Energy Exchange Alpen Adria: Markt Modell & Implementierung

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1 Energy Exchange Alpen Adria: Markt Modell & Implementierung Cornelia Kawann Stephan Ressl Rudolf Schneider smart technologies Alserbachstraße Wien smart technologies Alserbachstraße Wien smart technologies Alserbachstraße Wien Keywords: Strombörsen, Marktmodell, rechtliche Aspekte, IT-System, Produkte, Handelsablauf, Gebote, Preiskalkulation, Engpass-Management. Abstract Die Entwicklung der Energiemärkte - weg von monopolistischen Marktstrukturen hin zur Marktöffnung - erlaubt den Kunden ihren Energieanbieter frei zu wählen. Dadurch führt die Liberalisierung des Strommarktes, als Voraussetzung für den Energiehandel, zu einer größeren Transparenz und zu sinkenden Strompreisen für den Verbraucher. Daher ist es an der Zeit, mögliche Preissenkungsspielräume durch den Energiehandel an der Börse zu nutzen. Dieses Paper beschreibt das Marktmodell sowie das Software-System (IT-System) zur Realisierung eines Auktionsmarktes für die EXAA Energy Exchange Alpen Adria, wobei im ersten Schritt die Modellierung eines Spotmarktes erfolgt. 1 EINLEITUNG Im Zuge der Liberalisierung der europäischen Stromwirtschaft gewinnt für die Energieversorger das Thema Stromhandel immens an Bedeutung. Da der kurzfristige Stromhandel stark zunimmt, müssen die Handelsfunktionen der Energieunternehmen mit verbesserten Handelssystemen und verstärktem Risikomanagement aufgebaut werden. Im Hinblick auf die vollständigen Liberalisierung des österreichischen Strommarktes soll auch in Österreich eine Strombörse - die Energy Exchange Alpen Adria (EXAA) mit Sitz in Graz gegründet werden. Der voraussichtliche Starttermin wurde nun auf Oktober 2001 festgelegt, dem Zeitpunkt der vollständigen Liberalisierung für alle Stromkunden in Österreich. Die Implementierung der österreichischen Strombörse - 1 -

2 beruht auf einem Memorandum of Understanding, dass vom Verbund, der Steweag, der Oesterreichischen Kontrollbank (OeKB), der Erste Bank AG, der Steiermärkischen Bank und Sparkassen AG, den Grazer Stadtwerken, der Energie AG Oberösterreich, der Firma smart technologies, der Wiener Börse und dem Land Steiermark unterzeichnet wurde. Mit diesem Memorandum wurde die Firma smart technologies der Know-How-Lieferant für die Austrian Power Clearing and Settlement Stelle (APCS) - die Gründung der EXAA vorzubereiten. Mit diesem Projekt soll auch kleinen Handelsteilnehmer wie Stadtwerken und Regionalversorgern der Zugang zur Börse ermöglicht werden. Somit soll die EXAA an die Bedürfnisse des österreichischen Marktes und seine Handelsteilnehmer angepasst werden. 2 RECHTLICHE ASPEKTE Mit der Novellierung des ElWOG durch das Energieliberalisierungsgesetz 2000 wird die Basis eines nach skandinavischem Vorbild funktionierenden Strommarktes geschaffen. Dies hat wesentliche Auswirkungen auf die Struktur der Elektrizitätswirtschaft in Österreich. Dieses Bilanzgruppenmodell eignet sich sehr für die Implementierung einer Strombörse, wobei die EXAA in jeder Regelzone eine eigene Bilanzgruppe bilden wird und täglich die Fahrpläne der einzelnen Handelsteilnehmer an die Clearing und Settlement Stellen meldet. Dabei ist die EXAA mit dem physikalischem Ablauf nicht befasst; muss aber entsprechend der abgeschlossenen Trades immer ausgeglichen bilanzieren. Die EXAA versteht sich als effizienter Marktveranstalter zu Anbahnung, Aushandlung und Abwicklung von Transaktionen, bei denen das Angebots- und Nachfrageverhalten der Marktteilnehmer transparente Preise für Stromprodukte bildet. Der dadurch ermittelte Marktpreis dient für alle Marktteilnehmer als Referenzpreis, an dem sich bilaterale Verträge, etc. orientieren können. Die EXAA will sich hinsichtlich ihres Tätigkeitsbereiches zu Beginn vorwiegend auf die folgenden beiden Teilnehmergruppen konzentrieren: Stadtwerke und EVUs (in Österreich), die die Börse hauptsächlich für kurz-, bzw. mittelfristige Energieliefer- oder Energiebezugsverträge verwenden. Nationale und internationale Stromhändler

