Die nachhaltige Lösung von Problemen der Energieversorgung gehört zu den zentralen Herausforderungen moderner Zivilisationen. Aus ökonomischer Sicht greifen alle Antworten zu kurz, die nicht explizit das interessengeleitete Handeln der wesentlichen Akteure berücksichtigen. Deshalb behandelt dieses Buch die nachfrage- und angebotsseitigen Gesetzmäßigkeiten der verschiedenen Energiemärkte, und zwar unter Rückgriff auf industrie- und institutionenökonomische Theoriebausteine. Die technisch-naturwissenschaftlichen Bedingungen von Gewinnung, Wandlung, Transport, Verteilung und Nutzung von Energieträgern werden dabei stets berücksichtigt. Ein wichtiges Thema für die Praktiker sind die von der Liberalisierung der leitungsgebundenen Energiemärkte ausgehenden Impulse. Wo immer möglich werden die theoretisch hergeleiteten Voraussagen durch die Konfrontation mit statistischer Evidenz auf ihre Praxisrelevanz geprüft. (Energiewirtschaft, Energieökonomik, Liberalisierung, Nachhaltigkeit, Ressourcenökonomik)
/ AUS DEM INHALT: / / / III Abbildungsverzeichnis XIII
IV Tabellenverzeichnis XVII
V Verzeichnis der Abkürzungen XIX
1 Einführung 1
1.1 Philosophische und evolutionstheoretische Aspekte der Energie 1
1.2 Warum Energieökononük 3
1.2.1 Preise als Koordinierungsinstrument 4
1.2.2 Besonderheiten der Energiemärkte 7
1.2.3 Energiepolitik 9
1.3 Entwicklung der Fachrichtung "Energieökonomik" H
1.4 Energieökonomik und Ethik 12
Literatur 13
2 Naturwissenschaftlich-technische Grundlagen 15
2.1 Energie aus naturwissenschaftlicher Sicht 15
2.1.1 Physik 16
2.1.2 Chemie 17
2.1.3 Biologie 18
2.2 Energie aus ingenieurwissenschaftlicher Sicht 19
2.2.1 Energieeinheiten 20
2.2.2 Technische Energiewandlung 21
2.3 Energiebilanz 23
2.3.1 Bruttoenergie (Primärenergie) .o 24
2.3.2 Endenergie 26
2.3.3 Statistische Datenquellen 27
2.3.4 Nutzenergie 28
2.4 Kumulierter Energieaufwand : 29
2.5 Energetische Input/Output-Tabelle 30
Literatur 35
3 Wirtschaftlichkeitsrechnung 37
3.1 Grundlagen 38
3.2 Zinssatz als Preis für die Nutzung von Kapital 43
3.3 Inflationsbereinigter Marktzins 44
3.4 Zinsen und direkte Steuern 46
' 3.5 Marktzins und Risiko 47
3.5.1 Capital Asset Pricing Model (CAPM) 48
3.5.2 Neue Ass^Pncmg-Bewertungsverfahren 50
3.6 Soziale Zeitpräferenz 51
3.7 Realoptionen 55
3.7.1 Konzept zur Bewertung von Realoptionen 55
3.7.2 Black-Scholes-Bewertungsmodell 57
3.7.3 Anwendungs-Beispiel Ausgleichsenergie 60
Literatur s62
4 Bottom-up-Analyse der Energienachfrage 65
4.1 Grundkonzept der Prozessanalyse 66
4.2 Bestand an Geräten, Gebäuden, Fahrzeugen und Anlagen 68
4.3 Kurzfristige Bestimmungsgründe der Energienachfrage 73
4.4 Energieeffizienz 77
4.4.1 Effizienzpotential 80
4.4.2 Energieeffizienz und Marktversagen 82
4.4.3 Contracting , 85
4.5 Innovationen und technischer Fortschritt 87
4.5.1 Invention: Forschung und Entwicklung 89
4.5.2 Innovation im engeren Sinne 91
4.5.3 Imitation: Diffusion und Lernkurven 93
Literatur 94
5 Top-down-Analyse der Energienachfrage 97
5.1 Bevölkerungswachstum 98
5.2 Wirtschaftswachstum 100
5.3 Energiepreiseffekte.103
5.3.1 Kurz- und langfristige Preiselastizitäten 103
5.3.2 Partialanalytischer Modellansatz 105
5.3.3 Fallstudie Haushaltsstromnachfrage 109
5.3.4 Substitution zwischen Energie und Kapital 112
5.4 Energienachfrage und technischer Fortschritt 117
Literatur 119
6 Endliche Reserven und Nachhaltigkeit 121
6.1 Ressourcen und Reserven 122
6.1.1 Ressourcen 123
6.1.2 Reichweite von fossilen Energiereserven 125
6.2 Einzelwirtschaftlich optimale Ressourcennutzung 127
6.2.1 Hotelling-Preispfad : 127
6.2.2 Rolle von ßacitoop-Techniken.: 130
6.2.3 Rolle von Erwartungen und Erwartungsirrtümern 132
6.3 Gesamtwirtschaftlich optimale Ressourcennutzung 133
6.3.1 Der optimale Konsumpfad 136
6.3.2 Der optimale Abbaupfad der Reserve 138
6.3.3 Ursachen und Folgen von Marktversagen 139
6.4 Nachhaltigkeit 141
6.4.1 Potential an regenerativen Energiereserven 141
6.4.2 Hartwick-Regel für schwache Nachhaltigkeit 143
6.4.3 Bevölkerungswachstum und technischer Fortschritt 148
