Lektion 6 von 8
Kapazitätsmärkte & Versorgungssicherheit
Ein reiner Energiemarkt bezahlt Erzeuger nur für die Megawattstunden, die sie tatsächlich produzieren. Das wirft eine unbequeme Frage auf: Was bezahlt ein Kraftwerk dafür, einfach zu existieren, in Bereitschaft, für die Handvoll Stunden im Jahr, in denen das System es wirklich braucht? Kapazitätsmärkte sind eine Antwort.
Das "Missing Money"-Problem
Ein Kraftwerk, das nur während der seltenen Stunden extremer Spitzenlast läuft — ein "Peaker" — wird vielleicht nur für einen kleinen Bruchteil des Jahres disponiert. Spiegeln die Preise während normaler Stunden nur normales Angebot und normale Nachfrage wider, verdient dieses Kraftwerk möglicherweise nie genug allein aus Energieverkäufen, um seine Fixkosten zu decken — obwohl das gesamte System es für diese seltenen kritischen Stunden wirklich verfügbar braucht. Dieses Defizit wird oft als Missing-Money-Problem bezeichnet, und es ist die Kernbegründung für einen separaten Kapazitätsmarkt.
Versorgungssicherheit: das zugrunde liegende Ziel
Versorgungssicherheit bedeutet, systemweit genug Erzeugungs- und Demand-Response-Kapazität verfügbar zu haben, um die Nachfrage auch unter belasteten Bedingungen zuverlässig zu decken — einem ungewöhnlich heißen Sommer, mehreren großen, gleichzeitig unerwartet ausgefallenen Kraftwerken, niedrigem Windertrag während einer Nachfragespitze. Netzbetreiber legen typischerweise ein explizites Zuverlässigkeitsziel fest (meist als Lastunterdeckungserwartung, LOLE — etwa „ein Tag in zehn Jahren“ in Teilen der USA oder wenige Stunden pro Jahr in vielen europäischen Ländern) und arbeiten rückwärts, um zu bestimmen, wie viel Kapazität das System braucht.
Wie ein Kapazitätsmarkt tatsächlich funktioniert
- Kapazitätsverpflichtung
- Versorger sind verpflichtet, genug Kapazität zu beschaffen, von Erzeugern oder Demand Response, um ihre erwartete Spitzenlast plus eine Zuverlässigkeitsmarge zu decken.
- Kapazitätsauktion
- Erzeuger bieten den Preis, den sie brauchen, um eine Einheit verfügbar zu halten; die Auktion klärt zu dem Preis, der die benötigte Gesamtmenge beschafft, und jede bezuschlagte Ressource wird für den Verpflichtungszeitraum zu diesem Preis bezahlt.
- Kapazitätswert / -anrechnung
- Nicht jedes Megawatt Typenschildleistung zählt gleich — das verbindet sich direkt mit dem Kapazitätswertkonzept aus dem Renewable-Energy-Track. Einem Solarkraftwerk wird ein kleinerer Anteil seiner Typenschildleistung angerechnet als einem disponierbaren Gaskraftwerk, weil man sich während jeder Stressperiode nicht gleichermaßen darauf verlassen kann.
Warum das ein umstrittenes Gebiet im Marktdesign ist
Warum Anrechnung schwieriger wird
Wie im Renewable-Energy-Track behandelt, kann der Beitrag von Solar während einer winterlichen Abendspitze null sein, und der Beitrag von Wind während eines Hochdruck-Hitzedoms kann ungewöhnlich niedrig sein — beides genau in den Momenten, in denen das System Kapazität am meisten braucht. Kapazitätsmärkte mussten sich von einfacher, typenschildbasierter Anrechnung hin zu ausgefeilteren Methoden bewegen, die den tatsächlich erwarteten Beitrag einer Ressource während der spezifischen Stunden schätzen, in denen das System am wahrscheinlichsten belastet ist — ein deutlich schwierigeres analytisches Problem, als es in einem von disponierbaren Kraftwerken dominierten Netz war.
Kapazitätsmechanismen in Europa
Das Wichtigste in Kürze
- Kapazitätsmärkte bezahlen Erzeuger dafür, verfügbar zu sein, und adressieren die 'Missing Money'-Lücke, die reine Energiemärkte bei selten genutzten Kraftwerken hinterlassen können.
- Versorgungssicherheit ist das zugrunde liegende Zuverlässigkeitsziel: genug Kapazität, um die Nachfrage auch unter belasteten Bedingungen zu decken.
- Kapazitätsanrechnung bewertet Ressourcen nach ihrem erwarteten Beitrag während Stressperioden, nicht einfach nach ihrer Typenschildleistung.
- Steigende Durchdringung durch Erneuerbare hat die Kapazitätsanrechnung deutlich analytisch komplexer gemacht.
Weiterführende Literatur
- S. Stoft, Power System Economics: Designing Markets for Electricity. Piscataway, NJ: Wiley-IEEE Press, 2002. — die klassische Behandlung des Missing-Money-Problems
- PJM Interconnection, PJM Manual 18: PJM Capacity Market (Reliability Pricing Model). Audubon, PA: PJM, revised periodically. — das Regelwerk des größten US-Kapazitätsmarkts, ein vielfach untersuchtes Praxisbeispiel
- Regulation (EU) 2019/943 of the European Parliament and of the Council of 5 June 2019 on the internal market for electricity. — der EU-Rahmen für Versorgungssicherheit, Zuverlässigkeitsstandards und die Zulässigkeit von Kapazitätsmechanismen