Ökonomische Analysen zu Marktdesign und Netzregulierung
Wir adressieren die zunehmende Komplexität des Designs von Energiemärkten durch detaillierte ökonomische Analysen der Interdependenzen zwischen volatiler Erzeugung und Systemstabilität. Ein Schwerpunkt liegt auf der räumlichen Dimension der Strompreisbildung. Hierbei evaluieren wir die Wohlfahrtseffekte einer Gebotszonenteilung sowie deren Effekte auf europäische Nachbarmärkte. Im Fokus steht die Frage, inwieweit lokal differenzierte Preissignale effiziente Anreize für die Standortwahl von Erzeugern und Lasten setzen können, um Redispatch-Bedarfe langfristig zu minimieren.
Zudem rücken Kapazitätsmechanismen in den Fokus: Wir untersuchen dabei die Anreizwirkungen auf Investitionen in gesicherte Leistung und Flexibilitäten.
Im Bereich der Stromnetzregulierung sind wir in mehreren Forschungsprojekten (z.B. Quirinus Control) eingebunden. Darin geht es etwa darum, wie Verteil- und Übertragungsnetzbetreiber reguliert werden. Dabei erarbeiten wir sowohl theoretisch wie diese Regulierung konkret ausgestaltet sein könnte, als auch quantitativ, welche Auswirkungen eine veränderte Regulierung hätte. Diese Erkenntnisse sind auch für Politik und Wirtschaft relevant, beispielsweise wie die Anreizregulierung angepasst werden kann. Ein besonderer Fokus rund um die Infrastrukturregulierung liegt in der integrierten Betrachtung der Energieinfrastrukturen. Durch die Sektorenkopplung sollten diese in zunehmendem Maße als Teile eines ganzheitlichen Energiesystems verstanden werden. Forschungsarbeiten zu einer dazu passenden Regulierung ermöglichen den zielgerichteten Aus- und Neubau von Energieinfrastrukturen, um eine effiziente Versorgung mit Energieträgern zu gewährleisten.
CO₂-Preise und Klimapolitik in Europa
Wir begleiten den Transformationsprozess der Europäischen Union hin zur Klimaneutralität durch tiefgreifende Analysen zentraler Klimaschutzinstrumente. Ein Schwerpunkt liegt auf dem Emissionshandel mit Zertifikaten für den Ausstoß von Treibhausgasen (European Union Emissions Trading System, EU-ETS). Hierbei untersuchen wir insbesondere die Auswirkungen von Zertifikatspreisen auf die Grenzkosten der Stromerzeugung. Zudem wird die Wirksamkeit von Entlastungsmechanismen wie der Strompreiskompensation evaluiert, um die internationale Wettbewerbsfähigkeit energieintensiver Industrien zu bewerten.
Für die Sektoren Gebäude und Verkehr analysieren wir den Übergang von nationalen Preissystemen zum neuen EU-ETS 2. Dabei können beispielsweise mit dem Modell DIMENSION die Grenzvermeidungskosten in diesen Endverbrauchssektoren sowie potenzielle Verteilungseffekte innerhalb Europas bestimmt werden.
Koordination dezentraler Akteure und Ausgestaltung von Netzentgelten
Im Kontext der Energiewende sind zunehmend dezentrale Technologien mit relevantem Flexibilitätspotenzial Teil des Energiesystems. So können beispielsweise Elektrofahrzeuge oder Wärmepumpen ihre Stromnachfrage grundsätzlich in gewissem Maße anpassen, wodurch eine kostengünstigere Stromversorgung ermöglicht wird. Auch Industriebetriebe verfügen teils über flexible oder flexibilisierbare Prozesse.
Neben Preissignalen aus dem (Großhandels-)Strommarkt trägt auch ein konsistentes Anreizsystem durch eine entsprechende Ausgestaltung der Netzentgelte zu einer systemdienlichen Nutzung der vorhandenen und entstehenden Flexibilität bei. Wir untersuchen in diesem Kontext Ausgestaltungsoptionen solcher dezentraler Koordinationsmaßnahmen, beispielsweise lokaler Flexibilitätsmärkte, um den Netzausbaubedarf durch das gleichzeitige Laden von Elektrofahrzeugen zu reduzieren. Zudem untersuchen wir in verschiedenen Forschungsprojekten, inwieweit Anpassungen des netzregulatorischen Rahmens dazu beitragen können, die Nutzung der Flexibilitätspotenziale seitens der Netzbetreiber besser anzureizen.
Zusammenarbeit mit den anderen Research Areas
Gemeinsam mit dem Bereich Electricity werden Marktdesign-Fragen im Stromsektor untersucht, unter anderem durch den Einsatz von quantitativen Modellen. Mithilfe des EWI-eigenen Modells DIMENSION können wir so beispielsweise Auswirkungen der nationalen und europäischen Klimapolitik im Energieversorgungssystem modellieren. Verschiedene Gebotszonenkonfigurationen im Kontext des europäischen flow based market couplings können mit dem EWI-eigenen Modell SPIDER untersucht werden. Gemeinsam mit dem Bereich Energy Commodities untersuchen wir unter anderem die Wirkung der Wasserstoffregulierung auf den Hochlauf dieses Marktes. Beispielsweise werden verschiedene Fördermechanismen analysiert oder die systemoptimale Verortung von Elektrolyseuren untersucht.
Im Rahmen des Forschungsprogramms Integriertes Strommarktdesign widmet sich das EWI, gefördert durch die Gesellschaft zur Förderung des EWI e.V., umfassenden Fragen zur effizienten Gestaltung der Energiewende. Da der Ausbau erneuerbarer Energien und Stromnetze hohe Investitionen erfordert, wird untersucht, wie ein passendes Marktdesign Investitions- und Betriebsentscheidungen optimieren kann.
