SI/502143

The Future Swiss Electricity Market: Evolution or Revolution?

Zusammenfassung

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Damit das zukünftige Schweizer Stromsystem nicht nur eine CO2-neutrale Energiebereitstellung ermöglicht, sondern dies auch möglichst kosteneffizient erfolgt und einem hohen Grad an Versorgungssicherheit gewährleistet, ist eine Koordinierung aller involvierten Akteure notwendig. Ein effizientes Marktdesign scheint dabei die vielversprechendste Möglichkeit zu sein, eine solche Koordinierung zu erreichen. Das vorliegende Projekt zielt darauf ab, eine Bewertungsmethodik für diese Herausforderungen zu entwickeln und mögliche effiziente Designoptionen zu identifizieren. Dabei werden zwei grundsätzliche Stoßrichtungen analysiert: einerseits ein evolutionärer Ansatz, welcher Anpassungen am aktuellen Strommarktdesign vorsieht (z.B. die Kombination eines energiebasierten Grosshandelsmarktes mit Kapazitätsmechanismen); und ein revolutionärer Ansatz, welcher eine signifikante Umgestaltung des Strommarktes erfordert. Aufbauend auf einer Problemstrukturierung wird ein schematisches Schweizer Strommodell entwickelt, um die evolutionären und revolutionären Entwurfsoptionen hinsichtlich ihrer Effizienz und Umsetzbarkeit zu vergleichen. Dieser Vergleich erlaubt Schlussfolgerungen ob und inwieweit eine Abfolge kleiner Anpassungen oder eine umfassende Überarbeitung des Strommarktdesigns notwendig sind, um eine sichere, kostengünstige, und nachhaltige Energieversorgung in einer klimaneutralen Schweiz zu gewährleisten. Im ersten Projektjahr wurde mittels Literaturrecherche die Problemstrukturierung durchgeführt, welche die Grundlage für die Modellentwicklung im kommenden Jahr bildet. Ausgehend von den drei Haupttrends (Dekarbonisierung, Sektorkopplung und Digitalisierung), welche das zukünftige Stromsystem prägen werden, zeigt die Recherche, dass eine relativ grosse Bandbreite bezüglich der resultierenden Herausforderungen und Auswirkungen in der Literatur besteht. Allgemein werden v.a. Investitionsanreize und eine stärkere Rolle der Nachfrageseite als wichtige Aspekte identifiziert, welche auch in der folgenden Modellierung zu berücksichtigen sind. Dabei stellen die durch wetterabhängige erneuerbare Erzeugung geprägten Preisdynamiken, die steigende Relevanz von Speichern, und die zunehmende Dezentralisierung wichtige Herausforderungen dar.

