Der Bedarf an Flexibilität im Energiemarkt wächst
Eine nähere Betrachtung des Energiemarkts
Henning Schneider
Wednesday, May 31, 2017
Ein Beispiel für die ständig zunehmenden Bemühungen, Angebot und Nachfrage auf dem Energiemarkt auszugleichen
Geschäftsmodell Flexibilitätsvermarktung
In den vorherigen Die Reaktion des Energiemarkts auf Veränderte Rahmenbedingungen wurde bereits auf das wichtige Gleichgewicht zwischen Angebot und Nachfrage auf dem Energiemarkt eingegangen. Dieses Gleichgewicht wird zukünftig nur durch immer größer werdenden Aufwand erreicht. So stiegen die Kosten für das Engpassmanagement von ca. 350 Mio. € im Jahr 2014 auf ca. 1.000 Mio. € im Jahr 2015 (vgl. Redispatch in Deutschland; BDEW 2016). Das System benötigt Flexibilität auf der Angebots- und Nachfrageseite um die dargebotsabhängige Erzeugung effizient nutzen zu können. Der Bedarf an verfügbarer Flexibilität z.B. in Form von Demand-Side-Management steigt und wird auch in Zukunft immer wichtiger.
Das hier beschriebene Geschäftsmodell zielt auf diesen Bedarf ab und zeigt Möglichkeiten auf diesen wirtschaftlich zu nutzen.
Voraussetzungen für das Geschäftsmodell
Für das Geschäftsmodell sind valide Daten, möglichst in Echtzeit, für alle relevanten Akteure auf dem Energiemarkt notwendig. Diese lassen sich in drei Gruppen einteilen:
Kundendaten:
- Stromverbrauch der Kunden
- Flexibilität der Nachfrage
- Abrechnungsdaten
Marktdaten:
- Spot- und Intraday-Preise
- Regelenergiepreise
Netzdaten:
- Regelverbundsaldo
- Über- und Unterspeisung des Netzes
Für die Vermarktung dieser Daten, ist ein hochverfügbares Softwaresystem mit entsprechenden Regelungs- und Steuerungsmöglichkeiten notwendig. Hinzu kommt das notwendige Pooling.
Kritische Masse durch Pooling
Die erwähnten Daten sind von einer Erzeugungsanlage oder von einem Kunden nur von geringem Nutzen. Eine weitere Voraussetzung des Geschäftsmodells ist daher einen großen Datenpool aufzubauen. Z.B. ist das Wertschöpfungspotential einer Kühltheke eines Supermarkts sehr gering. Bei 2.000 Filialen einer Supermarktkette mit dann 2.000 Kühltheken werden Größenordnungen erreicht, um über den Verbrauch, durch die Nutzung von Flexibilität (optimierte Fahrweise), einen kommerziellen Zusatznutzen zu erzielen. Dies kann z.B. in Form von Regelenergievermarktung oder durch optimierte Börsenvermarktung geschehen.
Beispiele für Flexibilitätsvermarktung
Schon heute gibt es marktreife Ideen zur Flexibilitätsvermarktung. Drei verfügbare Anwendungen werden im Folgenden kurz beschrieben:
Variabilität für Wärme- und Kältebedarf Nutzen
Temperaturgeführte Prozesse bieten teils große Flexibilitätspotentiale, da meist ein rel. träges System unter bestimmten Höchst- oder Mindesttemperaturen gefahren werden muss. Kühlhäuser z.B. müssen meist unterhalb von -18°C gehalten werden. Wird aber z.B. auf Grund niedriger Strompreise oder bei hohem negativen Regelenergiebedarf das Kühlhaus auf -25°C heruntergekühlt, hat dies keinen negativen Einfluss auf die gekühlte Ware. Dieses Prinzip lässt sich auf die Nutzung von Wärmepumpen/Schmelzkesseln etc. analog anwenden.
Power-to-X
Bei der Nutzung von Strom für Mobilität (Power-to-Mobility), Wärme (Power-to-Heat) und Gas (Power-to-Gas) können niedrige Strompreise und negative Regelenergiepreise zur Vermarktung genutzt werden. Z.B. wird das Elektroauto nur bei niedrigen Strompreisen geladen oder über Power-to-Gas synthetisches Methan in dieser Zeit produziert.
