Emissionsrechte, Energie und Produktion

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1 Emissionsrechte, Energie und Produktion Verknappung der Umweltnutzung und produktionswirtschaftliche Planung Von Dr. Wolf Fichtner ERICH SCHMIDT VERLAG

2 Bibliografische Information der Deutschen Bibliothek Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über abrufbar. ISBN Alle Rechte vorbehalten Erich Schmidt Verlag GmbH & Co., Berlin Dieses Papier erfüllt die Frankfurter Forderungen der Deutschen Bibliothek und der Gesellschaft für das Buch bezüglich der Alterungsbeständigkeit und entspricht sowohl den strengen Bestimmungen der US Norm Ansi/Niso Z als auch der ISO Norm Druck: Strauss, Mörlenbach

3 IX Abbildungsverzeichnis... XV Tabellenverzeichnis... XVII 1 Einleitung Ausgangslage und Problemstellung Zielsetzung und Lösungsweg Klimaschutz und Zertifikathandelsansätze Treibhausgasemissionen und Minderungsziele in Europa Zertifikathandelsansätze als klimapolitisches Instrument Einordnung von Zertifikathandelsansätzen in das System umweltpolitischer Instrumente CO 2 -Zertifikathandelsansätze Prinzipielle Ausgestaltungsformen eines Emissionsrechtehandels für Treibhausgase Zur konkreten Ausgestaltung des europäischen CO 2 -Zertifikathandels Offene Fragestellungen und potenzielle Problembereiche der europäischen Emissionshandelsrichtlinie Zur Marktentwicklung und Handelsabwicklung Bereits existierende Handelsansätze für Emissionsrechte Auswirkungen eines CO 2 -Emissionsrechtehandels auf die Entwicklung von Schadstoffemissionen am Beispiel Baden-Württembergs Die Energiewirtschaft als zentraler Akteur im europäischen CO 2 -Zertifikathandel Aufgaben und Unternehmen der Energiewirtschaft Energie als Produktionsfaktor Spezifika der Elektrizitätsbereitstellung Besonderheiten der strategischen Planung im Elektrizitätsbereich Auswirkungen der Liberalisierung auf die strategische Planung im Elektrizitätsbereich Strategische Planung im Rahmen eines europäischen Wettbewerbsmarkts Einschränkung des Planungsraums durch Re-Regulierungstendenzen Zur Berücksichtigung von Unsicherheiten in der strategischen Planung Zur Preisbildung bei leitungsgebundenen Energien Modelle zur Planung im Energiebereich Top-Down Modelle makroökonomischer Prägung Bottom-Up Modelle mikroökonomischer Prägung Exkurs: Nachhaltigkeit im Energiebereich...53

4 X 4 Zur Einordnung der neuen Produktionsfaktoren aufgrund von Klimaschutzvorgaben Charakteristika von Produktionsfaktoren Zwei neue Produktionsfaktoren aufgrund des Emissionsrechtehandels Zur Charakterisierung des Produktionsfaktors Emissionsrechte Zur Charakterisierung des Produktionsfaktors Berechtigungen Unternehmerische Planung bei Emissionsrechten als neuem Produktionsfaktor Strategische Unternehmensplanung Strategisches Produktionsmanagement Strategisches Produktionsmanagement bei Emissionsrechten als neuem Produktionsfaktor Exkurs: Von den neuen Rahmenbedingungen betroffene Unternehmensbereiche und Akteure Der Zertifikatpreis als zentrales Element für die Entwicklung einer Unternehmensstrategie Unternehmerische Handlungsmöglichkeiten bei CO 2 -Minderungsvorgaben Das Vereinfachungsproblem bei modelltechnischen Analysen zum Emissionsrechtehandel Investitions- und Produktionsplanung von EVU innerhalb eines europäischen Strom- und Zertifikatmarktsystems Einleitung Entwicklung eines Modells zur Investitions- und Produktionsplanung unter Berücksichtigung der neuen Rahmenbedingungen Zur Eignung bestehender Modellansätze Kurzdarstellung eines Modells zur Nachbildung des europäischen Zertifikathandels im Energiebereitstellungssektor Mathematische Beschreibung des Modells Kritische Reflexion des entwickelten Modells Anwendung des entwickelten Modells Datenbasis Unterstellte Rahmenannahmen Modellergebnisse Investitions- und Produktionsplanung im Rahmen eines europäischen Strom- und Zertifikatmarktes Zur Entwicklung des zukünftigen CO 2 -Zertifikatpreises Sensitivitäts- und Szenarioanalysen zur Berücksichtigung von Unsicherheiten Integration von strategischem Verhalten mit Hilfe eines Multi-Agenten Ansatzes Modelle zur strategischen Unternehmensanalyse bei EVU hinsichtlich CO 2 -Minderungsmaßnahmen Motivation Ausarbeitung angepasster CO 2 -Minderungsoptionen Verfahrenstechnische Modellierungsansätze...112

