Ansätze zur betriebsergebnisgestützten Optimierung der Verfügbarkeit von Kraftwerken

Mit dem deutschen Wirtschaftswunder begann für die deutsche Elektrizitätswirtschaft zunächst eine Zeit rasant wachsender Nachfrage nach elektrischer Energie.¹ Die Elektrizitätsversorgungsunternehmen (EltVU) begegneten dieser Herausforderung mit immer größeren Kraftwerkseinheiten und verbesserten Anlagenwirkungsgraden, die gleichzeitig sinkende Stromerzeugungskosten mit sich brachten. Mit den Energiepreiskrisen der 70er Jahre endete die Aufschwungphase, und geringere Steigerungen des Stromabsatzes traten ein. Höhere Primärenergiekosten begleitet von starken Lohnsteigerungen ließen die Strompreise im Anschluß daran deutlich ansteigen. Dies und die seit einiger Zeit verstärkt erhobene Forderung nach wettbewerbsfähigen Preisen für Elektrizität brachte für die EltVU das Erfordernis nach Kostensenkung in allen Bereichen der Stromversorgung — auch bei der Erzeugung von elektrischer Energie — mit sich.² Die Ablösung des traditionellen angebotsmonopolistischen Ordnungsrahmens für die deutsche Elektrizitätsversorgung durch ein Wettbewerbssystem im Zuge der Liberalisierung des Elektrizitätsbinnenmarkts in der Europäischen Union sowie die jüngste Novellierung des deutschen Energiewirtschaftsgesetzes (EnWG) verstärkt diesen Druck weiter.³

An die Einführung (Teil A) schließen sich die Hauptteile B, C und D an. Teil E faßt die Untersuchung zusammen.

Die Elektrizitätsversorgung¹⁵ — und damit auch der Betrieb von Kraftwerken — ist in eine komplexe Umwelt eingebettet. Technische, wirtschaftliche, rechtliche und politische Rahmenbedingungen beeinflussen die unternehmerischen Handlungsspielräume. Eine alle Merkmale der Elektrizitätsversorgung ausführlich erläuternde Darstellung wäre nicht zielführend und würde den Rahmen der vorliegenden Arbeit sprengen. In diesem Kapitel wird daher nur in komprimierter und teilweise vereinfachender Weise auf diejenigen Aspekte eingegangen, die im Hinblick auf die Verfügbarkeit von Kraftwerken von wesentlicher Bedeutung sind.

Nachdem im vorherigen Kapitel auf die für die vorliegende Untersuchung relevanten elektrizitätswirtschaftlichen Grundlagen sowie auf erste produktionstheoretische¹⁴⁴ Ansätze für den Kraftwerksbetrieb eingegangen worden ist, stehen aufgabenstellungsrelevante Aspekte der Verfügbarkeit von Kraftwerken im Mittelpunkt dieses Kapitels. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Beurteilung der Eignung vorhandener quantitativer und qualitativer Ansätze für die vorliegende Untersuchung.

Basierend auf den Ausführungen in den Teilen A und B werden in diesem Kapitel die Grundlagen für die Gestaltung des Modells zur Vergütung von Verfügbarkeit erarbeitet. Der Schwerpunkt des Kapitels besteht dabei in der Präzisierung der Aufgabe des Modells und des angestrebten Optimierungsmechanismus sowie in der Formulierung von allgemeinen und aufgabenstellungsbezogenen Anforderungen an das Vergütungsmodell.

Erste Erfahrungen aus der Praxis nach der Novellierung des deutschen EnWG zeigen, daß trotz Einführung von Wettbewerb bei Fortbestand der bilateralen Beziehungen die in Abschnitt 3.5 erläuterte traditionelle Vergütungsstruktur in neuen Verträgen — zumindest zunächst noch — häufig anzutreffen ist. Insofern ¡st es gerechtfertigt, die traditionelle Vergütungsstruktur für die Verfügbarkeitsoptimierung in Teil C im Grundsatz beizubehalten.

Die Zielsetzung dieses Kapitels besteht in der Ableitung von Empfehlungen zur Verfügbarkeitsoptimierung an die Betreiber der Kraftwerke vor dem Hintergrund bilateraler Verträge nach traditionellem Muster. Dazu werden zunächst für zwei unterschiedliche Kraftwerk-Kunde-Beziehungen Beispielrechnungen durchgeführt und Verfügbarkeitserlöse für verschiedene Betriebsereignisse ermittelt. Im Rahmen einer hierarchischen Struktur, die sich ausgehend von einer Betriebsführungsstrategie (zum Beispiel die Betriebskostensenkung) bis zu den damit verbundenen einzelnen Betriebsführungsmaßnahmen (beispielsweise der Austausch von verschlissenen Rohren in einem Wärmetauscher) erstreckt, liegen die ausgewählten Betriebsereignisse zwischen der Strategie und den Maßnahmen. Sie besitzen damit den Charakter von hochaggregierten Betriebsführungsmaßnahmen. Die Beurteilung der errechneten Verfügbarkeitserlöse ermöglicht dann die Ableitung von Empfehlungen für die Betriebsführung der Kraftwerke.

Die Pool-Systeme von England/Wales und Norwegen sind gegenwärtig die am längsten bestehenden stark wettbewerblich ausgerichteten Elektrizitätsmärkte. Die aus ihrer Funktionsweise resultierenden Erfahrungen können daher eine Basis für die Gestaltung eines Pool-Systems in Deutschland bilden. ⁴⁸⁸ Diese beiden Pool-Systeme dienen daher auch hier als Grundlage für die Diskussion von Ansätzen zur Verfügbarkeitsoptimierung.

In diesem Kapitel werden auf Basis der zuvor gewonnenen Erkenntnisse charakteristische Merkmale eines fiktiven Pool-Systems formuliert und Empfehlungen zur Verfügbarkeitsoptimierung in Kraftwerken, die in einem derartigen Pool-System eigenständig, also ohne übergeordnete Führung durch eine Zentrale operieren, aufgezeigt. Sofern mehrere Kraftwerke eines Unternehmens an den Pool angeschlossen sind, stellt sich über die externen, poolbezogenen Vergütungen hinaus die Problematik der internen Steuerung dieser Kraftwerke.

Nach der Vorstellung der Aufgabenstellung und der Struktur der vorliegenden Untersuchung in Teil A wird in Teil B auf grundlegende Aspekte der Verfügbarkeit von Kraftwerken im Rahmen der traditionellen Stromversorgung eingegangen.