Preisvariable Stromtarife
Über Preisvariable Tarife können Kunden zu einer optimierten Stromnachfrage angereizt werden. Z.B. können Zeiten bei denen in der Vergangenheit Lastspitzen aufgetreten sind mit höheren Strompreisen „sanktioniert“ werden, während Zeiten mit geringer Last günstiger angeboten werden. Diese müssen sich nicht zwangsläufig mit dem deutschlandweiten Strompreis decken, sondern könnten auch spezifisch auf das eigene Portfolio optimiert werden. Mit diesen Maßnahmen können den Kunden im Durchschnitt günstigere Tarife geboten werden und Netzentgelte (richten sich nach der Maximallast) für den Stromanbieter eingespart werden. Eine Win-Win-Win-Situation, da neben dem Stromanbieter, dem Stromkunden auch der Netzbetreiber entlastet wird.
Wertschöpfungsnetzwerk
Die Vermarktung von Flexibilität beeinflusst das Wertschöpfungsnetzwerk eines EVU. Die ehemals unidirektionale Verbindung zwischen dem EVU und dem Kunden wandelt sich zu einer bidirektionalen Verbindung. Der Kunde wird durch das Geschäftsmodell ermächtigt dem EVU Leistungen in Form von Flexibilität anzubieten und dafür einen Preis zu erzielen. Erreicht das EVU die notwendige kritische Masse, kann es einen Pool für Regelenergie schaffen und dadurch neue Wertschöpfungspotentiale erschließen.
Insgesamt wird das Wertschöpfungsnetzwerk eines EVU durch dieses Geschäftsmodell komplexer und flexibler. Aus reinen Top-Down-Beziehungen werden komplexere Beziehungen, die zum einen neue Wertschöpfungspotentiale ermöglichen zum anderen aber auch automatisierte Prozesse und effiziente Organisationsstrukturen erfordern.
Bewertung mit Hilfe der Szenarien
In diesem Teil wird die Flexibilitätsvermarktung mit Hilfe der 4 Szenarien bewertet. Zur Erinnerung: Neue Geschäftsmodelle sollten für mehrere, valide Szenarien robust sein, um Zukunftssicherheit für die notwendigen Investitionen zu gewährleisten. Die 4 bekannten Szenarien sind: Billige Energie, Teure Energie, Konventionelle Energie, Erneuerbare Energie.
Billige Energie
Das Szenario Billige Energie ist durch Überkapazitäten auf der Angebotsseite und rel. geringe staatliche Abgaben auf den Strompreis gekennzeichnet.
Die Flexibilitätsvermarktung kann seine Wertschöpfungspotentiale für dieses Szenario nicht erschließen. Dies hat die folgenden Gründe:
- Niedrige Strompreise und damit geringe Erlöspotentiale auf Seiten der Kunden senken den Willen Flexibilität überhaupt anzubieten.
- Durch die vorherrschenden Überkapazitäten (auch aus konventioneller Erzeugung) ist der Ausgleich zwischen Angebot und Nachfrage einfacher möglich. Überschüsse werden entweder exportiert oder die Erzeugung gedrosselt. Netzbetreiber haben daher geringen Bedarf an Flexibilität, die Preise für Flexibilität sind niedrig.
- Der Staat hat ein sicheres, preiswertes Energiesystem und muss diesen Markt nicht über neue Förderungen/Sanktionen steuern. Für das Geschäftsmodell bedeutet das, dass neue Anreize für Flexibilität unwahrscheinlich sind und damit keine weiteren Wertschöpfungspotentiale erschlossen werden können.
Teure Energie
Das Szenario Teure Energie ist durch zu geringe Angebotskapazitäten ggf. in Verbindung mit hohen staatlichen Abgaben gekennzeichnet.
