Trends in German and European Electricity

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1 Trends in German and European Electricity WP-GE-14 Die deutschen Märkte für Elektrizitätserzeugung: Markt braucht aktive Wettbewerbspolitik Christian von Hirschhausen Präsentation bei der Veranstaltung Vorrang für Markt und Wettbewerb des Hessisches Ministerium für Wirtschaft, Verkehr und Landesentwicklung / Vertretung des Landes Hessen beim Bund (29. November 2006) Dresden University of Technology DREWAG-Chair for Energy Economics

2 Die deutschen Märkte für Elektrizitätserzeugung: Markt braucht aktive Wettbewerbspolitik Prof. Dr. Christian von Hirschhausen mit dem Kompetenzteam Elektrizitätswirtschaft Technische Universität Dresden Lehrstuhl für Energiewirtschaft und Public Sector Management Vorrang für Markt und Wettbewerb Hessisches Ministerium für Wirtschaft, Verkehr und Landeswentwicklung / Vertretung des Landes Hessen beim Bund 29. November 2006, Berlin -1-

3 The Chair of Energy Economics and Public Sector Management (Energy Economics, EE 2 ) was established within the Department of Business Management and Economics at Dresden University of Technology in has the mission to provide high-quality, independent, theoretical and applied research, teaching and consulting in the fields of energy economics and public sector management chooses an inter-disciplinary approach of technical, economic and managerial aspects cooperates manifold with companies, industrial organizations, and regulators: -2-

4 Research Program Trends in German and European Electricity provides timely background research and policy analysis on a variety of issues focus on current developments in Germany as well as the future progress of the European market at present focus on modeling of electricity markets - Network modeling - Wind energy integration - Pricing issues and market analysis - Regulation -3-

5 Recent Publications: Trends in German and European Electricity WP-GE-13 Andreas Ehrenmann, Giorgia Oggioni, Ina Rumiantseva and Yves Smeers: Introduction of CO 2 Emission Certificates in a Simplified Model of the Benelux Electricity Network with Small and Large Consumers. WP-GE-12 Till Jeske: Alternative Grid Extension Measures Due to Additional Offshore Wind Energy in the German North Sea - A Model with Particular Consideration to Cross-Boarder Flows to Benelux Countries. WP-GE-11 Hannes Weigt: A Time-Variant Welfare Economic Analysis of a Nodal Pricing Mechanism in Germany. WP-GE-10 Karen Freund, Hannes Weigt, Till Jeske: Nodal Pricing of the European Electricity Grid - A Welfare Economic Analysis for Feeding-in Offshore Wind Electricity. WP-GE-09 Claude Crampes, Jean-Michel Glachant, François Lévêque et al.: Brief Academic Opinion of Economic Professors and Scholars on the Project of Acquisition of Endesa by Gas Natural. WP-GE-08 Florian Leuthold, Ina Rumiantseva, Hannes Weigt et al.: Nodal Pricing in the German Electricity Sector A Welfare Economics Analysis, with Particular Reference to Implementing Offshore Wind Capacities. WP-GE-07 Georg Zachmann: Convergence of Electricity Wholesale Prices in Europe? A Kalman Filter Approach. WP-GE-06 Jürgen Apfelbeck, Astrid Cullmann and Christian von Hirschhausen: Efficiency Analysis of East European Electricity Distribution Utilities - Legacy of the Past? WP-GE-05 Christian von Hirschhausen, Astrid Cullmann and Andreas Kappeler: Analysis of German Electricity Distribution Utilities - Non-Parametric and a Parametric Test. WP-GE-02 Till Jeske and Christian von Hirschhausen: Offshore Windenergie - Studie zur betriebswirtschaftlichen Rentabilität von Offshore-Windparks in der deutschen Nord- und Ostsee. WP-GE-01 Till Jeske: Offshore Windenergie Windprognosen und profile auf hoher See und Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen. Contact: florian.leuthold@mailbox.tu-dresden.de or hannes.weigt@mailbox.tu-dresden.de -4-

