ... 20
5.3.5.1 Die gleichgewichtige Speicherung ... 21
5.3.5.2 Die gleichgewichtige Umwandlung ... 22
5.3.5.3 Die Angebots- und Nachfragefunktion für Strom ... 22
5.3.5.4 Die numerischen Spotpreise ... 23
5.3.5.5 Die Forwardpreise und –kurven ... 24
5.3.6 Kritische Würdigung des Spark-Spread-Modells ... 25

6 Die Riskpremium-Theorie ... 26

6.1 Der Hedging-Ansatz ... 26
6.1.1 Die Risikoprämie ... 26
6.1.2 Der Forwardpreis ... 27
6.2 Die Hedgedruck-Hypothese ... 29

7 Der Hedging-Ansatz im Strommarkt ... 30

7.1 Überlegungen zur Anwendbarkeit des klassischen Hedging-Ansatzes im Strommarkt ... 30
7.2 Das Bessembinder- und Lemmon-Modell ... 31
7.2.1 Die Stromnachfrage ... 31
7.2.2 Das Stromangebot ... 32
7.2.3 Die optimale Strommenge im Spotmarkt ... 33
7.2.4 Die optimale Forwardposition des Produzenten ... 33
7.2.5 Das Riskpremium ... 35

8 Die stochastische Modellierung von Forwardpreisen ... 38

8.1 Die geometrische Brownsche Bewegung ... 38
8.2 Das Jump-Diffusions-Modell ... 39
8.3 Das Mean–Reversion-Modell ... 40
8.4 Das erweiterte Mean-Reversion-Modell ... 43
8.4.1 Die deterministische Komponente ... 43
8.4.2 Der deterministische Mean-Reversion-Prozess ... 44
8.5 Das Regime-Switching-Modell ... 45

9 Stand der empirischen Untersuchungen zur Eignung der einzelnen Modelle für den Strommarkt ... 47

9.1 Die Speichertheorie im Strommarkt ... 47
9.2 Die Riskpremium-Theorie im Strommarkt ... 47
9.3 Die stochastischen Modelle im Strommarkt ... 49

10 Zusammenfassung und Ausblick ... 51

Mathematischer Anhang ... 52

Anhang ... 54

Literaturverzeichnis ... 68

 

 

1 Einleitung


1.1 Hintergrund

In vielen Märkten steigt der Wettbewerbsdruck durch die fortschreitende Globalisierung der Wirtschaft. Zur langfristigen Existenzsicherung muss es daher das Ziel der Unternehmen sein, kostengünstig zu produzieren bzw. Gewinn maximierend zu agieren. Dabei rückt verstärkt ein Markt in den Fokus, in dem die Thematik des wirtschaftlichen Handelns bisher nur wenig involviert war - der Markt für Elektrizität. Durch die Liberalisierung der Strommärkte1, die im Frühjahr 1998 auch Deutschland erreichte, herrscht nun auch in diesem Markt vollständiger Wettbewerb.
Diese “neue Freiheit“ birgt sowohl Chancen als auch Risiken, die sich vor allem bei den Stromanbietern und der stromintensiven Industrie als Nachfrager in den schwankenden Absatzund Beschaffungspreisen besonders stark widerspiegeln. Da sich Unsicherheiten bezüglich zukünftiger Strompreise direkt auf das Unternehmensergebnis auswirken, bedarf es der Absicherung mittels Terminmarktinstrumenten.
Der Forwardkontrakt ist ein solches Absicherungsinstrument, mit dem sich die Beschaffungsseite gegen steigende und die Anbieterseite gegen fallende Strompreise schützen kann. Gleichzeitig bietet ein derartiger Kontrakt Raum für mögliche Spekulationen. Aus wettbewerbsorientierter Sicht stellt sich hinsichtlich der Absicherung für die Unternehmen daher weniger die Frage ob, sondern viel mehr zu welchem Preis die Absicherung erfolgen soll.
Die Bewertung von Forwards und die damit verbundene Konstruktion von Forwardkurven für den Elektrizitätsmarkt stellen somit eine wesentliche Grundlage für das Managen von Preisrisiken dar. Da sich aber die klassischen Bewertungsverfahren für Commodities auf Grund mangelhafter Speicherbarkeit von Strom nicht ohne weiteres auf die Strommärkte übertragen lassen, eröffnet sich ein weites Feld finanzanalytischer Theorien.2


