Technik, Energie und Nachhaltigkeit
Kurs: Technik, Energie und Nachhaltigkeit | OnCourse UB
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Foto: "Energie-Konzepte: Solar-, Wind- und Kernenergie - Nachhaltige Energie" von Marco Verch 👨🍳 via ccnull.de, CC-BY 2.0
Akteure am heutigen Strommarkt sind die folgenden Gruppen:
Stromproduzierende: Dazu zählen die vier größten
Stromproduzierenden in Deutschland: RWE, E.ON, Vattenfall und EnBW. Daneben gibt
es eine Vielzahl mittelgroßer Produzierende, vor allem lokale oder regionale
Stadtwerke. Durch die Energiewende ist ein neuer Erzeugertyp hinzugekommen:
Betreibende von Biomasse-, Windkraft- oder Photovoltaikanlagen. So kann heute
auch eine Privatperson Stromerzeuger*in sein, wenn z. B. eine Photovoltaikanlage
auf dem Dach installiert ist. Diese Privaterzeugenden werden im Volksmund auch Prosumer
genannt, weil sie sowohl Strom produzieren als auch konsumieren.
Ökonomisch günstig steht da, wer eine hohe Eigenverbrauchsquote erreicht.
Stromversorgende beschaffen die benötigten Mengen und
melden gegenüber dem Netzbetreibenden täglich den prognostizierten Stromverbrauch
an. Die Beschaffung der Strommengen erfolgt über die Strombörse in Leipzig
(EEX) oder durch direkte, außerbörsliche Handelsgeschäfte (OTC) zwischen
Geschäftspartner*innen. Der Stromversorgende ist eine Art Mittler*in zwischen Kunde und Kundin,
Stromproduzierenden und Stromnetz.
Stromnetzbetreibende werden in Übertragungsnetzbetreibende (überregionale Verteilung in vier Regelzonen durch vier Übertragungsnetzbetreibende: Amprion GmbH, TransnetBW GmbH, TenneT TSO GmbH und 50Hertz Transmission GmbH)
und Verteilnetzbetreibende (regionale Verteilung) unterschieden. Sie sind
für die Infrastruktur und die Transportwege, also die Stromtrassen und
Transformation zuständig. Sie stellen sicher, dass die Netze stabil sind und
der erzeugte Strom die Verbrauchenden erreicht. Die staatlich regulierten
Übertragungs- und Verteilnetzentgelte machen mittlerweile rund ein Viertel der
Strompreise aus. Zusätzliche staatlichen Abgaben, Steuern und Umlagen – hierzu
zählen unter anderem die Konzessionsabgabe, Netzentgelte, die
Offshore-Haftungsumlage und weitere – tragen dazu bei, dass der Strompreis im Jahr
2024 zu knapp 60% aus gesetzlichen Abgaben besteht (vgl. Abbildung). (Icons made by Freepik from www.flaticon.com)
Abfederung von Energieschwankungen
Damit es nicht zu unvorhergesehenen Leistungsschwankungen im Stromnetz kommt, wird durch die Übertragungsnetzbetreibenden sogenannte Regelenergie vorgehalten. Es wird zwischen positiver und negativer Regelenergie unterschieden. Steigt die Stromnachfrage über die prognostizierte Menge hinaus, ist positive Regelenergie erforderlich. Der Netzbetreibende benötigt in diesem Fall kurzfristig zusätzliche Einspeisung von Energie in das eigene Netz. Liegt ein Leistungsüberschuss im Netz vor, benötigt der Netzbetreibende negative Regelenergie durch zusätzliche kurzfristige Stromabnehmende. Übertragungsnetzbetreibende arbeiten mit der Regelreserve, um Schwankungen im Stromnetz abzusichern. Die Primärregelreserve greift innerhalb von 30 Sekunden, die Sekundärregelreserve innerhalb von fünf Minuten und die Tertiärregelreserve innerhalb von 15 Minuten.
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Einen Einfluss auf den Strompreis hat auch der CO2-Preis. Dieser ist relevant im Rahmen des europäischen und nationalen Emissionshandels. Die EU hat im Jahr 2005 den Europäischen Emissionshandel (EU-ETS) eingeführt, Deutschland ist damit Teil des Europäischen Emissionshandelssystems (EU-ETS). Ganz grob erklärt, funktioniert das EU-ETS folgendermaßen:
Der Europäische Emissionshandel setzt dort an, wo Emissionen in Industrie, in Kraftwerken und im Luftverkehr entstehen.
