Erneuerbarenförderung, CO2-Vermeidung und Elektrizitätspreise Die Rolle von Preisdiskriminierung bei Erneuerbaren Energien IEWT 2013

Transkript

1 Erneuerbarenförderung, CO2-Vermeidung und Elektrizitätspreise Die Rolle von Preisdiskriminierung bei Erneuerbaren Energien IEWT 2013 Christoph Weber Dominik Schober Oliver Woll

2 Erneuerbarenentwicklung in DE 140, ,000 Hydropower Biomass * Wind energy Photovoltaics EEG: January ,000 EEG: April 2000 EEG: August 2004 [GWh] 80,000 60,000 40,000 StromEinspG: January March 2000 Amendment to BauGB: November , * Solid and liquid biomass, biogas, sewage and landfill gas, biogenic share of waste; electricity from geothermal energy not presented due to negligible quantities produced; 1 GWh = 1 Mill. kwh; StromEinspG: Act on the Sale of Electricity to the Grid; BauGB: Construction Code; EEG: Renewable Energy Sources Act; source: BMU-KI III 1 according to Working Group on Renewable Energy-Statistics (AGEE-Stat); image: BMU / Christoph Edelhoff; as at: March 2012; all figures provisional Source: BMU 2011

3 Das Wichtigste in Kürze Frage: Welches Instrument unterstützt welches normative politische Ziel? Politisches Ziel: Maximierung der Konsumentenrente Wohlfahrt Gewichtung Konsumenten-/Produzentenrente mit den Steuerungsinstrumenten First-best (CO2-Zertifikate, Pigou-Steuer) Second-best (Einspeisevergütung, Quote) Ergebnis: First-best -Instrumente sind zwar effizient ABER: Second-best -Instrumente können durch Preisdiskriminierung gezielt die langfristig steigenden Grenzkosten der Erneuerbaren berücksichtigen senken Endkundenpreise und unterstützen damit stärker Konsumenten abhängig vom normativen politischen Ziel kann ein second-best -Instrument aus Wohlfahrtssicht vorteilhaft sein

4 Agenda 1. Motivation 2. Against the economic gods? Gründe für eine spezifische Erneuerbarenförderung 3. Auswirkungen der Erneuerbarenförderung in einem partiellen Gleichgewichtsmodell 4. Schlussfolgerungen 4

5 Ansätze / Instrumente zur Erneuerbarenförderung 1. CO2-Zertifikate Markt / Pigou-Steuer 2. Quotensystem für Erneuerbare z.b. ROCs in UK, Green Certificates in NO/SE 3. Marktprämien oder Bonusmodelle z.b. (erlösstabilisierende) Marktprämie in DE mit EEG-Novelle 12, oder für Wind in ES 4. Feste Einspeisevergütung z.b. klassisch EEG in DE, zahlreiche Fördersysteme in vielen EU-Staaten und anderswo 5. Tender / Versteigerungen z.b. Offshore-Wind in DK und UK 5

6 Ziele der Instrumente zur Erneuerbarenförderung Ö1) Reduktion von Treibhausgasemissionen Ö2) Geringe ökonomische Gesamtsystemkosten (produktive/allokative Effizienz) E1) Erreichung der Ausbauziele für Erneuerbare als pol. Ziel an sich E2) Geringe Kosten für Konsumenten E3) Geringe Kosten für energieintensive Unternehmen im internat. Wettbewerb Z1) Umstellung auf dezentralisierte Erzeugungsstrukturen Z2) Schaffung von Arbeitsplätzen und industrielles Know-How 6

7 Ziele der Instrumente zur Erneuerbarenförderung Ö1) Reduktion von Treibhausgasemissionen Ö2) Geringe ökonomische Gesamtsystemkosten (produktive/allokative Effizienz) Umfassendes THG-Zertifikatesystem oder Pigou-Steuer Erstbeste (First-best)-Lösungen in der Umweltökonomik 7

8 Ziele der Instrumente zur Erneuerbarenförderung Ö1) Reduktion von Treibhausgasemissionen Ö2) Geringe ökonomische Gesamtsystemkosten (produktive/allokative Effizienz) E1) Erreichung der Ausbauziele für Erneuerbare als pol. Ziel an sich Umfassendes Grüne Zertifikate-System Erstbeste (First-best)-Lösung, um EE-Ziele zu erreichen 8

9 Ziele der Instrumente zur Erneuerbarenförderung Ö1) Reduktion von Treibhausgasemissionen Ö2) Geringe ökonomische Gesamtsystemkosten (produktive/allokative Effizienz) E1) Erreichung der Ausbauziele für Erneuerbare als pol. Ziel an sich E2) Geringe Kosten für Konsumenten Differenzierte Förderung nach Technologieklassen Normative wohlfahrtsökonomische Begründung: Konsumentenrentenziel statt Maximierung der Wohlfahrt aus Produzenten- und Konsumentenrente 9

10 Kosten /MWh Effizienzanreize Einheitlicher Zertifikatepreis Effizienzanreize vs. Eliminierung von Produzentenrenten Zielausbaumenge Potential GWh Basepreis Kosten /MWh Differenzierte Tarife Effizienzanreize Basepreis Zielausbaumenge Potential GWh