Für dieses Szenario funktioniert das Geschäftsmodell Flexibilitätsvermarktung und hilft Wettbewerbsvorteile sowie neue Wertschöpfungspotentiale zu erschließen:
- Hohe Endkundenpreise führen auf Seite der Kunden zu einem steigenden Bedarf an Einsparungsmöglichkeiten. Sie sind gewillt zusätzlichen Aufwand zu betreiben, um niedrigere Energiekosten zu erreichen. Durch die Vermarktung von Flexibilität kann das EVU genau diese Einsparungsmöglichkeiten anbieten und damit auch die Kundenbindung intensivieren.
- Relativ kleine Einsparungen können großen wirtschaftlichen Nutzen für die Kunden bedeuten. Z.B. entfaltet ein variabler Stromtarif mit großem Preisspread eine größere Anreizwirkung als ein variabler Stromtarif bei dem sich die Preise kaum unterscheiden.
- Der Energiemarkt ist im Szenario Teure Energie im Fokus der Öffentlichkeit und der Politik. Die Wahrscheinlichkeit, dass über neue Regulierungsmaßnahmen zusätzliche Anreize für eine Flexibilisierung des Strommarkts geschaffen werden steigt. Z.B. könnte der Staat EVU sanktionieren, die bei Nachfrageüberschuss nicht entsprechend Ihre Nachfrage herunterfahren können, also nicht flexibel auf das Verhältnis von Angebot und Nachfrage reagieren können. Umgekehrt könnte der Staat Poolbetreiber für Regelenergie, die Flexibilität anbieten über staatliche Vergütungen zusätzlich belohnen. Auch hier hilft das Geschäftsmodell und die strategische Ausrichtung des EVU auf die Vermarktung von Flexibilität die zusätzlichen Potentiale zu erschließen.
Konventionelle Energie
In diesem Szenario stehen zu jeder Zeit im Jahr ausreichend Kapazitäten (hauptsächlich konventionelle Erzeugung) zu Verfügung.
Für dieses Szenario kann das Geschäftsmodell Flexibilitätsvermarktung nicht das volle Wertschöpfungspotential trotz mittlerer Strompreise erschließen:
- Konventionelle Erzeugung lässt sich einfacher regeln als die Erzeugung aus erneuerbaren Quellen, da sie nicht vom Dargebot von Wind und Sonne abhängig ist. Es kommt daher nicht (bzw. sehr selten) zu Angebots- oder Nachfrageüberschüssen, da die Erzeugung bei einem funktionierenden Strommarkt an die Nachfrage angepasst werden kann. Der Bedarf für Flexibilität ist gering.
- Ein geringer Bedarf an Flexibilität bedeutet eine geringe Vergütung für diese sowohl aus staatlicher als auch aus Kundensicht.
- Neue Wertschöpfungspotentiale können daher nur in einem geringeren Umfang erschlossen werden und die notwendigen Investitionen für das Geschäftsmodell haben eine höhere Amortisationsdauer.
Erneuerbare Energie
In diesem Szenario ist das Stromangebot maßgeblich durch dargebotsabhängige erneuerbare Erzeugung geprägt.
Auch in diesem Szenario kann die Vermarktung von Flexibilität neue Wertschöpfungspotentiale erschließen und Wettbewerbsvorteile für das EVU ermöglichen.
- Für einen sicheren Netzbetrieb muss in diesem Szenario mehr Aufwand betrieben werden. Das bedeutet aber auch eine höhere Zahlungsbereitschaft der Netzbetreiber für Flexibilität und Regelenergie. Beide Faktoren begünstigen die Vermarktung von Flexibilität und bedeuten wirtschaftliche Vorteile.
- Aus staatlicher Sicht hat die System- und Versorgungssicherheit des Stromnetzes eine hohe Bedeutung, da ein Ausfall des Stromnetzes sehr hohe Kosten verursachen würde. Auch hier ist anzunehmen, dass der Staat EVUs begünstigt, die sich auf geänderte Angebots- und Nachfrageverhältnisse flexibel einstellen können.