Anlagenbetreibende oder Luftfahrzeugbetreibende müssen Emissionsberechtigungen für
den CO2-Ausstoß erwerben, den sie selbst verursachen (sogenannter Downstream-Emissionshandel).
Jede*r Emittent*in von Treibhausgasen darf eine festgelegte Menge an CO2 in
einem festgelegten Zeitraum ausstoßen. Unternehmen, die darüber hinaus CO2
emittieren, müssen Zertifikate zukaufen. Unternehmen, mit einem kleineren
CO2-Fußabdruck, dürfen Zertifikate verkaufen. Mit der Zeit wird die
Gesamtanzahl an handelbaren Zertifikaten verringert und die Emissionswerte
verkleinern sich. Dieses Prinzip wird „Begrenzen und Handeln“ („Cap and Trade“)
genannt. Dabei wird politisch entschieden, wie viele Treibhausgase von allen
Teilnehmenden zusammen ausgestoßen werden dürfen („Cap“). Im EU-ETS wird bisher
ein Teil der Zertifikate kostenlos zugeteilt. Abbildung: Übersicht zum Europäischen und Nationalen Emissionshandel in Deutschland
Grafik:© Deutsche Emissionshandelsstelle (DEHSt) und Umweltbundesamt
Strombörse
Das Funktionsprinzip einer Strombörse gleicht dem der
Wertpapierbörse. Das heißt, der Strompreis an der
Börse bildet sich im freien Spiel von Angebot und Nachfrage. Die Leipziger
Energiebörse (European Energy Exchange - EEX) ist der größte Marktplatz für
in Deutschland produzierten Strom. Die EEX ist eine öffentlich-rechtliche
Börse, reguliert nach dem deutschen Börsengesetz. An ihr wird Strom aus
Deutschland, aber auch aus vielen anderen Ländern, frei gehandelt. Zu den
Handelsteilnehmenden der EEX zählen Energieerzeugende, Industrieunternehmen,
spezialisierte Handelshäuser sowie Broker*innen (= Finanzdienstleistende) und Banken.
Privatpersonen können nicht am börslichen Großhandel teilnehmen. Prinzipiell
ist die Börse für jedes Unternehmen offen, wirtschaftlich sinnvoll ist der
Börsengang nur für große Unternehmen. Denn für diese Aufgabe müssen speziell
ausgebildete Mitarbeiter*innen abgestellt und rechtliche Zugangsvoraussetzungen in
einem Zulassungsprozess erfüllt werden. Zudem ist eine
entsprechende IT-Infrastruktur notwendig. Mittelständische Unternehmen
haben aber die Möglichkeit, über ihren Stromanbietenden oder einen spezialisierten
Broker oder Brokerin indirekt am Stromhandel teilnehmen. An der EEX ist die Börse selbst Handelspartnerin für Anbietende und Nachfragende. Damit bleiben die Marktteilnehmenden anonym. Die Strombörse nimmt Angebote und Nachfragen entgegen und führt sie zusammen. So werden bilaterale Absprachen ausgeschlossen. Die tatsächliche, physische Lieferung der Energie wird dann durch die European Commodity Clearing, kurz ECC, organisiert. Das Clearing House der EEX AG steht als Mediator*in zwischen beiden Parteien.
Strom wird an der EEX entweder auf dem Spotmarkt oder auf dem Terminmarkt gehandelt. Der Spotmarkt der EEX befindet sich in Paris und ist unter dem Namen EPEX Spot bekannt. Der Spotmarkt dient als Handelsplatz für kurzfristig lieferbaren Strom innerhalb von 1-2 Tagen (Intraday-Markt bzw. Day-Ahead-Markt), während auf dem Terminmarkt längerfristige Lieferverträge mit einer Vorlaufzeit von bis zu sechs Jahren geschlossen werden. Neben Strom werden an der Börse jedoch auch Erdgas, Kohle sowie CO2-Zertifikate gehandelt.
Die kurzfristige Beschaffung wird über den Spotmarkt an der EPEX in Paris abgewickelt. Der Spotmarkt dient dazu, Strommengen kurzfristig auszugleichen, die entweder zu viel oder zu wenig geordert wurden. Denn die tatsächliche Einspeisung und der reale Verbrauch lassen sich kurzfristig exakter einschätzen. Der Strompreis wird dabei von Angebot und Nachfrage bestimmt. Das Angebot kann sich wiederum schnell ändern, wenn etwa ein größeres Kraftwerk ausfällt oder umgekehrt, der Wind stärker weht.