11 Ziele der Instrumente zur Erneuerbarenförderung Ö1) Reduktion von Treibhausgasemissionen Ö2) Geringe ökonomische Gesamtsystemkosten (produktive/allokative Effizienz) E1) Erreichung der Ausbauziele für Erneuerbare als pol. Ziel an sich E2) Geringe Kosten für Konsumenten E3) Geringe Kosten für energieintensive Unternehmen im internat. Wettbewerb Diskriminierende Ausgestaltung der Erneuerbarenumlagen verlängerte Ausnahmeregelungen für energieintensive Unternehmen im EEG 2012 Ökonomische Begründung: Optimale Besteuerung bei unterschiedlichen Subsitutionselastizitäten 11

12 Agenda 1. Motivation 2. Against the economic gods? Gründe für eine spezifische Erneuerbarenförderung 3. Auswirkungen der Erneuerbarenförderung in einem partiellen Gleichgewichtsmodell 4. Schlussfolgerungen 12

13 Textbook economics : CO2-Vermeidung in first-best -Lösung GVK GSK GVK GVK R GVK GSK GVK C GVK R Kosumenten rente t* Produzenten rente E* E E 1 E 2 Optimale Vermeidung bei Schnittpunkt der Grenzschadenskosten- (GSK) und Grenzvermeidungskosten (GVK)-Kurven Die aggregierte GVK entsteht durch horizontale Aggregation der konventionellen und der erneuerbaren Erzeugung Optimale Vermeidungspolitik führt zu einem Einheitspreis für CO2-Vermeidung Wohlfahrt bzw. Wohlfahrtsgewinn wird durch Summe aus Konsumenten- und Produzentenrenten bestimmt 13

14 D max (Nicht so bekannte) Textbook economics : Langfristiges (konventionelles) Strommarktgleichgewicht K3 K2 K1 Q3 Q2 K1 Q1 C(t) G4 G3 T G2 T 0 G1 t C n (t) = c n inv + c n op t CO2-Restriktion als zusätzliche Gleichgewichtsrestriktion (Optimierungsproblem) CO2-Preis wird auf variable Kosten aufgeschlagen Steigungen der Kostenkurven und Schnittpunkte ändern sich P(t) t 1 t 2 t op p(t) = c k(t) 14 t 1 t 2 t

15 Fallstudie: 3 konventionelle Technologien, exemplarisch kalibriert auf DE Lineare Nachfragefunktion: Peak 80 GW Minimum 40 GW Stromnachfrage: 526 TWh Kapitalzins: 8 % (real) Konventionelle: Fixkosten Variable Kosten Investitions- Lebensdau kosten er Effizienz Brennstoffpreis CO2 Intensität [Mwhel [t CO2 [ /kwel] [Jahre] /MWhfu] [ /MWhBR] /MWhfu] Kohle GuD Gasturbine Erneuerbare: Bestand, geringe Kosten: 30 TWh, 30 EUR/MWh Neubau, lineare Kostenpotentialkurve: 100 TWh, min. 45 EUR/MWh, max. 95 EUR/MWh 15

16 CO2-Vermeidungskostenkurve bei Kohle-/Gas-Switch 60 [EUR/t] CO2 price [Mt] CO2 abatement 16

17 (Angenommene) Kostenpotentialkurve Erneuerbare [EUR/t] Electricity potential [EUR/MWh] CO2 price Production cost [Mt] CO2 abatement 0 17

18 Interaktionseffekte Einfache Addition der Vermeidungskostenkurven ist nicht möglich 2 Hauptgründe Fluktuierende, stochastische Einspeisung modifiziert die Residuallastkurve [MW] Load Residual Load [h] 9000 Mit steigenden Erneuerbarenausbau ändert sich auch die Grenzvermeidung zusätzlicher Erneuerbarer 18

19 CO2-Vermeidungskostenkurve für Gas und Erneuerbare im firstbest -Setting 100 [EUR/t] CO2 price [Mt] CO2 abatement 19

20 Alternative: Differenzierte Feste Einspeisevergütung (FEV) Warum sollte eine FEV zu geringeren Preisen führen? Preisdiskriminierung zwischen Erneuerbaren und anderen Energieträgern senkt den CO2-Preis für konventionelle Energie Preisdiskriminierung zwischen verschiedenen Erneuerbaren reduziert Produzentenrenten 2 Designparameter, um gegebenes CO2-Ziel zu erreichen: Erneuerbarenausbau CO2-Zertifikatepreis Anschließend: Optimierung mit Ziel der Konsumentenrentenmaximierung 20

21 Endkundenpreise FEV vs First-Best Endkundenpreis in Euro 60 1st-best, WF_max nd-best, KR_max 30 1st-best, KR_max CO2 Emissionen/Vermeidung in Mt 21

22 Erneuerbaren-Ausbau und CO2-Preis unter Konsumentenrentenmaximierung 50 [EUR/t] 45 CO2 price [TWh] Renewable production [Mt] CO2 abatement 22

23 Agenda 1. Motivation 2. Against the economic gods? Gründe für eine spezifische Erneuerbarenförderung 3. Auswirkungen der Erneuerbarenförderung in einem partiellen Gleichgewichtsmodell 4. Schlussfolgerungen 23

24 Schlussfolgerungen Aus Endkundensicht ist eine gut designte FEV besser als eines der beiden first-best -Instrumente Aus Wohlfahrtssicht trifft jeweils das Gegenteil zu insbesondere die Staatseinnahmen sind bei der FEV geringer Zwei Effekte können voneinander getrennt werden Preisdiskrimierung zwischen erneuerbaren und konventionellen Technologien Preisdiskrimierung zwischen verschiedenen erneuerbaren Technologien Das ist kein Argument für schlecht designte FEVs 24