Der liberalisierte europäische Gasmarkt: Untersuchungen der Marktstrukturentwicklung mit einem dynamischen Simulationsmodell

242 Pages·2004·18.842 MB·German

by  Daniela Stäcker (auth.)

Daniela Stacker
Der liberalisierte europaische Gasmarkt
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Daniela Stacker
Der liberalisierte
europaische Gasmarkt
Untersuchungen der Marktstruktur
entwicklung mit einem dynamischen
Simulationsmodell
Mit einem Geleitwort von Prof. Dr. Wolfgang Pfaffenberger
Deutscher Universitats-Verlag
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Dissertation Universitat Oldenburg, 2004
Die Erstellung der Dissertation wurde unterstiitzt von McKinsey&Company.
1. Auflage November 2004
Aile Rechte vorbehalten
© Deutscher Universitats-Verlag/GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden 2004
Lektorat: Ute Wrasmann / Anita Wilke
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waren und daher von jedermann benutzt werden diirften.
Umschlaggestaltung: Regine Zimmer, Dipl.-Designerin, Frankfurt/Main
Gedruckt auf saurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier
ISBN-13:978-3-8244-0788-0 e-ISBN-13: 978-3-322-81167-7
001: 10.1007/978-3-322-81167-7
Meiner Familie
Geleitwort
Im Rahmen der Liberalisierung der Energiemarkte werden teilweise groBe Hoffnungen an ei
ne weitere Offnung des Gasmarktes gekniipft. Was wiirde bei weitgehendem Wettbewerb der
Gasanbieter im europaischen Gasmarkt geschehen? Dieser Frage widmet sich die vorliegende
Untersuchung und verwendet dazu ein mit sehr viel Detailinformationen ausgestattetes Modell,
mithilfe dessen die Interaktion zwischen Nachfrage und Angebot durch das Leitungsnetz bei
genauer Abbildung der Gasquellen, Leitungen und Speicher simuliert werden kann.
Ahn1iche Untersuchungen existieren schon in groBer Zahl fUr den Strommarkt. Eine solche Un
tersuchung fUr den Gasmarkt ist eine Pionierarbeit, denn es ging nicht nur darum, vorhandene
Modellansatze mit den entsprechenden Daten des Gasmarktes zu fiillen, sondern es mussten
auch viele Besonderheiten bei Gas - wie z.B. die Speicherungsmoglichkeit - mit in das Mo
dell integriert werden.
Die meisten Beobachter sind sich dariiber einig, dass die Bedeutung des Erdgases als Ener
giequelle in Zukunft noch zunehmen wird. We1che Veranderungen am Gasmarkt in Zukunft
dadurch ausgelost werden konnten, dazu liefert diese Arbeit mit den durchgefiihrten Szenarien
interessante Hinweise auf die Chancen und Risiken moglicher zukiinftiger Entwicklungen.
Wolfgang Pfaffenberger
Vorwort
Der Startschuss zur Liberalisierung des europiiischen Gasmarktes fiel am 10. August 2000.
Bis zu diesem Datum sollten aile Staaten der europiiischen Union die erste Binnenmarktricht
linie Erdgas in nationales Recht umgesetzt haben, urn so die Entstehung von Wettbewerb am
europiiischen Gasmarkt zu bewirken. Nachdem zwei Jahre zuvor die Liberalisierung des Strom
marktes zu einer deutlichen Senkung der Strompreise in Deutschland und erheblichen Umstruk
turierungen gefuhrt hatte, stellte sich nun die Frage, welche Auswirkungen freier Wettbewerb
auf den europiiischen Gasmarkt haben wiirde. 1m Rahmen der vorliegenden Arbeit habe ich
versucht, mit Hilfe der System Dynamics Methodik Antworten auf diese Fragestellung zu fin
den und diese anschaulich darzustellen. Hierbei haben mich verschiedene Personen auf die eine
oder andere Art und Weise unterstiitzt. Dafur mochte ich mich an dieser Stelle bedanken.
Mein besonderer Dank gilt zuniichst meinem Doktorvater, Herrn Professor Dr. Wolfgang Pfaf
fenberger, nicht nur fur die wissenschaftliche Begleitung und Unterstiitzung bei der Anferti
gung der vorliegenden Dissertationsschrift, sondern auch fur die bei der Gestaltung der Arbeit
gewiihrten Freiriiume. Herrn Professor Dr. Wolfgang Strobele danke ich fur die Ubernalune des
Korreferats.