Schlussbericht

Das Elektrizitätssystem ist ein zentrales Element für die erfolgreiche Dekarbonisierung unserer Energieversorgung. Dabei stellen sich aber Herausforderungen wie der Anstieg dezentraler, wetterabhängiger Erzeugung aus erneuerbaren Energien mit niedrigen Grenzkostenstrukturen, der Integration von Wärme und Mobilität in den Stromsektor, der Digitalisierung und dem Auftreten neuer Marktakteure. Diese Herausforderungen erfordern eine bessere Koordination zwischen den Akteuren und möglicherweise neue Marktdesigns, insbesondere für ein kleines Land wie die Schweiz, das stark von Importen und Exporten abhängig ist. Das Projekt zielt darauf ab, ein Modell zum Vergleich verschiedener Strommarktdesigns zu entwickeln und diese Optionen für die Schweiz zu bewerten. Es wird zwei Szenarien bewerten: einen „evolutionären“ Ansatz, der auf dem aktuellen Marktsystem aufbaut, und einen „revolutionären“ Ansatz, der die Preisgestaltung für Versorgungssicherheit und Energiebezug auf der Verbraucherebene verändert. Die Ziele des Projekts sind: 1. Problem-Mapping: Identifikation der wichtigsten Treiber des Wandels im Elektrizitätssystem und Abschätzung, welche davon für die Schweiz relevant sind und beeinflusst werden können. 2. Modellentwicklung: Erstellung eines Modells zur Simulation und zum Vergleich verschiedener Markt- und Politikstrukturen. 3. Vergleich: Vergleich der Entwicklung des derzeitigen Systems mit einem neuen Marktdesign, bei dem die Versorgungssicherheit im Voraus vertraglich festgelegt wird, und Bewertung der Effizienz dieser Ansätze. Obwohl das endgültige Modell nicht in der Lage war, alle Elemente und Dimensionen der komplexen Wechselwirkungen im Elektrizitätssektor vollständig zu erfassen, ermöglichte es einen quantitativen Vergleich der beiden Marktansätze und lieferte Erkenntnisse in drei Schlüsselbereichen: 1. Das zukünftige schweizerische und europäische Elektrizitätssystem: Es besteht Konsens darüber, dass die zukünftigen Systeme stark auf wetterabhängige erneuerbare Energiequellen angewiesen sein werden und dass die Sektorkopplung zu einer höheren Stromnachfrage führen wird. Allerdings sind die Details in den verschiedenen untersuchten Studien sehr heterogen und die Meinungen über die Rolle komplementärer Technologien gehen auseinander. Im Rahmen des Projekts wurde festgestellt, dass eine bessere Integration der technisch orientierten Modelle mit Stakeholder-Perspektiven und der Abbildung von Politik- und Marktstrukturen erforderlich ist, um eine bessere Bewertung des Übergangsprozesses zu erreichen. 2. Marktdesign und alternative Ansätze: Das Projekt untersuchte ein „revolutionäres“ Marktdesign, das sich auf Versorgungssicherheit und Verbraucherflexibilität konzentriert, im Gegensatz zu einer klassischen, auf der Nutzungszeit basierenden Tarifstruktur für Haushalte. Theoretisch könnte dieser neue Ansatz zu einem optimierten Systembetrieb und Investitionen führen. Eine Umstellung auf dieses neue Konzept würde jedoch erhebliche Änderungen erfordern, einschließlich neuer Vertragsstrukturen zwischen Verbrauchern und Einzelhändlern/Versorgungsunternehmen sowie mit Erzeugern. 3. Quantitative Bewertung für die Schweiz: Das Modell hat gezeigt, dass der „revolutionäre“ Ansatz zwar die Systemeffizienz leicht verbessern könnte, der Nutzen jedoch begrenzt ist, insbesondere aufgrund der flexiblen Wasserkraftressourcen der Schweiz. Allerdings könnte dieser Ansatz den lokalen Netzbetrieb verbessern. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass weitere Forschung notwendig ist, um die vollen Auswirkungen zu verstehen, insbesondere im Hinblick auf die Investitionsdynamik und die Rolle der Flexibilität der Haushalte. Das Projekt unterstrich die Bedeutung der Wasserkraft in der Schweiz und den potenziellen Nutzen der Flexibilität der Haushalte für die lokalen Netze. Die Umstellung auf das „revolutionäre“ Marktdesign würde jedoch erhebliche Änderungen erfordern, darunter neue allgemeine Tarif- und Vertragsbeziehungen und eine stärkere Beteiligung der Verbraucher. Die Diskussionen stimmen auch mit den europäischen Debatten über das Marktdesign überein, die sich auf den Verbraucherschutz und die Nachfragesteuerung konzentrieren. Weitere Untersuchungen sind erforderlich, um die Investitionsanreize und -risiken in diesen neuen Marktstrukturen zu bewerten.

Projektdetails

Forschungsstelle: BFE
Projektstatus: Abgeschlossen
Projekttyp: Forschungsprojekt
Startdatum: 2020-10-31
Enddatum: 2024-07-30
Bewilligte Gesamtkosten: CHF 219408.00
Sektion: Energie - Wirtschaft - Gesellschaft (EWG)
NABS Politikbereich: Erzeugung, Verteilung und rationelle Nutzung der Energie

Kategorien

Allgemeine sozio-ökonomische Forschung (EWG) Anwendungsorientierte Forschung

Labels

F+E EWG