3 3 DAS MARKTMODELL DER EXAA Es wird das Prinzip des Zentralen Kontrahenten angewendet. Der Zentrale Kontrahent steht als Gegenpartei zwischen allen Geschäften der Teilnehmer. Die EXAA haftet so für die Erfüllung jedes zustande gekommenen Geschäfts und übernimmt bei Käufen und Verkäufen das Ausfallrisiko. Darüber hinaus schafft der Zentrale Kontrahent auch die Anonymität der Teilnehmer in der Abwicklung. Bei der Börsengestaltung spielt auch das Bemühen eine Rolle, strategische Manipulationen auszuschließen Bei der im ersten Schritt geplanten Spot-Markt-Börse handelt es sich um ein internetbasierendes EDV-Handelssystem. Durch das eingesetzte Double-Auction Bidding -Konzept erfolgt eine Bündelung von Angebot und Nachfrage. Durch das geschlossene Orderbuch besteht eine Minimierung der Möglichkeit der Marktbeeinflussung. Es besteht ein eindeutiger und allgemeingültiger Zeitpunkt für den Ausgleich des Portefeuilles. Daher handelt es sich beim Auktionsprinzip um ein kostengünstiges und einfaches System. 4 HANDELSTÄTIGKEITEN UND AUKTION 4.1 Von der Börse durchzuführende Tätigkeiten bei einer Auktion Der Ablauf der Auktion für ein Produkt wird durch Abbildung 4-1 beschrieben: Die kursiven Tätigkeiten sind dabei von den Handelteilnehmern durchzuführen, diejenigen in Normalschrift von der Börse (dem Börsensystem)

4 Abbildung 4-1: Ablauf der Auktion In weiterer Folge werden die einzelnen Tätigkeiten im Detail besprochen: - Handel eröffnen: Ab diesem Zeitpunkt können Angebote von den Teilnehmern abgegeben werden. - Handel schließen: Ab diesem Zeitpunkt wird keine weitere Angebotseingabe oder änderung mehr angenommen. - Clearing des Produkts (Auktion): Hier erfolgt die Bestimmung des Market Clearing Price und der zu diesem Preis gehandelten Mengen für jeden - 4 -

5 Teilnehmer. Der Algorithmus dazu kann bei Bedarf an neue Gegebenheiten (z.b. Kombiprodukte, Änderungen des technischen Umfelds, der Gesetzeslage,...) angepasst werden. - Wenn es kein Ergebnis gibt : Dies kann vorkommen, wenn: Es fehlen zu diesem Produkt entweder Kauf- oder Verkaufangebote Der höchste Nachfragepreis liegt unter dem niedersten Angebotspreis Es gibt zu viele preisunabhängige Angebote In diesem Fall kommt kein Handel zustande und es wird eine neue Auktion für das Produkt angesetzt. - Verständigung der Teilnehmer: Die Teilnehmer werden darüber informiert, welche Menge sie zu welchem Preis gekauft oder verkauft haben. - Einspruch: Falls der Teilnehmer einen Handelsfehler (Mistrade) zu bemerken glaubt, kann er gegen das Ergebnis Einspruch erheben. Der Einspruch muss von der Börse geprüft und eine eventuell korrigiertes Handelsergebnis danach veröffentlicht werden. - Handelsergebnis bestätigen: Wenn es während der Einspruchsfrist keine Einsprüche gibt oder wenn alle Einsprüche geklärt sind, wird von der Börse das Handelsergebnis als endgültig bestätigt. - Statistiken für die Veröffentlichung: Diese dienen zur allgemeinen Information der Handelsteilnehmer oder dritter. - Fahrpläne an Clearing&Settlement-Stelle melden: Meldung der Handelsergebnisse an die Clearing&Settlement-Stelle. - Fahrpläne zwischen Regelzonen an die Verantwortlichen melden: Verständigung der Regelzonenverantwortlichen über die Fahrpläne der Lieferungen über Regelzonengrenzen und über Fahrpläne über Grenzen, die durch Kapazitätsengpässe bedingt sind. - Käufe/Verkäufe der Teilnehmer an finanzielle Abwicklungsstellestelle(n) melden: Verständigung der Stelle, die die finanzielle Abwicklung der Geschäfte durchführt über die zustandegekommenen Handelsfälle. Sowohl zur finanziellen Abwicklung des Geschäfts, als auch zur (späteren) Bestimmung der vom Teilnehmer an die Börse zu entrichtenden Gebühr