- Intraday-Handel: Hier kann es noch bis zu fünf Minuten vor Lieferbeginn zum Abschluss kommen, wenn das Handelsgeschäft in einem Netzgebiet stattfindet, für das der gleiche Übertragungsnetzbetreibende verantwortlich ist. Ansonsten sind es 30 Minuten. Die Strommengen werden in Zeitspannen von Viertelstunden bis Stundenblöcken gehandelt.
- Day-Ahead-Handel: Hier kann noch am Tag
zuvor Strom beschafft werden. Die Preise bei uns werden zunächst für die
Gebotszone Deutschland-Luxemburg abgegeben. In diesem Markgebiet gilt der
derselbe Börsenpreis. Der Preis im Day-Ahead-Markt wird auch für die
gekoppelten Märkte ermittelt, beispielsweise mit der Gebotszone Frankreich oder
der Gebotszonen Niederlande.
Auf dem Terminmarkt wird Strom bis zu mehreren Jahren im Voraus eingekauft. Der Terminhandel ermöglicht langfristige Planungen sowie eine Absicherung gegen Preisänderungen. Solche Terminkontrakte für Commodities, also standardisierte Handelswaren, werden an Börsen als „Futures“ bezeichnet. Die Futures am Terminmarkt der European Energy Exchange unterscheiden sich durch ihre Lieferzeiträume:
- Week-Futures (Wochenprodukte, bis zu fünf Wochen im Voraus)
- Weekend-Futures (Wochenend-Produkte, bis zu zwei Wochenenden im Voraus)
- Month-Futures (Monatsprodukte, bis zu zehn Monate im Voraus)
- Quarter-Futures (Quartalsprodukte, bis zu elf Quartale im Voraus)
- Year-Futures (Jahresprodukte, die
Standardkonfiguration liegt bei bis zu sechs Jahren im Voraus; die deutschen,
italienischen und spanischen Stromfutures hat die Börse 2021 sogar auf bis zu
zehn Jahre erweitert)
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Die Direktvermarktung von Strom ist heute aufgrund des EEG für viele erneuerbare Energieanlagen verpflichtend, ausschlaggebend ist die Anlagengröße. Der Gesetzgeber hat im EEG 2014 geregelt, dass ab 01.08.2014 Anlagen über 500 kW und ab 01.01.2016 Anlagen über 100 kW zur Direktvermarktung verpflichtet sind. Kleinere Anlagenbetreibende können ihren Strom direkt vermarkten sofern sie ihren Strom über einen Direktvermarktenden (also Dienstleister*in) an der Börse vermarkten zu lassen. Beim direkten Vermarkten von Strom verkauft der Betreibende der Strom erzeugenden Anlage (Photovoltaik, Windkraft und Biogas) den damit erzeugten und eingespeisten Strom über einen Direktvermarktenden an der Strombörse. Die im EEG verankerte Marktprämie sorgt als Förderinstrument für einen Ausgleich der Differenz des realen Börsenpreises zur vollen EEG-Förderung nach Einspeisevergütung. Damit soll ein Anreiz für den Börsengang geschaffen werden. An sehr windigen und sonnigen Tagen steht bisweilen mehr Strom zur Verfügung, als benötigt wird. Dann wird der Strom mitunter sogar günstiger verkauft, als er produziert wurde, denn abgenommen werden muss er trotzdem. So können auch negative Strompreise zustande kommen, wie in der Abbildung für den 4./5. Juli 2024 beispielhaft dargestellt ist. Batteriegroßspeicher sind heute eine geeignete technische Möglichkeit wirtschaftlichen Verlusten bei der Stromversorgung vorzubeugen und Netzstabilität zu erreichen.
Abbildung: Gewichteter Stromgroßhandelspreis (Day-Ahead-Börsenstrompreis) je Stunde [€/MWh] resultierend aus der vortägigen Day-Ahead-Auktion – Datenlieferung erfolgt spätestens 2 Stunden nach Handelsschluss.
(Quelle: Screenshot Visualisierung der Marktdaten auf www.smard.de,
©Bundesnetzagentur, URL: https://www.smard.de/blueprint/servlet/page/home/wiki-article/446/562)
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