Jahresbericht 2007 - FGE - RWTH Aachen University

ein periodisches Verhalten festzustellen, welches auf
die von der Jahreszeit und der Geschäftstätigkeit
abhängige Nachfrageseite des Preisbildungsprozesses
zurückzuführen ist. Es sind sowohl eine Jahressaison
als auch charakteristische Tagesfiguren zu beobachten.
Zudem lässt die visuelle Auswertung das Vorliegen
eines langfristigen Trends vermuten.
Zu den stochastischen, d. h. zufallsbedingten, Eigenschaften
der Strompreise zählen die Mean-Reversion
Eigenschaft, die hohe Volatilität sowie das Auftreten
extremer Preisspitzen. Als Mean-Reversion bezeichnet
man die Eigenschaft der Strompreise, um ein längerfristiges
Preisniveau mit kurzfristigen Ausschlägen zu
schwanken. Dies erscheint plausibel, da der Angebotsseite
des Preisbildungsprozesses die Erzeugungsgrenzkosten
zugrunde liegen. Diese haben einen Einfluss auf
das längerfristige Preisniveau der Strompreise, Abweichungen
davon sind auf kurzfristige Schwankungen der
Angebots- bzw. Nachfrageseite zurückzuführen. Die
hohe Volatilität resultiert ebenfalls aus diesen Schwankungen
und weist eine zeitliche Varianz auf. Aufgrund
der Nichtlinearität der Grenzkostenkurve, die im
Schwachlastbereich flacher als im Starklastbereich
verläuft, führen Nachfrageschwankungen in Schwachlastzeiten
bei gleicher Grenzkostenkurve zu geringeren
Preisschwankungen als in Starklastzeiten. Durch
Kraftwerksausfälle, extreme klimatische Gegebenheiten
oder auch irrationales Bieterverhalten kann es
kurzfristig zu extremen Preisspitzen kommen. Im Jahr
2006 ist es an der deutschen Strombörse European
Energy Exchange bspw. in einzelnen Stunden zu Preisen
von bis zu rund 2500 EUR/MWh gekommen [3].
Neben den deterministischen und stochastischen
Eigenschaften, lässt sich feststellen, dass die Strompreise
auch von exogenen Größen, wie bspw. den
Brennstoffkosten oder den Preisen für Emissionszertifikate,
beeinflusst werden. Mit den Mitteln der Regressionsanalyse
lassen sich derartige Abhängigkeiten
belegen. Unter Umständen lassen sich solche Korrelationen
allerdings nicht eindeutig feststellen, da in der
Regel eine Vielzahl von Größen miteinander in Wechselwirkungen
stehen. Im Falle der Strompreise ist
davon auszugehen, dass die Erwartung des Marktes
über die in den Preisbildungsprozessen implizierten
Wechselwirkungen sowie die Entwicklung der die
Strompreise beeinflussenden Größen in den Terminmarktpreisen
widergespiegelt sind. Diese könnten
daher zur aggregierten Abbildung des Einflusses der
exogenen Größen anstelle der exogenen Größen selbst
herangezogen werden.
Aufgrund von Unsicherheiten in der Entwicklung der die
Strompreise beeinflussenden Größen, besteht für die
Strompreise ebenfalls eine Unsicherheit hinsichtlich
ihrer längerfristigen Entwicklung. Neben einer die
FORSCHUNGSPROJEKTE
kurzfristigen stochastischen Effekte abbildenden
Berücksichtigung kurzfristiger Zeitabhängigkeiten sind
daher auch längerfristige Zeitabhängigkeiten der
Strompreise zu berücksichtigen.
2.2 Strompreismodelle
Zur Modellierung der Strompreise sind in der Literatur
zwei wesentliche Klassen von Modellen bekannt, deren
grundlegende Ideen im Folgenden erläutert werden.
2.2.1 Fundamentalmodelle
Der den Fundamentalmodellen zugrunde liegende
Ansatz geht davon aus, dass sich die Strompreise
vollständig durch Abbildung wesentlicher physikalischer
und wirtschaftlicher Zusammenhänge beschreiben
lassen. Ausgehend von einer grenzkostenbasierten
Preisbildung werden Fundamentalmodelle häufig um
spieltheoretische Modelle zur Abbildung strategischen
Bieterverhaltens ergänzt, das mit einer oligopolistischen
Marktstruktur begründet wird.
Für die Modellierung der Angebots- wie der Nachfrageseite
entsteht ein hoher Datenaufwand. Hinsichtlich
der Angebotsseite ist bspw. eine detaillierte Kenntnis
des Kraftwerksparks und der Brennstoffpreise notwendig.
Die Entwicklung beider Größen muss ebenfalls
möglichst exakt abgebildet werden. Die notwendige
Detaillierung einzelner Elemente des Fundamentalmodells
orientiert sich dabei an den untersuchten Fragestellungen
und dem betrachteten Zeitbereich. Fundamentalmodelle
finden meist im mittel- bis langfristigen
Zeitbereich Anwendung.
2.2.2 Stochastische Modelle
Die Grundidee stochastischer Modelle basiert auf der
Annahme, dass sich sämtliche Marktinformationen, die
zur Abschätzung der zukünftigen Entwicklung der
betrachteten Größe relevant sind, in den historischen
Ausprägungen dieser Größe widerspiegeln. In dieser
Grundform entsprechen stochastische Modelle im
Wesentlichen einer Fortschreibung der aus den historischen
Daten abgeleiteten deterministischen und
stochastischen Eigenschaften in die Zukunft. Voraussetzung
für die Anwendbarkeit solcher Modelle ist die
Zulässigkeit der Annahme, dass die historischen
Eigenschaften der Preise auch für die Zukunft Geltung
haben. Längerfristige Entwicklungen, wie bspw. eine
Veränderung des Kraftwerksparks, können dazu führen,
dass diese Annahme nicht mehr oder nur noch teilweise
gültig ist. Daher finden stochastische Modelle in der
Regel im kurz- bis mittelfristigen Zeitbereich Anwendung.
Zusätzlich besteht die Möglichkeit stochastische
Modelle durch die Betrachtung exogener Größen zu
ergänzen, um auf diese Weise die Genauigkeit des
IAEW – FGE – JAHRESBERICHT 2007 97