Economics of Wind Power

 

Projektlaufzeit: 1/2010 - 12/2010

 

Die Bedeutung der erneuerbaren Energien, insbesondere der Windenergie, ist im „Energiemix“ unbestritten. Die Windenergie liefert heute den Großteil der erneuerbaren Energieerzeugung. Im Verlaufe der vergangenen drei Jahre haben wir in verschiedenen Projekten die Wirtschaftlichkeit und Risiken der Windenergieproduktion untersucht. Im Jahr 2010 haben wir die Probleme der rohrleitungsbasierten Leistungsübertragung von Offshore Windparks untersucht, sowie die Wirtschaftlichkeit von Repowering Konzepten und Aspekte der Portfolio Optimierung behandelt.

WIRTSCHAFTLICHKEIT VON FERNLEITUNGS-BASIERTER LEISTUNGSÜBERTRAGUNG VON OFFSHORE WINDPARKS

In dieser Studie untersuchen wir die ökonomische Machbarkeit, Risiken und Finanzierungsmöglichkeiten für die Übertragung von Leistung aus Windparks in der Nordsee über Stromübertragungsleitungen, die in einen Unterwassertunnel eingelassen sind und mit einer Offshore Unterwasserstation, die als Verbindungsstück zwischen dem Meereskabel und der Fernleitung dient, verbunden sind. In einer detaillierten Sensitivitätsanalyse bestimmen wir den Einfluss von Parametervariationen und die Robustheit der Ergebnisse.

PORTFOLIO-ANALYSE VON ONSHORE WINDPARKS IN DEUTSCHLAND

Im Rahmen dieses Projektes analysieren wir fünf Onshore Windparks in Deutschland mit Methoden der Porfolio-Theorie. Portfolio Optimierung nach dem Ansatz von Markowitz wurde bereits in der Vergangenheit für Wind Park Projekte angewandt. Wir erweitern den Standard Markowitz Ansatz, indem Konzepte für Risiken und Rückflüsse durch die Anwendung von Fuzzy Portfolio Auswahlmethoden angepasst werden. Neu ist, dass wir diese Analysemethoden aus dem Finanzsektor auf Fragestellungen des Energiesektors übertragen und auf Onshore Wind Portfolios anwenden. Die zentrale Idee hinter der Fuzzy Portfolio Auswahl ist, dass der unsicheren Abschätzung von Entscheidungsträgern im Hinblick auf Risiken und Rückflüssen Rechnung getragen wird. Diese Schätzungen werden als Zugehörigkeitsfunktion dargestellt. Mit der Anwendung dieses Ansatzes bewegen wir uns weg vom üblichen Optimierungs-Paradigma hin zu einem Zufriedenstellungs-Paradigma. Letzteres berücksichtigt die Tatsache, dass viele Probleme schlecht strukturiert sind und auf inkorrekten Entscheidungen basieren, die durch soziale und wirtschaftliche Störungen verursacht wurden. Wir verwenden in dieser Untersuchung die Semi-mittlere absolute Abweichung als Abwärtstrend Risiko. Der Fuzzy Portfolio Ansatz wird dazu eingesetzt, bei gegebenen, unsicheren Schätzungen des Investors über Risiken und Rückflüsse das optimale Portfolio zu bestimmen.

REPOWERING ONSHORE WINDPARKS

Da die geeignetsten Standorte für Windenergie in Deutschland zum größten Teil bereits erschlossen sind, kann ein Ausbau der installierten Kapazität vornehmlich durch die Errichtung von Offshore Windparks und durch Repowering der Onshore Anlagen, d.h. durch den Austausch veralteter Anlagen, erreicht werden. In diesem Projekt untersuchen wir die wirtschaftliche Vorteilhaftigkeit von Repowering Projekten in Deutschland unter Berücksichtigung von gewissen Risiken. Wir stellen fest, dass ein hohes Potential an Anlagen besteht, die für das Repowering geeignet sind sowie gute wirtschaftliche Rahmenbedingungen vorherrschen, die Onshore Repowering zu einer kostengünstigen Alternative mit geringen Risiken im Vergleich zu der Entwicklung und dem Ausbau von Offshore Windenergie machen. Nichtsdestotrotz ist Repowering bis heute hinter den Erwartungen zurückgeblieben. Einige Hindernisse wurden mit dem Erneuerbare Energien Gesetz 2009 (EEG 2009) beiseite geräumt, indem eine höhere Vergütung, weniger strenge Regulationen für Leistungszuwächse, eine Änderung der Verbrauchssteuer (die Repowering Projekte für die Städte attraktiver macht) und Leitlinien zur Handhabung der Regulationsplanung eingeführt wurden.

Projektpublikationen

Madlener R., Glensk B., Weber V. (2011). Fuzzy Portfolio Optimization of Onshore Wind Power Plants, FCN Working Paper No. 10/2011, Institute for Future Energy Consumer Needs and Behavior, RWTH Aachen University, May.

Juckenack S., Madlener R. (2011). Optimal Time to Start Serial Production: The Case of the Direct Drive Wind Turbine of Siemens Wind Power A/S, FCN Working Paper No. 6/2011, Institute for Future Energy Consumer Needs and Behavior, RWTH Aachen University, March.

Abschlussarbeiten

Jochemich C. (2010). Pipeline-based Power Transmission Systems for Offshore Wind Parks: Cost Analysis and Financing Models (in German, confidential), Studienarbeit, Lehrstuhl für Wirtschaftswissenschaften, insb. Energieökonomik, Fakultät für Wirtschaftswissenschaften, RWTH Aachen University, April.

Juckenack S. (2010). Determination of the Optimal Time to Start Serial Production of Innovative Process Technologies: The Case of the Direct Drive Wind Turbine of Siemens Wind Power A/S. Diplomarbeit, Lehrstuhl für Wirtschaftswissenschaften, insb. Energieökonomik, Fakultät für Wirtschaftswissenschaften, RWTH Aachen University, Mai.

Schumacher M. (2010). Repowering von Onshore-Windenergieanlagen (Repowering of Onshore Wind Energy Plants; in German), Studienarbeit, Lehrstuhl für Wirtschaftswissenschaften, insb. Energieökonomik, Fakultät für Wirtschaftswissenschaften, RWTH Aachen University, Juli.

Weber V. (2010). Fuzzy Portfoliooptimierung von Onshore-Windkraftwerken (Fuzzy Portfolio Optimization of Onshore Wind Power Plants; in German). Studienarbeit, Lehrstuhl für Wirtschaftswissenschaften, insb. Energieökonomik, Fakultät für Wirtschaftswissenschaften, RWTH Aachen University, Dezember.