6.4.4 Anwendungen der Hartwick-Regel 148
Literatur 150
7 Externe Kosten 153
7.1 Das Coase-Theorem , 154
7.2 Aggregierte Emissionen 157
7.3 Umweltpolitische Instrumente 160
7.3.1 Internalisierungsansätze 161
7.3.2 Standard-orientierte Ansätze 163
7.4 Messung der energiebedingten externen Kosten 164
Literatur 169
8 Märkte für flüssige Energieträger 171
8.1 Flüssige Energieträger 172
8.1.1 Eigenschaften von Erdöl 172
8.1.2 Reserven und Gewinnung von konventionellem Erdöl 174
8.1.3 Die Peak-Oil-These 176
8.1.4 Unkonventionelles Erdöl 178
8.1.5 Raffinerien und Erdölprodukte 180
8.1.6 Biogene flüssige Energieträger 182
8.2 Erdölwirtschaft 186
8.2.1 Der Beginn als vertikal integriertes Monopol 186
8.2.2 Globales Oligopol vertikal integrierter privater Majors 188
8.2.3 OPEC-Kartell der Erdöl exportierenden Länder 191
8.2.4 Staatseigene Erdölförderung 195
8.3 Preisbildung 199
8.3.1 Erdöl-Spotmarktpreise , 200
8.3.2 Ölpreis-Prognosen und-Szenarien 204
8.3.3 Preise von Erdöl-Futures 208
8.3.4 Großhandelspreise von Mineralölprodukten ...211
8.3.5 Endkundenpreise von Treibstoffen 213
Literatur 214
9 Märkte für gasförmige Energieträger 217
9.1 Gasförmige Energieträger 218
9.1.1 Eigenschaften 219
9.1.2 Reserven und die Gewinnung von Erdgas 220
9.1.3 Biogas und Bio-Erdgas 222
9.1.4 Wasserstoff 224
9.2 Erdgaswirtschaft 226
9.2.1 Pipeline-Transport 226
9.2.2 LM3-Transport 232
9.3 Preisbildung 234
9.3.1 Langfristige Take-or-Pay-Verträge 235
9.3.2 Erdgas-Spothandel 238
9.3.3 Strukturierungspreise 243
9.4 Gasnetz-Zugang nach dem Entry-Exit-Modell 245
Literatur 247
10 Märkte für feste Energieträger 249
10.1 Festbrennstoffe 250
10.1.1 Kohlereserven und -förderung 251
10.1.2 Tagebau und Untertage-Bergbau 252
10.1.3 Braunkohle 253
10.1.4 Biogene Festbrennstoffe 254
10.2 Kohlewirtschaft 258
10.2.1 Trotz Subventionen schrumpfende Steinkohle-Förderung 259
10.2.2 Internationaler Steinkohlehandel 261
10.2.3 Preisbildung für Kesselkohle 263
10.2.4 Preisbildung für Kokskohle 266
10.2.5 Kohleverflüssigung 267
Literatur 268
11 Kernenergie 269
11.1 Grundlagen der Kerntechnik 270
11.1.1 Radioaktivität 271
11.1.2 Uranbrennstoff 273
11.1.3 Abgebrannter Brennstoff 274
11.2 Uranmarkt 276
11.3 Kernenergie-Risiken 279
11.3.1 Probabilistische Sicherheitsanalyse von Kernkraftwerken 281
11.3.2 Risiko-Bewertung mit dem (//, ^-Kriterium 283
11.3.3 Risiko-Bewertung über bekundete Präferenzen 287
Literatur ; -289
12 Märkte für Elektrizität 291
12.1 Besonderheiten des Produkts Elektrizität 292
12.1.1 Elektrizität und Konsumentenrente 293
12.1.2 Nicht-Speicherbarkeit der Elektrizität..: 294
12.1.3 Leitungsgebundenheit 295
12.2 Elektrizitätserzeugung 298
12.2.1 Kraftwerkstypen 298
12.2.2 Kraftwerksplanung in geschlossenen Versorgungsgebieten 301
12.2.3 Krafty/erks-Dispatching auf liberalisierten Strommärkten .303
12.2.4 Eigenschaften von Dav-a/zead-Strompreisen 305
12.2.5 Marktmacht 309
12.2.6 Portfolio-Management 312
12.2.7 Kraftwerksplanung unter Wettbewerbsbedingungen 315
12.3 Exkurs: Kraft-Wärme-Kopplung 318
12.4 Nutzung der Elektrizitätsnetze 322
12.4.1 Elektrizitätsnetze als natürliche Monopole 322
12.4.2 Optimale Netznutzungsentgelte 323
12.4.3 Anreizregulierung 328
12..4.4 Wirtschaftlicher Umgang mit Netzengpässen 330
12.4.5 Märkte für Regel- und Ausgleichsenergie 332
12.5 Unbundling 334
12.5.1 Modell zu den Wohlfahrtseffekten der Entflechtung 336
12.5.2 Vertikale Integration bei Wohlfahrtsoptimierung 338
12.5.3 Vertikale Integration im Monopolfall 339
12.5.4 Unbundling-Altern&tive bei Wohlfahrtsoptimierung 340
12.5.5 Unbundling-Alternative bei unreguliertem Netzmonopol 342
Literatur 343
13 Märkte für Treibhausgas-Emissionen 345
13.1 Das Treibhausproblem 346
13.1.1 Merkmale des Treibhausgasproblems 347
13.1.2 Treibhausgaäe 349
13.1.3 Treibhausgas-Reduktionsziele : 350
13.2 Handelbare Emissionsberechtigungen 353
13.2.1 Grundlagen s 353
13.2.2 Implementierung 355
13.2.3 Weitere flexible Mechanismen 359
13.3 Preisbildung für Emissionsberechtigungen ..360
Literatur364
Index..367