Handel mit Strom aus erneuerbaren Energien

Kombination von Prognosen

verfasst von: Dietmar Richard Graeber

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

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Über dieses Buch

Der starke Anstieg der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien in Deutschland im Rahmen der Energiewende führt zu einer fundamentalen Veränderung des Strommarktes. Für die Marktakteure erfordert dies den Aufbau einer Vielzahl neuer Kompetenzen und Prozesse. Beim Handel mit Strom aus erneuerbaren Energien ist hierbei insbesondere die zur Vermarktung eingesetzte Prognose von Bedeutung. Weicht eine Prognose von der tatsächlich erzeugten Strommenge ab, können sehr hohe Kosten entstehen. Im vorliegenden Buch werden zunächst die Grundzüge des Handels mit Strom aus erneuerbaren Energien vorgestellt. Im Anschluss folgt ein Überblick über verschiedene Verfahren zur Prognose der Stromerzeugungsleistung aus erneuerbaren Energien. Darauf aufbauend werden verschiedene Ansätze zur Kombination mehrerer Leistungsprognosen diskutiert. Die Vorstellung eines vom Autor entwickeltes Kombinationsverfahren auf Grundlage eines Kostenminimierungsansatzes stellt den Abschluss dar. Hiermit ist eine signifikante Reduzierung der Kosten des Handels mit Strom aus erneuerbaren Energien möglich. Das Kombinationsverfahren ist grundsätzlich auf andere Problemstellungen bei der Absatz- oder Beschaffungsprognose übertragbar.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Einleitung

Zusammenfassung

Die Erzeugung von elektrischem Strom aus erneuerbaren Energien (EE) hat in Deutschland seit Beginn der 1990er Jahre stark an Bedeutung gewonnen. Deren Anteil an der gesamten deutschen Stromerzeugung stieg so von 3,6 % im Jahr 1990 auf 21,9 % im Jahr 2012. An der installierten Kraftwerksleistung betrug der Anteil zum Jahresende 2012 sogar bereits 43 %. Hauptgrund für das starke Wachstum ist neben dem technischen Fortschritt im Bereich des Anlagenbaus die umfangreiche gesetzliche Förderung, die den gesellschaftlichen und politischen Willen den Anteil von EE in der Stromerzeugung zu erhöhen, zum Ausdruck bringt. Geregelt ist die Förderung im Gesetz für den Vorrang erneuerbarer Energien, kurz Erneuerbare Energien Gesetz (EEG). Neben der Wasserkraft, die bereits vor 1990 in größerem Umfang zur Stromerzeugung eingesetzt wurde und deren Kapazitäten nur leicht angestiegen sind, werden in Deutschland hauptsächlich Biomasse sowie Wind- und Sonnenenergie als erneuerbare Energieträger zur Stromerzeugung verwendet.

Dietmar Richard Graeber

2. Handel mit Strom aus erneuerbaren Energien

Zusammenfassung

Elektrischer Strom als gerichteter Transport von elektrischer Ladung ist nach der Erzeugung und Einspeisung in das Stromnetz ein vollkommen homogenes Gut. Eine Differenzierung von Strom aus EE und aus konventionellen Energieträgern ist daher nach der Einspeisung nicht mehr möglich. Der Handel mit Strom aus EE unterscheidet sich deswegen in vielen Punkten nicht von dem mit Strom aus konventionellen Energieträgern und wird weitestgehend auf den gleichen Märkten durchgeführt. Dennoch gibt es einige Unterschiede. So können beispielsweise Anlagen zur Stromerzeugung aus EE in vielen Fällen nicht beliebig gesteuert werden, da der Energieträger nicht speicher- oder lagerbar ist. Dies hat zur Folge, dass beim Handel mit Strom aus fluktuierenden EE wie Wind- und Sonnenenergie eine Prognose von großer Bedeutung ist. Zudem müssen bei nach dem EEG geförderten Strom aus EE, verschiedene gesetzliche Rahmenbedingungen beachtet werden.