6 Agenda Problemstellung 3 Thesen Schlussfolgerungen -5-

7 1. Problemstellung: Anstieg der Elektrizitätspreise seit Beginn des liberalisierten Handels Aber: Kein automatisches Zeichen nicht-funktionierender Märkte Durchschnittliche EEX-Spotpreise (7 Tage, gleitend) Peak [8-20] Offpeak [20-8] /MWh Okt. 06 Jul. 06 Apr. 06 Jan. 06 Okt. 05 Jul. 05 Apr. 05 Jan. 05 Okt. 04 Jul. 04 Apr. 04 Jan. 04 Okt. 03 Jul. 03 Apr. 03 Jan. 03 Okt. 02 Jul. 02 Apr. 02 Jan. 02 Quelle: EEX,

8 Referenzmodell: Wettbewerblicher Elektrizitätsmarkt Transport Erzeuger Handel Händler Börsen OTC Verteiler Kunden -7-

9 Referenzmodell einer wettbewerblichen Elektrizitätswirtschaft Große Anzahl voneinander unabhängiger Elektrizitätserzeuger Großer Markt, über Ländergrenzen hinweg Vertikale Trennung zwischen Erzeugern und Netzbetreibern Effiziente Regulierung insbesondere des Netzes aber auch der restlichen Wertschöpfungskette Weitere ordnungspolitischen Begleitmaßnahmen -8-

10 Agenda Problemstellung 3 Thesen Schlussfolgerungen -9-

11 3 Thesen 1. Wettbewerb ist gut, mehr Wettbewerb ist besser 2. Die Wettbewerbsintensität auf den deutschen Elektrizitätsmärkten ist entwicklungsfähig 3. Eine aktive Wettbewerbspolitik ist notwendig, um den Wettbewerb in Deutschland zu intensivieren -10-

12 Ordnungspolitischer Ansatz: Wettbewerb ist gut Wettbewerb fördert die Effizienz und die Transparenz eines marktwirtschaftlichen Wirtschaftssystems senkt Preise erhöht den Informationsstand der Verbraucher erzeugt Innovationsanreize und steigert die gesamtwirtschaftliche Wohlfahrt. Ordnungspolitische Grundüberzeugung: Grenzkostenbepreisung als Grundrecht des Verbrauchers (Eucken, 1952) -11-

13 Preis- und Mengenbildung im Wettbewerb und im Monopol Preis [ /MWh] Grenzerlös Monopol -preis Nachfrage > Merit Order ~ Angebotsfunktion Wettbewerbsmenge Monopolmenge < -12- Wettbewerbspreis Menge [MWh]

14 Strategie der Zurückhaltung: Physische Zurückhaltung Preis [ /MWh] Nachfrage Merit Order p M p W Ein Kraftwerk wird aus strategischen Gesichtspunkten aus dem Markt genommen q M q W Menge [MWh] -13-

15 Strategie der Zurückhaltung: Finanzielle Zurückhaltung Preis [ /MWh] Nachfrage Merit Order p M p W Ein Kraftwerk bietet aus strategischen Gesichtspunkten über Grenzkosten q M q W Menge [MWh] -14-

16 Auswirkungen von Marktmachtausübung Marktmachtausübung führt zu einer Erhöhung der Deckungsbeiträge der Anbieter auf Kosten der Konsumenten und zu einem Verlust an sozialer Wohlfahrt. Preis p M Angebot Umverteilung von Konsumenterente zu Produzentenrente: Zusätzlicher Deckungsbeitrag der Unternehmen p* Nachfrage Verlust an Konsumentenrente Verlust an Produzentenrente Wohlfahrtsverlust q M q* Menge -15- Quelle: In Anlehnung an Stoft (2002, S.333)

17 Mehr Wettbewerb(er) ist besser! Mehr Anbieter führen zu geringeren Preisen Preis Marktpreis Ausbringungsmenge Menge Ausbringungsmenge bei vollständigem Wettbewerb Grenzkosten c Monopol Anbieteranzahl n geg: Cournotwettbewerb mit n symmetrischen Anbietern lineare Nachfrage: p(q) = a b*q konstante Grenzkosten c -16- Quelle: Eigene Darstellung

18 Weitere Diskussionen zur Grenzkostenbepreisung + Dafür - Dagegen Kurzfristige Grenzkosten Hogan (2005) Stoft (2003) Fixkostendeckung durch Preisspitzen ( peaks ) gesichert Crampton/Stoft (2005) Kapazitätszahlungen ( capacity payments ) zur Fixkostendeckung Langfristige Grenzkosten McCarthy (2002) Keine Peaks notwendig Hausmann (1998) Hausman and Myers (2002) Real Options Approach, Incumbent schlechter gestellt -17-