Die Anregung fur diese Arbeit ging von Dr. Thomas Rothel und Dr. Christoph Grobbel von
McKinsey & Company aus. Dariiber hinaus verschafften sie mir Zugang zu Datenquellen, die
einem Doktoranden normalerweise nicht zur Verfiigung stehen. Dafur bin ich ihnen zu groJ3em
Dank verpflichtet. Weitere Mitarbeiter der Global Electric Power and Natural Gas Practice von
McKinsey & Company haben mich durch anregende Diskussionen oder den Hinweis auf inte
ressante Quellen an ihren Kenntnissen der Gasmiirkte in Europa und den USA teilhaben lassen.
Zu nennen sind insbesondere Judith Lezaun, Anil Singh, Arne Germeyer, Gjermund 0ydvin,
Jan Christer Tryggestad und Svein Harald 0ygard.
Einen nicht unerheblichen Beitrag am optischen Erscheinungsbild der vorliegenden Arbeit ha
ben Harald Rosenfeldt und Dr. Gerwald Lichtenberg, deren wertvolle Ratschliige es mir ermog
lichten die Textverarbeitungssoftware LaTeX zu bezwingen und fur meine Zwecke einzusetzen.
Danken mochte ich auJ3erdem meinen ehemaligen Kollegen aus dem Hamburger McKinsey
Biiro: Dr. Jiirgen Betz, Dr. Bjorn-Olaf Borth, Dr. Mirko Caspar, Dr. Lars Krause und Dr. Elmar
Licharz. Wiihrend unserer gemeinsamen Promotionszeit wurde durch sie die Mittagspause mit
dem obligatorischen Kickerturnier zu einem hochst erfrischenden Bestandteil meines Tagesab
laufs.
Meiner Familie, der dieses Buch gewidmet ist, danke ich fur die liebevolle Forderung und Un
terstiitzung meiner Ausbildung, urn nur einen von unziihligen Griinden zum Dank herauszugrei
fen. Mein groJ3ter Dank gilt Dir, Stefan: Fiir Alles.
Daniela Stacker
Inhaltsverzeichnis
Geleitwort VII
Vorwort IX
Inhaltsverzeichnis XI
xv
Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis XIX
1 Einfiihrung 1
1.1 Gegenstand und Zielsetzung der Betrachtung I
1.2 Untersuchungsansatz und Grenzen der Betrachtung 2
1.3 Aufbau der Arbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2 Grundlagen 5
2.1 Der europiiische Gasmarkt . . . . . . . . . 5
2.1.1 Die Prozesskette der Gaswirtschaft 6
2.1.2 Die Erdgasversorgung Europas. . . 7
2.1.3 Die Liberalisierung des europiiischen Gasmarktes . 8
2.1.3.1 Ausgangssituation............ 8
2.1.3.2 Die rechtlichen Grundlagen der Liberalisierung des europii-
ischen Gasmarktes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 9
2.1.3.3 Die Entstehung von Wettbewerb am europiiischen Gasmarkt . 11
2.2 Modellierung mit System Dynamics 13
2.3 Einordnung der Arbeit ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 15
3 Modellbeschreibung 17
3.1 Grundstruktur des Modells 19
3.2 Die Endverbrauchemachfrage 21
3.3 Der Gastransport ..... . 24
3.4 Die Gasproduktion .... . 26
3.4.1 Die Angebotsmenge 26
3.4.2 Der Angebotspreis . 28
3.4.2.1 Der Angebotspreis auf Basis der Kosten 29
3.4.2.2 Der Angebotspreis auf Basis des Wertes 29
3.5 Die Gasspeicher ............ . 31
3.5.1 Grundlagen der Gasspeicherung 31
3.5.2 Der Speicherzyklus ...... . 32
XII Inhaltsverzeichnis
3.5.3 Die Ausspeicherung 32
3.5.4 Die Einspeicherung . 36
3.6 Die Preisvorhersage ..... 39
3.6.1 Die Stroktur der Preisvorhersage . 39
3.6.2 Die Endverbrauchernachfrage fur die Preisvorhersage 41
3.6.3 Der Gastransport fur die Preisvorhersage ...... . 41
3.6.4 Die Gasproduktion fur die Preisvorhersage ..... . 42
3.6.4.1 Die Angebotsrnenge fur die Preisvorhersage 42