6 4.2 Vom Teilnehmer durchzuführende Tätigkeiten bei einer Auktion Die Tätigkeiten der Handelsteilnehmer sind Abbildung 4-1 im Ablaufdiagramm kursiv dargestellt. Zu den Punkten: - Eingabe und Bearbeitung von Angeboten durch die Teilnehmer: Hier kann ein Angebot (ab Handelsbeginn) eingegeben werden. Das Angebot muss laufend veränderbar sein. Wichtig sind dabei die folgenden Punkte: Der Teilnehmer muss erkennen können, ob sein Angebot vom System angenommen wurde. Gleiches gilt auch für Änderungen des Angebots! In einem Orderbook müssen alle aktuellen Angebote des Teilnehmers übersichtlich (und aktuell!) einsehbar sein - Einspruch des Teilnehmers: Ein Einspruch erfolgt über eine Internetmaske. 5 PREISKALKULATION DER EXAA Prinzipiell gibt es an der EXAA drei verschiedene Möglichkeiten der Gebotslegung: Market Orders, stufige Gebotseingaben, sowie linear interpolierte Gebotskurven, wie in Abbildung 5-1 und Abbildung 5-2 dargestellt. Es ist keine Eingabe von Unter- und Obergrenzen notwendig. Im nächsten Schritt werden die beiden aus der Kombination der Angebote bzw. Nachfragen entstandenen (komplexen) Kurven miteinander geschnitten. Dadurch, dass nicht nur lineare Gebote zugelassen werden, muss sich kein wirklicher Schnittpunkt der Gebote ergeben. Es bleibt ein Überhang bestehen, wobei das letzte Kaufs- oder Verkaufsgebot nur zum Teil berücksichtigt wird. Die Reihung der noch berücksichtigten Gebote wird anhand der folgenden Kriterien: Bestes Gebot : größte Fläche der Gebotskurve unterhalb bzw. oberhalb des ermittelten Marktpreises angebotene bzw. nachgefragte Menge zum ermittelten Marktpreis Zeit der letzten Änderung durchgeführt

7 Kauf bis 10 Euro 50 MWh/h zwischen 10 und 25 Euro 30 MWh/h zwischen 25 und 30 Euro 20 MWh/h über 30 Euro nichts 30 Angebot Preis Preis Menge Angebot Kauf bis 10 Euro 50 MWh/h zwischen 10 und 25 Euro linear bis 30 MWh/h zwischen 25 und 30 Euro linear bis 20 MWh/h über 30 Euro nichts 30 Preis Preis Menge Menge Menge Abbildung 5-1: Kaufangebot als Stufenfunktion Abbildung 5-2: Kaufangebot linear interpoliert Wenn bei der Auktion aufgrund der Gebote kein Schnittpunkt ermittelt werden kann, wird die Auktion wiederholt (2. Auktion). Aus diesem Grund muss der Handel wiedereröffnet werden. Dabei werden auch die Ergebnisse vor der Wiedereröffnung gelöscht. Die Handelsteilnehmer werden über den Trade-Status in Kenntnis gesetzt. 6 ENGPASS-MANAGEMENT In Österreich könnte es anfangs drei Gebotsgebiete geben. Die Gebotsgebiete werden durch die EXAA definiert; in der Regel entsprechen sie den im ElWOG definierten Regelzonen. In weitere Folge könnten entsprechend häufig auftretender Engpässe weitere Gebotsgebiete definiert werden. Die Börse ist zusätzlich berechtigt, Zonen (um-) zudefinieren (z.b. bei fehlender Meldung oder eventuelles Nullsetzen der Kapazität bei Unsicherheiten). Tritt ein bzw. mehrer Engpässe auf, wird für diese Zeit die betreffende Regelzone in mehrere Trade-Zones aufgespaltet und die Handelsteilnehmer müssen für diese Zeit ihre Gebote nicht mehr für die gesamte Regelzone, sondern für die betreffende Trade-Zone abgeben. Im ersten Schritt werden sämtlich zu erwartende Engpässe vernachlässigt und ein Market-Clearing-Price für das gesamte Handelsgebiet ermittelt. Im nächsten Schritt, werden für jede Trade-Zone ein individueller Trade-Zone-Preis, abhängig von den jeweiligen Geboten in den betreffenden Trade-Zones, ermittelt (ohne dass Leistungsflüsse in oder aus der Trade-Zone zugelassen werden). Es entstehen unterschiedliche Trade-Zonen-Preise