19 Thesen 1. Wettbewerb ist gut, mehr Wettbewerb ist besser 2. Die Wettbewerbsintensität auf den deutschen Elektrizitätsmärkten ist entwicklungsfähig 1. Großhandelsmärkte 2. Regelenergiemärkte 3. Grenzüberschreitender Wettbewerb 3. Eine aktive Wettbewerbspolitik ist notwendig, um den Wettbewerb in Deutschland zu intensivieren -18-

20 Kraftwerkskapazität und Höchstlast in Deutschland Leistung [GW] Wind Speicherw. Heizöl Erdgas Steinkohle Kernkraft davon gesicherte Leistung Nicht einsetzbare Leistung Ausfälle und Revisionen Reserve für Systemdienstleistungen muss gedeckt werden Braunkohle 0.0 Laufwasser Kraftwerksart Leistungsbilanz Jahreshöchstlast Zusätzlich kann Kraftwerkskapazität durch Vertragsleistung aus dem Ausland zur Verfügung gestellt werden (2003 ca. 3,4GW) -19- Quelle: VDEW 2004,VDN Leistungsbilanz 2003

21 Konventionelle Kraftwerkskapazität (nach Eigentümer) Der deutsche Elektrizitätsmarkt ist durch eine hohe Anbieterkonzentration gekennzeichnet. 16% 33% 13% 14% 24% RWE E.ON EnBW Vattenfall Andere -20- Quelle: RWE (2006), E.ON (2005, 2006), Vattenfall (2005), EnBW (2005), VDEW (2005)

22 Competitive Benchmarkanalyse (Müsgens, 2004) Bisher umfangreichstes Modell des deutschen Elektrizitätsmarktes. Unter Berücksichtigung einer Vielzahl technischer und externer Parameter konnte ab 2001 eine zunehmende Differenz zwischen kurzfristigen Grenzkosten und Marktpreisen festgestellt werden. Vergleich EEX-Preise und modellierte Grenzkosten (Baseload, monatlicher Durchschnitt) -21- Quelle: Müsgens (2004, S. 12)

23 Cournot-Modell mit zwei Perioden (Ellersdorfer, 2005) Cournot-Modell unter Berücksichtigung von Forwardkontrakten. Nachweis von Marktmachtmissbrauch: - EEX-Preise liegen über dem wettbewerblichen Niveau - Keine volle Ausschöpfung der Marktmacht, da die Preise noch unterhalb der modellierten Cournotpreise liegen EEX 2002 Wettbewerb /MWh Peak Offpeak Peak Offpeak Peak Offpeak Sommer Winter Zwischenzeit Preise in Deutschland, Cournotmodell ohne Forwardkontrakte -22- Quelle: In Anlehnung an Ellersdorfer (2005, S. 25)

24 Wettbewerbliches Simulationsmodell (Schwarz und Lang, 2006) Analyse der Preisentwicklung auf dem deutschen Elektrizitätsmarkt mittels fundamentaler Kostenfaktoren (Brennstoffpreise, CO 2 -Zertifikat-Preise). Der Einfluss von Marktmacht ist dabei ein nicht zu vernachlässigender Faktor. Einfluss verschiedener Faktoren auf den Marktpreis -23- Quelle: Schwarz und Lang (2006, S. 15)

25 2.2 Geringe Effizienz der Regelenergiemärkte Der deutsche Regelenergiemarkt ist unnötig zersplittert: 4 Regelzonen überhöhte Regelmengen in den Teilmärkten Überhöhte Regelkapazitäten: Vorgabe der UCTE für Sekundärreserve 1,2 GW Ausgeschriebene Sekundärreserve 3,3 GW bietet Möglichkeit Kapazitäten vom Großhandelsmarkt abzuziehen Zu große zeitliche Trennung zwischen Markt und Realisierung: Spotmarkt als Day-Ahead gestaltet eine zeitnahe Glattstellung der eigenen Energiebilanz ist für Händler nur Over-the-Counter möglich Händler sind abhängig von Ausgleichsenergien, deren Preis sie nicht beeinflussen können -24-

