The Impact of PV on the German Power Market
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Abstract
During the last months, the discussion on feed-in tariffs (FiT) for photovoltaic (PV) installations in Germany has gained new momentum. On the one hand, the issue of over-subsidisation due to the fact that module prices have been decreasing faster than feed-in tariffs was discussed. On the other hand, increasing costs to the consumers of power were put on the agenda after the unprecedented increase in new PV capacity in Germany in 2009. After the general election in September 2009 this discussion lead to different proposals for adjusting the FiT scheme. In summer 2010 a bill was passed amending the current FiT.
Both, in the discussion and in the bill, an important aspect has been neglected so far: the impact of the massively increasing PV capacities on the economics of conventional power plants.
The present study fills this gap. In the first part, it is qualitatively shown how the power price and the equilibrium quantity on the power exchange change with increasing PV capacities. These findings can be directly translated into shrinking revenues for operators of conventional power plants. In the second part, a quantitative analysis of the German power market is provided. The effects of different PV scenarios on the wholesale power price and the total revenues (i.e., price multiplied by quantity) of all conventional power plants are calculated. For an incumbent operator of a coal-fired power plant, the contribution margin may decrease by more than 25% and for a new, yet to build gas-fired combined cycle power plant it may drop by more than 30%.
The study concludes that the PV support scheme can be understood as the accelerator pedal for the structural change in the German power sector. Implementing the changes in the feed-in tariffs as presented in the bill will require more and faster changes in the overall design of the power market to provide sufficient incentives for backup capacities when the sun is not shining. It would also be accompanied by additional acceleration costs. Absolute caps on the added capacity, rather than further cuts in the tariffs, could buy some time for a careful redesign of the market and may reduce resistance from incumbent operators.
Keywords
Photovoltaic Germany Power market Feed in tariffDie Auswirkung der Photovoltaik auf den deutschen Strommarkt
Zusammenfassung
Die Diskussion um die Einspeisetarife für Photovoltaik-Anlagen in Deutschland hat in den letzten Monaten stark zugenommen. Ein Diskussionspunkt ist die Tatsache, dass die im Vergleich zu den Einspeisetarifen stärker sinkenden Preise der Module zu einer Überförderung führen. Auf der anderen Seite stehen die zunehmenden Stromkosten für die Verbraucher durch die beispiellose Zunahme der PV Kapazitäten in Deutschland zuletzt in 2009 und auch in 2010.
Nach den Bundestagswahlen im September 2009 wurden verschiedene Vorschläge zur Anpassung der Einspeisetarife gemacht. Sowohl in der Diskussion als auch im nachfolgenden Gesetz wird ein wichtiger Aspekt nicht berücksichtigt: Der Einfluss der sehr stark wachsenden PV Kapazitäten auf die Wirtschaftlichkeit von konventionellen Kraftwerken.
Der vorliegende Beitrag schließt die Lücke. Der erste Teil zeigt qualitativ wie sich der Strompreis und die Gleichgewichtsmengen auf dem Strommarkt ändern mit wachsenden PV Kapazitäten. Diese Erkenntnisse verdeutlichen die sinkenden Einnahmen für Betreiber konventioneller Kraftwerke. Der zweite Teil der Studie liefert eine quantitative Untersuchung des deutschen Strommarktes. Weiterhin werden die Effekte der verschiedenen PV Szenarien auf die Stromeinkaufspreise und die totalen Einnahmen (d.h. Preis multipliziert mit Menge) aller konventioneller Kraftwerke kalkuliert. Der Deckungsbeitrag eines etablierten Kohlekraftwerkes könnte um mehr als 25 % sinken, der Deckungsbeitrag eines Gaskombikraftwerkes um mehr als 30 %. Sowohl für bestehende wie auch für geplante neue Kraftwerke ändern sich die wirtschaftlichen Rahmenbedingungen massiv.
Die Studie kommt zu dem Schluss, dass die PV-Förderung als Gaspedal für strukturelle Änderungen im deutschen Strommarkt verstanden werden kann. Wenn die im Gesetz genannten Ausbauziele für PV tatsächlich erreicht werden, muss das Marktdesign des deutschen Strommarktes umfassend und zügig angepasst werden, insb. um ausreichende Anreize für Investitionen in Back-up Kapazitäten u.a. für sonnenarme Zeiten zu schaffen. Dabei würden weitere Kosten entstehen. Obergrenzen (Caps) für die neue PV-Kapazitäten, statt weitere Kürzungen der Tarife könnten helfen, den Markt vorsichtiger umzugestalten und den Widerstand etablierter Betreiber zu reduzieren.
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