8 Diese unterschiedliche Trade-Zonen-Preise werden durch einen entsprechenden Mengenangleichalgorithmus (abhängig von der zur Verfügung stehenden Transportkapazität zwischen den Trade-Zones) bestmöglich angeglichen. Mit diesem Algorithmus wird in jeder Handelszone jene Fehlmenge berechnet, die notwendig wäre um den globalen Market Clearing Price (MCP) zu erreichen. Im nächsten Schritt werden die möglichen Flüsse, die diese Fehlmengen minimieren, errechnet (Maximal Network Flow Verfahren). Um die Preise in den einzelnen Handelszonen zu nivellieren, werden sämtliche im Netz vorhandene Restkapazitäten genutzt und wenn sich weiterhin ein globaler Market Clearing Preis ergibt, handelt es sich um einen umgehbaren Engpass. Die daraus resultierenden Ab- und Zuflüsse pro Handelszone werden als Market Order in die Gebote der jeweiligen Handelszone eingefügt. Anhand dieser neuen Gebote wird für jede Handelszone erneut ein individueller Trade-Zone Clearing Price ermittelt. Aufgrund des angewendeten Preis-Mengen- Angleich-Algorithmus wird die Abweichung der individuellen Trade-Zone Clearing Preise vom globalen Market Clearing Price minimiert und es ergibt sich eine Nivellierung der einzelnen Trade-Zone Clearing Preise. Ist ein Engpass nicht umgehbar wird ebenfalls versucht, sämtliche vorhandene Netzkapazitäten zu nutzen, aber es ergeben sich unterschiedliche Trade-Zone Clearing Preise in den einzelnen Handelszonen. 7 ZUSAMMENFASSUNG Die entwickelten österreichischen Marktregeln fördern die Implementierung einer Strombörse, wobei es aufgrund des geringen Stromhandelsvolumens in Österreich zweckmäßigerweise nur eine Strombörse in Österreich geben wird. Die Effizienz und Liquidität des Börsenhandels hängt in hohem Masse vom Umsatz und von der Teilnehmerzahl ab. Voraussetzung dafür ist auf jeden Fall eine vollständige Liberalisierung des österreichischen Elektrizitätsmarktes. Der Vorteil einer österreichischen Strombörse für die heimische E-Wirtschaft liegt auf der Hand: Strom wird zu einem Rohstoff, der je nach Angebot und Nachfrage gehandelt wird. Es entsteht ein Marktpreis für Strom, an dem sich die Versorger orientieren können. Damit erhöht sich auch der Druck auf die Anbieter. Jeder Lieferant muss sich dann fragen lassen, worin die Differenz zwischen dem Handelspreis an der Börse und seinem Haushaltspreis besteht. In Skandinavien, wo am NordPool schon seit einigen Jahren mit Strom gehandelt wird, sanken die Preise im Lauf der Zeit um 30%

9 Die durch die EXAA initiierte Markttransparenz gibt den Marktteilnehmern Einblick in den entstehenden Markt, wodurch dem Wunsch nach mehr Markt-Transparenz Rechnung getragen wird. Die Börse übernimmt die Funktion einer neutralen unabhängigen Clearingstelle für Stromgeschäfte, die den Marktteilnehmern die Möglichkeit bietet, Spotmengen nicht nur über OTC sondern über einen liquiden Handelsplatz zu handeln. In weiterer Folge wurden die Handelszeit bzw. der Zeitpunkt der Auktion so gewählt, das Arbitrage-Geschäfte mit anderen europäischen Strombörsen ermöglicht werden. Die an der EXAA gehandelten Produkte sollten vor allem den Bedürfnissen des österreichischen Marktes entsprechen und soweit dies möglich ist mit den Produkten anderer mitteleuropäischer Strombörsen kompatibel sein. Zusätzlich bietet das EXAA-System Statistiken, die für eine Analyse des österreichischen Energiemarktes sehr wichtig sein können. 8 AUSBLICK Die Neutralität der Börse und die Veröffentlichung von Preisinformationen tragen wesentlich dazu bei, Transparenz und Fairness in einem Markt zu fördern. Basierend auf dem Spotmarkt System ergeben sich natürlich weitere Geschäftsfelder für den österreichischen Markt: o So könnte die EXAA als Handelsplattform für Kleinwasserkraft-Zertifikaten verwendet werden, wobei der jeweilige Spotmarktpreis auch als Basis für die Ermittlung der Ausgleichsabgabe verwendet werden könnte. o Aufgrund der bereits begonnen Gasliberalisierung ist auch geplant Handel mit Gasprodukten anzubieten. o Grundsätzlich kann jeder Handelsteilnehmer durch Strombörsenprodukte sein Portfolio, bestehend aus langfristigen und kurzfristigen OTC-Verträgen, optimal ergänzen. o Durch den in weiterer Folge geplanten Handel mit Futures Kontrakten werden den Marktteilnehmern auch zusätzlich neue Instrumente für ihr Risikomanagement zur Verfügung gestellt. Aufgrund seiner geografischen Lage im Herzen Europas im Gegensatz zu den Randmärkten in England und Skandinavien - mit vielen Stromdurchzügen und - 9 -

10 Transiten könnte die Umsetzung des österreichischen Liberalisierungsmodells in Kombination mit einer funktionierenden Strombörse einen Präzedenzfall für andere liberalisierte Strommärkte darstellen. 9 LITERATURHINWEISE [1] C. Kawann, R. Schneider, St. Ressl: Workshop für potentielle Marktteilnehmer am EXAA-Spotmarkt-System ; Workshop am 12. Dezember 2000; Graz. [2]