26 2.3 Grenzüberschreitender Handel: Preisdifferenzen und Netzausbau -25- Quelle: EC, 2005

27 Engpassmanagement zwischen Deutschland und seinen Nachbarn Zwischen Deutschland und Schweden Dänemark (Ost) Dänemark (West) Niederlande Frankreich Schweiz Österreich Tschechien Polen Methodik Zugangsbeschränkung Implizite Auktion Explizite Auktion Explizite Auktion Explizite Auktion Explizite Auktion Kein Engpass kein Engpassmanagement Explizite Auktion Explizite Auktion Die vorhandenen Kapazitäten werden nicht ökonomisch optimal genutzt -26- Quelle: ETSO, 2006

28 2. Thesen 1. Wettbewerb ist gut, mehr Wettbewerb ist besser 2. Die Wettbewerbsintensität auf den deutschen Elektrizitätsmärkten ist entwicklungsfähig 3. Eine aktive Wettbewerbspolitik ist notwendig, um den Wettbewerb in Deutschland zu intensivieren -27-

29 Aktive Wettbewerbspolitik ist notwendig für mehr Wettbewerb, effiziente Elektrizitätserzeugungsmärkte und niedrigere Preise Horizontale Entflechtung bestehender Kraftwerkskapazitäten von marktbeherrschenden Unternehmen (Divestiture) Verkauf von virtuellen Kraftwerkskapazitäten (so genannte Virtual Power Plants, VPP) Öffnung von Langfristverträgen alteingesessener Unternehmen (Release) Steigerung der nutzbaren Kuppelkapazitäten Vertikale Entflechtung zur Reduktion des Diskriminierungspotentials Aktive Förderung von Markeintritt -28-

30 Internationale Erfahrungen: Die anderen machen es ja auch Divestiture England/Wales: - Divestiture zweimal als Maßnahme angewandt: 1995 mussten die beiden dominanten Anbieter 6 GW veräußern, da die Preise nicht den zugrunde liegenden Kosten entsprachen 1998 wurden insgesamt 8 GW veräußert im Tausch gegen vertikale Integration mit Versorgern - Die Erhöhung der Anzahl der Wettbewerber führte nachweislich zu niedrigen Preisen. USA: - Zwischen 1998 und 2001 wechselten insgesamt 300 Kraftwerke (20% der Gesamtkapazität) den Besitzer Italien: musste Enel zur Förderung der Wettbewerbsintensität 25% seiner Kapazität abstoßen Belgien: - Divestiture von Electrabel im Zuge der Fusion von GdF und Suez diskutiert -29-

31 Beispiel England: Aktive Wettbewerbspolitik führt zu mehr Erzeugungswetbewerb und niedrigeren Preisen -30- Quelle: Newbery, 2004

32 Wettbewerbseffekt in Englang: Supply Function Equilibria (SFE) Green and Newbery (1992) zeigen, dass die Erhöhung der Wettbewerber (von 2 auf 5) sich preissenkend auswirkt Preis Nachfrage variation Wettbewerbliche Angebotsfunktion Angebotsfunktion unter Cournot-Annahmen Angebotsbereich bei einem Duopol Menge Angebotsbereich bei einem Fünf-Fimen- Oligopol -31- Quelle: In Anlehnung an Newbery (1998, S.732)

33 Internationale Erfahrungen: VPPs Niederlande: - Versteigerung von 900 MW Kapazität im Zuge der Nuon/Essent-Fusion angedacht - 90 Einzelkontrakte mit 5 Jahren Laufzeit - Essent, Electrabel und Nuon von der Auktion ausgeschlossen - Nach rechtlichen Auseinandersetzungen und Marktneueintritten reduktion auf 200 MW Belgien: - Versteigerung von 1200 MW im Zuge der Übernahme mehrerer regionaler Verteilungsunternehmen durch Electrabel - Laufzeit von 3 bis 36 Monaten, ⅓ als Spitzenlast, ⅔ als Grundlast Frankreich: - Beim Erwerb einer Minderheitenbeteiligung an der EnBW insgesamt 6 GW zu veräußern - Wirksamkeit von VPP reduziert, da es EDF möglich war, einen Teil der versteigerten Menge zurück zu kaufen Deutschland: - Erste Versuche von RWE -32-