- Geographisch sind die regenerative Stromerzeugung und die Stromnachfrage in Deutschland ungünstig verteilt. Im Norden vor allem im Küstenbereich und durch immer größere Offshorekapazitäten kommt es zu einem Angebotsüberschuss. Im Süden, wo ein Großteil der Industrie und damit der Stromnachfrage liegt, kommt es zu einem Nachfrageüberschuss, der durch den beschlossenen Atomausstieg weiter steigen wird. Um dies auszugleichen werden leistungsfähige Übertragungskapazitäten benötigt. Der Netzausbau hinkt jedoch deutlich den geplanten Ausbauzielen hinterher. Auch hier kann mit Hilfe der intelligenten Vermarkung von Flexibilität zumindest auf regionaler Ebene der Bedarf für neue Netze gesenkt werden. Auch hier ist anzunehmen, dass die Regulierung EVUs bevorzugt, die den Netzausbaubedarf nachweisbar senken und daher zusätzliche Vergütungen für die EVU schafft.
Zusammenfassende Bewertung
Mit Hilfe der Szenarien wurde eine objektive und ganzheitliche Analyse des Geschäftsmodells Vermarktung von Flexibilität durchgeführt. Für die Szenarien Teure und Erneuerbare Energie funktioniert das Geschäftsmodell sehr gut und hilft dem EVU bei geänderten Rahmenbedingungen den wirtschaftlichen Erfolg zu sichern. Für die Szenarien Konventionelle und Billige Energie ist das Geschäftsmodell allerdings nicht oder nur im geringen Maße geeignet.
Es obliegt den jeweiligen Entscheidern der EVU die Eintrittswahrscheinlichkeiten der einzelnen Szenarien zu bewerten. Für den deutschen Strommarkt scheinen die Szenarien Teure und Erneuerbare Energie aber sehr wahrscheinlich. Regenerative Energie können schon heute zu wettbewerbsfähigen Preisen (ohne oder mit nur geringer staatlichen Förderung) Strom erzeugen, eine Steigerung deren Anteil ist daher anzunehmen. Lange garantierte staatliche Förderungen, der schleppende Netzausbau und der nur sich langsam entwickelnde internationale Stromhandel werden aber auch für die nächsten Jahre eher zu gleichbleibenden durchschnittlichen Strompreisen führen. Insbesondere der staatlich bestimmte Anteil am Strompreis (heute schon über 50%) bleibt hoch. Der Bedarf durch intelligente Steuerung und flexiblere Nachfragekurven den Ausgleich zwischen Angebot und Nachfrage marktgerecht zu erreichen steigt.
Umsetzung eines Neuen Geschäftsmodells
Bevor sich ein EVU um die Umsetzung des neuen Geschäftsmodells widmen kann, muss zunächst die Ausgangssituation analysiert werden. Erst wenn die Frage „Wo komme ich her“ geklärt ist, kann mit Hilfe von Methoden des Changemanagements das neue Geschäftsmodell entwickelt und die notendigen Maßnahmen abgeleitet werden.
Business Model Canvas der Ausgangssituation
Es gibt viele Arten Geschäftsmodelle strukturiert zu durchdenken. Ein aus der Beratungspraxis erfolgreiches Modell ist das Business Model Canvas. Alle Schlüsselfaktoren eines Geschäftsmodells werden systematisch analysiert und entsprechend dokumentiert. Die folgende Abbildung zeigt ein beispielhaftes Business Model Canvas eines mittleren Stadtwerks:
Veränderung des Business Model Canvas durch die Vermarktung von Flexibilität
Nachdem die Ausgangssituation definiert wurde, werden im nächsten Schritt die Veränderungen des Business Model Canvas analysiert. Die folgende Abbildung zeigt die Änderungen der Schlüsselfaktoren durch die Vermarktung von Flexibilität:
Wie komme ich zum Ziel?
Durch das Business Model Canvas sind die notwendigen Veränderungen der Schlüsselfaktoren definiert und dokumentiert. Die Fragen „Wo komme ich her?“ und „Wo will ich hin?“ wurden beantwortet und die Ergebnisse in die gesamte Organisation getragen. Nachdem Start und Ziel definiert sind, kann man sich nun der Zielerreichung widmen.
