Energie und Klima - Welche Risiken nehmen wir wahr?

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1 Energie und Klima - Welche Risiken nehmen wir wahr? Energie & Klima Professor Dr. Rüdiger Kiesel Chair for Energy Trading and Finance University of Duisburg-Essen

2 Seite 2 Energiepreise Agenda Energiepreise Welchen Wert hat ein fossiles Kraftwerk? Klimawandels und Emissionszertifikate

3 /MWh Seite 3 Energiepreise Phelix Base Phelix Base Date

4 Seite 4 Energiepreise ORGANISATION STRATEGY & FINANCING POLITICAL ENVIRONMENT MARKET DATA RWE Electricity Generation Photovoltaik Development of installed PV capacity and electricity generation in Germany ( ) 30, Installed PV capacity (MW p ) Electricity generation (GWh) 25, ,039 MW p 20, , , , ,340 Source: Federal Ministry for the Environment, Nature Conservation and Nuclear Safety, RWE Facts & Figures Updated September

5 Seite 5 Energiepreise Wind ORGANISATION STRATEGY & FINANCING POLITICAL ENVIRONMENT MARKET DATA RWE Electricity Generation Development of number of wind turbines and installed wind capacity in Germany ( ) 30, , Installed wind capacity (MW) Number of wind turbines 29,071 MW 20, , , , , Source: Federal Ministry for the Environment, Nature Conservation and Nuclear Safety, RWE Facts & Figures Updated September

6 Seite 6 Welchen Wert hat ein fossiles Kraftwerk? Agenda Energiepreise Welchen Wert hat ein fossiles Kraftwerk? Moderner Risikomanagement Ansatz Etwas Mathematik Auswirkung des politischen Risikos Klimawandels und Emissionszertifikate

7 Seite 7 Welchen Wert hat ein fossiles Kraftwerk? Power, gas and carbon prices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

8 Seite 8 Welchen Wert hat ein fossiles Kraftwerk? Clean Spark Spreads Ein Gas-Kraftwerk ist long Elektrizität, short Gas und short Carbon. In der Risikoanalyse drücken wir dies durch den Clean Spark Spread aus. V t = max{p t h G t c E E t C, 0}, (1) hier ist P t der Elektrizitätspreis, G t der Gas Preis, E t der Preis der Emissionszertifikate und C Kosten (h und c E sind Konversionsfaktoren).

9 Seite 9 Welchen Wert hat ein fossiles Kraftwerk? Risk Capturing Functionals Bannör, Scherer Bewertungsrisiken auf Grund von Parameter/Modell Unsicherheit werden durch ein "Risk-Capturing Functional" bestimmt. Diese haben folgende Eigenschaften: X Y Γ(X) Γ(Y ) λ [0, 1] : Γ(λX + (1 λ)y ) λγ(x) + (1 λ)γ(y ). Kein Risiko impliziert Γ(X) = Marktpreis. Bid-Ask Spread ergibt sich durch Γ(X) (der Ask Preis) Minus Γ( X) (der Bid-Preis).

10 Seite 10 Welchen Wert hat ein fossiles Kraftwerk? Risiko Definition Als Risikomaß nutzen wir den Average Value-at-Risk AVaR α (X) = 1 α α 0 VaR β (X)dβ. Das Parameter/Modell Risiko wird mittels des AVaR α gewichteten Bid-Ask Spreads bestimmt.

11 Seite 11 Welchen Wert hat ein fossiles Kraftwerk? Stochastisches Modell Emissions Zertifikate Gas Elektrizität E t = α E E t t + σ E E t W E t, (2) G t = e g(t)+z t, Z t = α G Z t t + σ G W G t, (3) P t = e f (t)+x t +Y t, J t modelliert dann die Sprunghöhen. X t = α P X t t + σ P Wt P, Y t = β Y t t + J t N t, (4)

12 Seite 12 Welchen Wert hat ein fossiles Kraftwerk? Kraftwerksbewertung Um ein Kraftwerk zu bewerten, berechnen wir den Erwartungswert der Summe der (diskontierten) Spark Spreads (wie in (1)) über den Bewertungszeitraum. Dies geschieht in der Regel durch Monte-Carlo Simulation im parametrischen Modell z.b. in dem oben vorgestellten. Unsicherheit in der Bewertung ergibt sich durch Ungenauigkeit der genutzten Modell-Parameter. Der Bannör-Scherer Ansatz erlaubt es diese Unsicherheit zu quantifizieren.