34 3 Thesen Problemstellung 3 Thesen Schlussfolgerungen -33-

35 3. Schlussfolgerungen Mehr Wettbewerb führt zu niedrigeren Preisen Die Wettbewerbsintensität auf den deutschen Elektrizitätsmärkten ist entwicklungsfähig Strukturreformen sind aus ökonomischer Sicht ein sinnvolles, im internationalen Kontext auch durchaus übliches Instrument aktiver Wettbewerbspolitik -34-

36 Referenzen Crampton, Peter, and Steven Stoft (2006): The Convergence of Market Designs for Adequate Generating Capacity with Special Attention to the CAISO s Resource Adequacy Problem. Berkeley, California, White Paper for the Electricity Oversight Board. Ellersdorfer, Ingo (2005): A Multi-Regional Two-Stage Cournot Model for Analyzing Competition in the German Electricity Market. Bergen, Norway, Proceedings of the 7th European Energy Conference 2005 "European Energy Markets in Transition". Eucken, Walter (1952): Grundsätze der Wirtschaftspolitik. Tübingen, J.C.B. Mohr (Paul Siebeck). Green, Richard, und David Newbery (1992): Competition in the British Electricity Spot Market. The Journal of Political Economy, Vol. 100, No. 5, S Hausman, Jerry (1998): The Effect of Sunk Costs in Telecommunications Regulation. Paper presented at a Conferences at Columbia University (October 2). Hausman, Jerry, and Stewart Myers (2002): Regulating the United States Railroads: The Effect of Sunk Costs and Asymmetric Risk. Journal of Regulatory Economics, Vol. 22, No. 3, pp Hirschhausen, Christian von (2006): Infrastrukturpolitik: Mehr Wachstum durch Wettbewerb, Regulierung und Privatbeteiligung. in: Zimmermann, Klaus F. (Hrsg.) (2006): Deutschland - was nun? Reformen für Wirtschaft und Gesellschaft. München, Beck im dtv, S Hogan, William (2005): On an Energy Only Electricity Market Design for Resource Adequacy. Cambridge, Center for Business and Government, John F. Kennedy School of Government, September 23, Kumkar, Lars (1998): Privatwirtschaftliche Koordinierungsstrukturen in vertikal strukturierten Industrien: Eine Analyse der Stromwirtschaft auf Grundlage der neuen Institutionenökonomik. Kieler Arbeitspapier Nr Kiel, Institut für Weltwirtschaft. McCarthy (2002): Transportation Economics. Newbery, David (1997): Privatisation and Liberalisation of Network Utilities. University of Cambridge, Department of Applied Economics. Müsgens, Felix (2004): Market Power in the German Wholesale Electricity Market. EWI Working Paper, No , Energiewirtschaftliches Institut an der Universität zu Köln. Schmidt, Ingo (2005): Wettbewerbspolitik und Kartellrecht. Eine interdisziplinäre Einführung. Stuttgart, Lucius & Lucius. Schmidtchen, Dieter (2005): Effizienz als Leitbild der Wettbewerbspolitik: Für einen more economic approach. German Working Papers in Law and Economics. Vol. 2005, No. 3. Schwarz, Hans-Günter und Christoph Lang (2006): The Rise in German Wholesale Electricity Prices: Fundamental Factors, Exercise of Market Power, or Both? IWE Working Paper Nr. 02, Institut für Wirtschaftswissenschaft, Universität Erlangen-Nürnberg. Stoft, Steven (2002): Power System Economics: Designing Markets for Electricity. Piscataway, NJ, IEEE Press, Wiley-Interscience. Willems, Bert (2006): Virtual Divestitures, Will They Make a Difference? Cournot Competition, Option Markets and Efficiency. European University Institute, Italy. -35-

37 Die deutschen Märkte für Elektrizitätserzeugung: Markt braucht aktive Wettbewerbspolitik Prof. Dr. Christian von Hirschhausen mit dem Kompetenzteam Elektrizitätswirtschaft Technische Universität Dresden Lehrstuhl für Energiewirtschaft und Public Sector Management Vorrang für Markt und Wettbewerb Hessisches Ministerium für Wirtschaft, Verkehr und Landeswentwicklung / Vertretung des Landes Hessen beim Bund 29. November 2006, Berlin -36-