Dietmar Richard Graeber

3. Prognose der Stromerzeugung aus fluktuierenden Energiequellen

Zusammenfassung

Zielsetzung bei der Prognose der Stromerzeugung aus fluktuierenden Energieträgern wie Sonnen- oder Windenergie sind Aussagen über die Höhe der zukünftigen Erzeugungsleistung von Kraftwerken, die entsprechende Energieträger einsetzen. Hierzu wurde in der Vergangenheit eine Vielzahl von Verfahren entwickelt. Grundlage eines Großteils der Verfahren ist eine Betrachtung aller wesentlichen Faktoren, welche die Erzeugungsleistung beeinflussen. Bei fluktuierenden EE sind dies insbesondere das Dargebot des verwendeten Energieträgers und der Wirkungsgrad der bei der Umwandlung des Energieträgers in elektrische Energie in Abhängigkeit des Dargebots erzielt wird.

Dietmar Richard Graeber

4. Kombination von Prognosen

Zusammenfassung

Die Vielfältigkeit der dargestellten Ansätze zur Leistungsprognose hat häufig deutlich verschieden ausgestaltete Prognosesysteme zur Folge. So kann in unterschiedlichen Zeiträumen, mit unterschiedlichen Prognosehorizonten oder für unterschiedliche Anlagenstandorte ein jeweils anderes Prognosesystem die besten Ergebnisse hinsichtlich einer ausgewählten Kennzahl zur Messung der Prognosequalität erzielen. Ein System, das alle anderen in jeder denkbaren Situation dominiert, wurde aufgrund der sehr verschiedenen Anforderungen bisher nicht entwickelt. Im Rahmen des Handels mit Strom aus EE stellt sich daher die Frage, wie vor diesem Hintergrund verschiedene Prognosesysteme zur Minimierung der Kosten des Handels mit Strom aus EE eingesetzt werden können.

Dietmar Richard Graeber

5. Ein Verfahren zur Kombination von Leistungsprognosen beim Stromhandel

Zusammenfassung

Die anhand der Literaturquellen in Kapitel 4 dargestellten empirischen Studien zeigen, dass eine Kombination mehrerer Leistungsprognosen ein möglicher Ansatz zur Steigerung der Prognosequalität ist. Für den Handel mit Strom aus EE ergibt sich somit die Möglichkeit den Fehler der eingesetzten Prognose als ein wesentliches Kostenelement zu verringern, falls mehrere Prognosesysteme verfügbar sind. Keine der Studien zur Kombination von Leistungsprognosen richtet sich jedoch speziell an den Anforderungen des Stromhandels aus. So werden z. B. die Kosten, die durch eine hohe Volatilität der Prognosen mit abnehmendem Prognosehorizont auftreten können, nicht entsprechend in den Verlustfunktionen berücksichtigt.

Dietmar Richard Graeber

6. Schlussbetrachtung

Zusammenfassung

„Der Wind weht, wo er will. Du hörst zwar sein Rauschen, aber woher er kommt und wohin er geht, weißt du nicht.“

Bereits in der Bibel symbolisiert der Wind einen durch den Menschen nicht beeinflussbaren und nur schwer durchschaubaren Sachverhalt. Heute sind zwar die wesentlichen Zusammenhänge bei der Entstehung von Wind bekannt, noch immer liegt eine Lenkung der großräumigen Windsysteme jedoch weit außerhalb der menschlichen Möglichkeiten. Für die Windkraft, genauso wie für die Photovoltaik, bedeutet dies, dass die Stromerzeugungsleistung nicht steuerbar, sondern abhängig vom Dargebot des zugrunde liegenden Energieträgers ist. Da in Deutschland der Anteil EE an der Stromerzeugung inzwischen eine signifikante Größe erreicht hat, sind Prognosen der Erzeugungsleistung von großer Bedeutung für das Stromversorgungssystem.

Dietmar Richard Graeber

Backmatter

Titel: Handel mit Strom aus erneuerbaren Energien
verfasst von: Dietmar Richard Graeber
Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden
Electronic ISBN: 978-3-658-03642-3
Print ISBN: 978-3-658-03641-6
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-658-03642-3