13 /MWh Seite 13 Welchen Wert hat ein fossiles Kraftwerk? Clean Spark Spread Clean Spark Spread Date

14 Seite 14 Welchen Wert hat ein fossiles Kraftwerk? Bewertungsrisiko aus dem politischen Risiko Installierte Kapazität: 876 MW Variable Kosten ca. 60 C/MWh Profitable Stunden pro Jahr 2010 (993), 2011 (2309), 2012 (737), Typische Investitionsannahme 3500 profitable Stunden

15 MW Seite 15 Welchen Wert hat ein fossiles Kraftwerk? Ein Tag im August Solar Wind Konventionell Stunden

16 Seite 16 Klimawandels und Emissionszertifikate Agenda Energiepreise Welchen Wert hat ein fossiles Kraftwerk? Klimawandels und Emissionszertifikate Emissionszertifikate Klimawandel

17 Seite 17 Klimawandels und Emissionszertifikate Umweltökonomie Treibhausgas (CO2) Ausstoß stellt eine Externalität im Produktionsprozess da, d.h. es werden keine Marktkosten verrechnet. Theorie: Eine Externalität kann durch eine regulatorische Massnahme korrigiert werden. Das Europäische Emissionshandelssystem (EU ETS) stellt diese regulatorische Massnahme da und soll insbesondere (kurzfristig) den Wechsel von Kohle auf Gas bewirken.

18 Seite 18 Klimawandels und Emissionszertifikate Merit Order in Deutschland im Januar 2011 Merit Order Deutschland Grenzkosten in /MWh el Min Stündliche Verbraucherlast Max Öl Gas Steinkohle Braunkohle Kernenergie Wasserkraft RWE AG Dr. Rolf Pohlig Symposium 13. Januar 2011 SEITE 2 Quelle: RWE AG, COP

19 Change in German merit order due to CO Emissionskosten verändern 2 die Merit Order Seite 19 Klimawandels und Emissionszertifikate Variable costs in /MWh Nuclear Lignite Illustrative Offer price Hard coal Gas Oil Supplied capacity in MW > M s f > M s e > A f i C t

20 Seite 20 Klimawandels und Emissionszertifikate Klimawandel Wahrscheinlichkeiten eines Temperaturanstiegs Stabilisierungsniveau (in ppmv CO2e) 2 C 3 C 4 C 5 C 6 C 7 C Wahrscheinlichkeiten (%) ein Temperaturniveau im Gleichgewicht zu übersteigen 4 Figure : aus Stern 2007 Bedenkt man, dass ein Temperaturanstieg um 5 C zu gravierenden globalen Veränderungen führen kann (die meisten wissenschaftlichen Studien schätzen ein Abschmelzen der Polkappen und Himalaya Gletscher, einen Anstieg der Meeresspiegel einhergehend mit einer Überflutung von Landflächen, die 1-2 Milliarden Menschen betrifft, Wasserknappheit für etwa 4 Milliarden Menschen und ein Absterben der Regenwälder, die gegenwärtig CO2 aufnehmen, als Konsequenzen ein, die mit einer Wahrscheinlichkeit von 90 % eintreten können), erscheint schon eine 7-prozentige Chance im 550 CO2e ppmv Szenario als sehr hoch.

21 Seite 21 Klimawandels und Emissionszertifikate Risiken der Kernkraft Greenpeace Studie (2012): Schwere Reaktorunfälle wahrscheinlicher also bisher angenommen. Erwartungswert für hohe und frühzeitige Freisetzung bei einem Reaktorunfall liegt bei 95 % Quantil liegt bei etwa = =

22 Seite 22 Klimawandels und Emissionszertifikate 4 o Turn down the heat Studie des Potsdam Institute for Climate Research für die Weltbank (Nov. 2012). Beim gegenwärtigen GHG-Ausstoß ist die Wahrscheinlichkeit einer globalen Erwärmung von 4 o C größer als 20%. Konsequenzen: Hitzewellen mit extremen Temperaturen, Dürren und Wassermangel Tropische Stürme mit Überflutungen Anstieg des Meerespiegels um mehr als 0,5 m. Unter verschärften Reduzierungsmaßnahmen kann der Temperaturanstieg noch unter 2 o C gehalten werden.

23 Seite 23 Klimawandels und Emissionszertifikate Contact Chair for Energy Trading and Finance University Duisburg-Essen Universitätsstraße Essen, Germany phone +49 (0) fax +49 (0) web: Thank you for your attention...