Der Transformationsprozess kann nach Phasen und Aktivitäten gegliedert werden. Durch die Gliederung wird der umfangreiche Transformationsprozess in kleinere Teilschritte unterteilt die durch das Transformationsteam besser überwacht werden können. Ein wichtiges Kernelement des Transformationsprozesses ist daher auch möglichst früh Ergebnisse/Produkte zu entwickeln, auf deren Basis getestet werden kann. So kann frühzeitig die Akzeptanz und das Wertschöpfungspotential des neuen Geschäftsmodells analysiert und notfalls Korrekturen vorgenommen werden. Es empfiehlt sich daher auch den Transformationsprozess iterativ durchzuführen.
In den Die Komplexität von Energiemarkt meistern wurde bereits viele Elemente des Transformationsprozesses vorgestellt.
1.Phase:
Auf Basis des Energiemarktmodells wurde eine Marktanalyse erstellt und 4 Szenarien entwickelt. Mit Hilfe der vorgestellten Geschäftsmodelldatenbank wurden neue Geschäftsmodelle analysiert, die im nächsten Schritt zu einem Portotypen entwickelt werden sollten. Über das Business Model Canvas können die Stakeholder informiert und neue Ziele definiert werden. Aufbauend auf den Ergebnissen müssten zur erfolgreichen Durchführung des Transformationsprozesses Meilensteinpläne und Budgets definiert und kommuniziert werden. Meilensteinpläne und die Budgetplanung sind jedoch sehr individuell, daher wird hierauf nicht näher eingegangen.
2. Phase:
Nach der Auswahl des Geschäftsmodells kann auf Basis der Szenarien ein Teil der Risikobewertung durchgeführt werden. Es sind aber natürlich noch weitere Projektrisiken zu bedenken und entsprechend zu dokumentieren. In der Phase wird außerdem auf Basis eines groben Prozess- und Produktdesigns ein erster Prototyp entwickelt. Für das Geschäftsmodell Vermarktung von Flexibilität wäre es z.B. sinnvoll ein Prototyp des notwendigen Systems zu entwickeln. Dieses sollte mit dem Handels- und EDM-System verbunden werden können, um die entsprechenden Datenströme analysieren und die Dimensionierung des Systems abschätzen zu können.
3. Phase:
Mit Hilfe des Prototyps werden die ersten Testkunden beliefert und Nutzertests durchgeführt. Mit diesen Ergebnissen lassen sich notwendige Geschäftsprozesse und Organisationsstrukturen entwickeln. Außerdem können Marketinginstrumente implementiert und das Produkt bei erfolgreich verlaufenden Tests beworben werden. Für das vorgestellte Geschäftsmodell könnte man z.B. einen Kunden an das neu entwickelte System anschließen. Dieser Kunde sollte natürlich über Flexibilität verfügen. Für diesen Testkunden könnte man das Produkt zunächst ohne Vergütung anbieten, trotzdem aber schon die wirtschaftlichen Potentiale zusammen mit dem Kunden besprechen. Es muss ein sehr enges und vertrauensvolles Verhältnis zum Testkunden bestehen, da sowohl betriebliches Know-how von Seiten des Kunden geteilt werden muss, das Produkt aber auch noch fehlerhaft sein kann.
4. Phase:
In der letzten Phase wird das fertige Produkt ausgerollt und die Akzeptanz genau analysiert. Auf Basis der Ergebnisse der Akzeptanzanalyse und des Customer Supports können Erweiterungen zum bestehenden Geschäftsmodell geplant werden. Es wäre z.B. denkbar, dass man sich zunächst um nur eine Kundengruppe (Betreiber von Kühlhäusern) gekümmert hat. Über eine Erweiterung des Produkts möchte man nun aber auch die Elektroautobesitzer in das System integrieren.
Während der gesamten Phase muss das Transformationsteam die Entwicklung beobachten und iterativ einen Detailplan für die kommenden Phasen definieren. Mit Hilfe einer fortlaufenden Risikobewertung und der Lieferantensteuerung können Projektrisiken schnell identifiziert und an die Stakeholder kommuniziert werden.
Services
Ressourcen
All Rights Reserved.