1.2 Vorgehensweise und Einordnung der Arbeit in die bestehende Literatur

Nach einer Einführung, die der Darlegung der Besonderheiten des Gutes “Strom“3 und deren Auswirkungen auf die Preisbildung im Spotmarkt dient, rücken der Terminmarkt und die darin gehandelten Forwards in das Zentrum der Betrachtung. Die Thematik der Preisbildung von Forwards im Elektrizitätmarkt, die den Hauptteil dieser Arbeit bildet, wird in Kontrast gestellt zu den sich für speicherbare Konsumgüter bewährten klassischen Speicher- und Riskpremiumtheorien.
Zunächst wird die Speicher- oder auch Cost-of-Carry-Theorie dargestellt, die von Kaldor (1939), Working (1948), Brennan (1958) und Telser (1958) entwickelt wurde.4 Diese Theorie stellt einen Preiszusammenhang auf Grundlage von Arbitrageüberlegungen über die zeitliche Gleichgewichtsbeziehung des Forwardmarktes zum gegenwärtigen Spotmarkt her.5 Hinsichtlich des Aspektes der notwendigen Speicherung des betreffenden Underlyings wird anschließend das “Spark-Spread-Modell“ von Routledge, Seppi und Spatt (2001) betrachtet. Durch die Integration einer Umwandlungsoption potenzieller lagerfähiger Brennstoffe stellt dies ein Komplement für den Strommarkt zur klassischen Speichertheorie dar.
Die Riskpremium-Theorie bildet mit Betrachtungen von Spekulationen im Preisgefüge eine weitere Grundlage der klassischen Forwardpreisbildung.6 In den Mittelpunkt rückt dabei die zeitliche Gleichgewichtsbeziehung zwischen Forwardmarkt und zukünftigen Spotmarkt. Diese auf den Arbeiten von Keynes (1930), Hicks (1939), Coonter (1960), Dusak (1973) und Breeden (1980) basierende Theorie soll speziell auf den Aspekt des Hedging-Ansatzes hin untersucht werden.7 Ein Ansatz, der auch die Grundlage bildet für das Modell von Bessembinder und Lemmon (2002), ausgerichtet auf den Strommarkt.
Loslösend von den Gleichgewichtsbeziehungen finden Betrachtungen stochastischer Modelle (reduced form) statt. Ziel dieser Modelle ist, über stochastische Modellierung von Spotpreisen, die Bepreisung von Forwards vornehmen zu können. In diesem Zusammenhang soll (ausgehend von Blacks (1976) klassischem Modell für speicherbare Commoditys) die Evolution der alternativen Modelle erläutert werden. Die Betrachtung wird hierbei auf die Arbeiten von Kaminski (1997), Pilipovic (1998), Lucia/ Schwartz (2002) und De Jong/ Huisman (2003) beschränkt, da sie bei einer Kategorisierung nach Gattungen die jeweils bedeutendsten Werke darstellen.8
Inwieweit die vorgestellten Modelle im Strommarkt bzw. in regional verschiedenen Märkten anwendbar sind, wird abschließend anhand vorliegender empirischer Untersuchungen dargestellt.


2 Grundlagen des Elektrizitätsmarktes


2.1 Die Besonderheiten der Handelsware Strom

Im Unterschied zu klassischen Warengeschäften zeichnet sich Elektrizität durch eine schlechte Speicherbarkeit aus. Auf Grund dieser physikalischen Eigenschaft kann Elektroenergie, wenn sie einmal produziert ist, nicht oder nur in sehr kleinen Mengen “gelagert“ werden.9 Die bisherige Speichermöglichkeit in Form potenzieller Energie von Wasser in Pumpspeicherkraftwerken ist entweder aus Kostengründen ökonomisch nicht sinnvoll einsetzbar oder nicht in ausreichenden Mengen vorhanden.10 Daher muss, um Ausfälle der Stromversorgung zu vermeiden, die produzierte Menge Elektrizität zu jedem Zeitpunkt mit dem Verbrauch übereinstimmen.11 Ein zusätzlicher Bedarf kann nur über indirekte Speicherung potenzieller Energieträger, wie z. B. Kohle, Öl oder Gas bedient werden, welche dazu in Strom umgewandelt werden.12
Eine weitere Besonderheit ist die Leitungsgebundenheit von Elektrizität. So können nicht nur Kapazitätsgrenzen in der Stromerzeugung, sondern auch bei der Durchleitung in den Netzen auftreten.13 Zudem führen kurz- oder mittelfristige Preiserhöhungen nicht zu einem Nachfragerückgang, sodass eine unelastische Nachfrage unterstellt werden kann.14

 

[...]


1 Vgl. Kramer (2002) S. 1ff: Durch die Umsetzung der von der Europäischen Union am 19. Februar 1997 in Kraft gesetzten Binnenmarkt-Richtline-Strom, die der Aufhebung der ordnungspolitischen Sonderrolle dieses Marktes galt, wird dem Endverbraucher das Recht eingeräumt, seinen Stromlieferanten selbst zu wählen.
2 Vgl. Kiesel/ Börger (2004) S. 47.
3 Die Begriffe Strom, Elektrizität und Elektroenergie werden synonym verwendet.
4 Vgl. Fama/ French (1987) S. 55, Chow (2000) S. 216.
5 Vgl. Fama/ French (1987) S. 55, Scheunenstuhl (1992) S. 75 ff, Schnorrenberg (2006) S. 56.
6 Vgl. Scheunenstuhl (1992) S. 80.
7 Vgl. Chow (2000) S. 216ff.
8 Einen umfassenden Modellüberblick generiert Abbildung 1.
9 Vgl. Prange (2004) S. 57.
10 Vgl. Weron/ Türck (2004) S. 65, Schnorrenberg (2006) S. 58.
11 Vgl. Lucia/ Schwartz (2002) S. 8.
12 Vgl. Routledge/ Seppi/ Spatt (2001) S. 1.
13 Vgl. Chevalier/ Heidorn/ Rütze (1999) S. 4.
14 Vgl. Barfuß (2005) S. 29f, Chevalier/ Heidorn/ Rütze (1999) S. 5.

Ende der Leseprobe aus 84 Seiten

Details

Titel
Forward-Preisbildung am Markt für Elektrizität
Hochschule
Universität Leipzig  (Institut für Finanzen)
Note
2,0
Autor
Jahr
2007
Seiten
84
Katalognummer
V72607
ISBN (eBook)
9783638627672
Dateigröße
1899 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Forward-Preisbildung, Markt, Elektrizität
Arbeit zitieren
Bernd Wommer (Autor:in), 2007, Forward-Preisbildung am Markt für Elektrizität, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/72607

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