Zeitliche und örtliche Schwankungen der Stromerzeugung führen zu relativ großen Schwankungen im Stromangebot und bei den Strompreisen. Netzbetreiber sind zunehmend gezwungen, einzugreifen, um Angebot und Nachfrage auszugleichen und Stromausfälle zu vermeiden. Die EU-Kommission prüft daher eine mögliche Aufspaltung der deutschen Einheitspreiszone und des Day-Ahead-Marktes in kleinere Preiszonen.
Forscher der Technischen Universität München (TUM) haben gezeigt, dass kleinere Preiszonen kaum Auswirkungen auf den Strompreis oder Redispatch-Maßnahmen hätten. Der Einsatz von Nodal Pricing hingegen würde die Gesamtkosten für die Energieversorgung um 9 % senken. Die Studie ist veröffentlicht im Journal Unternehmensforschung.
Welche politischen Diskussionen gibt es zu diesem Thema und was zeigen Ihre Forschungen?
Derzeit wird darüber diskutiert, Deutschland statt der bisher einheitlichen Zone in zwei bis vier Gebotszonen aufzuteilen. Die EU-Kommission hat eine Überprüfung der Gebotszonen angeordnet, um die Preiszonen in der EU neu zu bewerten. In unserer Studie haben wir den Datensatz aus der Überprüfung der Gebotszonen verwendet, um die Entwicklung der Strompreise und die Kosten von Redispatch-Maßnahmen unter der Annahme einer Aufteilung Deutschlands in die vorgeschlagenen Gebotszonen zu analysieren. Noch nie zuvor stand ein derart umfassender Datensatz für Analysen zur Verfügung.
Darüber hinaus haben wir lokale (Knoten-)Preise berechnet. Bei einem zonalen Preissystem gilt ein einheitlicher Stundenpreis für die gesamte Gebotszone. Im Gegensatz dazu legt ein Knotensystem für jeden Knoten einen individuellen Preis fest.
Um wie viel würden die Gesamtstromkosten durch eine Knotenpreisregelung gesenkt?
Bei Strompreiszonen war abzusehen, dass es praktisch keine Unterschiede zwischen den einzelnen Zonenpreisen geben würde. Gleichzeitig würden die Preisvarianz und die Redispatch-Kosten im Vergleich zum Strompreis in einer bundesweit einheitlichen Preiszone nicht signifikant sinken. Einige Experten hatten von einer Zonenaufteilung stärkere Auswirkungen erwartet. Diese sehen wir jedoch in dem für die Überprüfung der Gebotszonen bereitgestellten Datensatz nicht.
Mit unseren Berechnungen konnten wir zeigen, dass die niedrigsten Gesamtkosten in Deutschland bei der Nutzung von Knotenpreisen anfallen würden. Im Vergleich zum Einheitspreis oder zur Zonenpreisgestaltung wären die Gesamtkosten um rund 9 % niedriger. Dies liegt insbesondere daran, dass der Marktmechanismus Netzrestriktionen berücksichtigt und es ihm gelingt, die verfügbaren Ressourcen effizient zu verteilen. Dadurch werden kostspielige Redispatch-Maßnahmen weitgehend vermieden.
Um diese Auswirkungen zu verstehen, muss man sich vor Augen führen, wie die Strompreisgestaltung in Deutschland derzeit funktioniert.
Die Strompreise in ganz Europa werden in einer Day-Ahead-Auktion ermittelt. In ganz Europa gibt es verschiedene Preiszonen mit jeweils eigenen Strompreisen. Bei den Zonen kann es sich um ganze Länder handeln. Manche Länder, wie beispielsweise Italien, sind jedoch in mehrere Zonen unterteilt.
Wie ist die Situation in Deutschland?
In Deutschland gibt es nur eine Preiszone. Dabei kann es vorkommen, dass etwa im Norden Deutschlands große Mengen Windenergie erzeugt werden, während im Süden besonders viel Strom nachgefragt wird. Aufgrund der begrenzten Netzkapazität kann aber nicht genügend Strom vom Norden in den Süden transportiert werden. Der in der Day-Ahead-Auktion ermittelte Einheitspreis für Deutschland berücksichtigt dies nicht.
Welche Probleme ergeben sich aus dem Einheitspreis?
Der derzeitige Preismechanismus bietet bei Stromknappheit kaum Anreize, den Verbrauch auf der Nachfrageseite anzupassen – denn an Orten mit Stromknappheit ist der Preis in ganz Deutschland gleich.
Im genannten Beispiel muss im Norden die Windstromproduktion gedrosselt werden, während im Süden teure Gaskraftwerke hochgefahren werden, um den dortigen Bedarf zu decken. Diese Redispatch-Maßnahmen sind sehr kostspielig. Im Jahr 2023 beliefen sie sich auf 3,1 Milliarden Euro. Dieser Betrag wurde an die Verbraucher weitergegeben.
Wie könnte man das ändern?
Indem einheitliche Preise für große Strompreiszonen durch standortbezogene Preise für einzelne Knoten im Netz ersetzt werden. Dieses System wird in vielen Ländern der Welt eingesetzt, darunter auch in den USA. Texas hat beispielsweise mehr als 4000 Knoten. Aufgrund der schwankenden Stromversorgung gibt es an einigen Knoten zu bestimmten Zeiten ein Überangebot und zu anderen weniger. Dies führt zu vorübergehenden Preisschwankungen an diesen Standorten nach unten oder oben.
Bei steigenden Preisen bestünde für die Industrie ein Anreiz, die Nachfrage an diesen Knotenpunkten zu drosseln. Entweder würde die Produktion verlagert oder Energiespeicherung genutzt. Die nachfrageseitige Flexibilität würde den Netzbetreibern helfen, das Netz zu stabilisieren und den Bedarf an Redispatch-Maßnahmen deutlich zu reduzieren.
Mehr Informationen:
Mete Şeref Ahunbay et al, Optimale Preisgestaltung in gekoppelten und nicht-konvexen Märkten: Theorie und Anwendung auf Strommärkte, Unternehmensforschung (2024). DOI: 10.1287/opre.2023.0401