5 XI Bestimmung ökonomischer Größen von CO 2 -Minderungsmaßnahmen Investitionsschätzmethoden Schätzung des Investitionsbedarfs am Beispiel von gasbefeuerten Gas- und Dampfturbinenanlagen Ermittlung der jährlichen Ausgaben Bewertung von Minderungsoptionen mit Hilfe der Kennzahl Kosten pro vermiedener Tonne CO Entwicklung eines Modells zur simultanen Investitions- und Produktionsplanung bei EVU Kurzdarstellung des entwickelten Modells Mathematische Beschreibung des Modells Erweiterung des Modells um die Gewinnmaximierung Entwicklung eines Modells zur Berücksichtigung von Unsicherheiten mit Hilfe der stochastischen Programmierung Zur modelltechnischen Umsetzung der einstufigen stochastischen Programmierung Zur modelltechnischen Umsetzung der mehrstufigen stochastischen Programmierung Zur modelltechnischen Umsetzung der kombinierten stochastischen Programmierung bei Integration von Risikopräferenzen Entwicklung eines Modells zur simultanen Investitions-, Produktions- und Finanzplanung bei EVU Entwicklung eines Modells zur adäquaten Modellierung fluktuierender Energiequellen Anwendung der entwickelten Methodik zur Analyse unternehmensinterner CO 2 -Minderungsmaßnahmen Systemgrenzen Unterstellte Rahmenannahmen für die ökonomische Optimierung Berücksichtigte Unsicherheiten Ergebnisse der Optimierung Unternehmenskooperationen als Handlungsmöglichkeit bei Klimaschutzvorgaben Motivation Unternehmenskooperationen Zur Charakterisierung von Unternehmenskooperationen Chancen von Unternehmenskooperationen Größendegressionseffekte Aspekte auf der Ebene einzelner Produktionsmittel bzw. des gesamten Produktionsprozesses Aspekte auf Betriebsebene Aspekte auf Unternehmensebene Hemmnisse bei Kooperationslösungen Exkurs: Vertrauen und Vertrauensaufbau...167

6 XII 9 Regionale Kooperationen als Handlungsoption energieintensiver Unternehmen zur Minderung der CO 2 -Emissionen Einleitung Kooperationen im Energiebereich Zur Charakterisierung von Kooperationen zwischen energieintensiven Produktionsunternehmen Entwicklung einer geeigneten Methodik zur Analyse strategischer Handlungsoptionen energieintensiver Unternehmen bei Integration unternehmensübergreifender Kooperationen Einleitung Anpassung des kombinierten Investitions- und Produktionsplanungsmodells zur Identifikation vorteilhafter Kooperationsoptionen Kurzdarstellung des entwickelten Modells Mathematische Beschreibung des Modells Konzepte der Spieltheorie zur Gewinnaufteilung bei Kooperationen Anwendung des entwickelten Modells zur Analyse unternehmensübergreifender Kooperationen im Energiebereich Systemgrenzen Modellierte CO 2 -Minderungsoptionen bei den integrierten Unternehmen Verfahrenstechnische Auslegung von Gas- und Dampfturbinenanlagen Weitere Investitionsoptionen Unterstellte Rahmenannahmen für die ökonomische Optimierung Ergebnisse der Optimierung Ergebnisse der Aufteilungsrechnung mit Hilfe spieltheoretischer Konzepte Hemmnisse für Kooperationen zwischen energieintensiven Unternehmen Contracting- und Betreibermodelle Weltweite Kooperationen als Handlungsoption der vom Emissionsrechtehandel betroffenen Unternehmen Einleitung Zur Charakterisierung von Kooperationen durch JI- bzw. CDM-Projekte (Transaktions-)Kosten von JI- und CDM-Projekten Statistische Auswertung existierender AIJ-Projekte Transaktionskosten anderer Projekte Möglichkeiten zur Reduktion der Transaktionskosten bei der Bestimmung der Referenzentwicklung Entwicklung einer Methodik zur Integration von JI- und CDM-Projekten in die strategische Unternehmensanalyse Regionales Wirtschaften als Option zur Reduktion von CO 2 -Emissionen Einleitung Regionales Wirtschaften Regionale Beschaffungs-, Produktions- und Absatzmöglichkeiten Regionale Entsorgungsmöglichkeiten...227

7 XIII 11.3 Zur Analyse regionaler Kooperationen zwecks Minderung transportbedingter CO 2 -Emissionen im Entsorgungsbereich Charakterisierung regionaler Kooperationen zur Minderung transportbedingter CO 2 -Emissionen im Entsorgungsbereich Zur Analyse unternehmensübergreifender Kooperationen im Entsorgungsbereich Vorstellung der Fallstudie Entwicklung und Anwendung einer geeigneten Methodik Hemmnisse von unternehmensübergreifenden Kooperationen im Entsorgungsbereich Schlussfolgerungen und kritische Diskussion Zusammenfassung Literaturverzeichnis Stichwortverzeichnis...303