3.6.4.2 Der Angebotspreis fur die Preisvorhersage 42
3.7 Messgr6J3en irn Modell .................... . 43
4 Modelleingangsdaten 45
4.1 Uberblick tiber die ben6tigten Daten 45
4.2 Ableitung der Eingangsdaten 47
4.2.1 Nachfragedaten..... 47
4.2.2 Produktionsdaten.... 49
4.2.2.1 Nordseefelder 49
4.2.2.2 Weitere europiiische Produktion . 51
4.2.2.3 Au13ereur6piiische Produktion mit Leitungsanschluss . 53
4.2.2.4 Fltissiggas.... 54
4.2.3 Transportdaten........ 55
4.2.3.1 Leitungstransport. 56
4.2.3.2 Fltissiggastransport 61
4.2.4 Speicherdaten......... 63
4.2.4.1 Speichertypen... 63
4.2.4.2 Technische Kenngr6J3en 64
4.2.4.3 Speicherkosten . 64
4.2.5 Allgemeine Daten . 67
4.3 Eingangsdaten nach Liindern . . 67
4.3.1 Algerien......... 68
4.3.2 Belgien und Luxemburg 70
4.3.3 Diinemark........ 72
4.3.4 Deutschland....... 74
4.3.5 Ehemalige Sowjetunion 79
4.3.6 Finnland .. 82
4.3.7 Frankreich 83
4.3.8 GroJ3britannien 86
4.3.9 Irland 90
4.3.10 Italien .. .. 91
4.3.11 Libyen ... 95
4.3.12 Niederlande . 96
4.3.13 Norwegen. 99
4.3.14 Osterreich . 101
4.3.15 Polen ... 103
4.3.16 Portugal .. 106
4.3.17 Schweden. 107
4.3.18 Schweiz. 109
4.3.19 Spanien .. 109
Inhaltsverzeichnis XIII
4.3.20 Tschechische Republik und Siowakei . . 113
4.3.21 Ungam . . . . . . . . . . . . . . . . . . liS
4.3.22 Weitere Lander mit Fliissiggasproduktion 117
5 Simulationsergebnisse 119
5.1 Grenzen des Modells und Einordnung der Ergebnisse 119
5.2 Uberblick der betrachteten Szenarien. . . . . . 120
5.3 Das Basis-Szenario . . . . . . . . . . . . . . . 121
5.3.1 Die Nutzung des Produktionsangebots . 122
5.3.2 Die Nutzung des Transportnetzes ... 126
5.3.2.1 Die Verbreitung von Erdgas aus der ehemaligen Sowjetunion 128
5.3.2.2 Die Verbreitung von algerischem und libyschem Erdgas 130
5.3.2.3 Die Verbreitung von Fliissiggas in Europa .. 132
5.3.2.4 Die Verbreitung von niederHindischem Erdgas 135
5.3.2.5 Die Verbreitung von norwegischem Erdgas . 137
5.3.2.6 Die Verbreitung von britischem Erdgas . . . . 139
5.3.2.7 Die Verbreitung von diinischem Erdgas . . . . 140
5.3.2.8 Vergleich der simulierten Gasfliisse mit bestehenden und ge-
planten Lieferbeziehungen 141
5.3.3 Die Bedeutung der Speicher . . 144
5.3.4 Die Entwickiung der Gaspreise 147
5.4 Variation von Olpreis und Zinssatz 152
5.4.1 Analysemethode.... 153
5.4.2 Analyseergebnisse . . . . 153
5.5 Das Szenario "Stromerzeugung" . 155
5.5.1 Geanderte Eingangsdaten des Szenarios "Stromerzeugung" . 156
5.5.2 Simulationsergebnisse des Szenarios "Stromerzeugung" .. 157
5.6 Das Szenario ,,Energieeinsparung" . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
5.6.1 Geiinderte Eingangsdaten des Szenarios ,,Energieeinsparung" 161
5.6.2 Die Anderung der Gaspreise in Europa in Foige der reduzierten Nach-
frage in Deutschland . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
5.6.3 Die Anderung der Gasproduktion in Foige der reduzierten Nachfrage in
Deutschland. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
5.6.4 Die Anderung der Nutzung des Transportnetzes in Foige der reduzierten
Nachfrage in Deutschland . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
5.6.5 Die Anderung des Speichereinsatzes in Europa in Foige der reduzierten
Nachfrage in Deutschland . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
5.6.6 Die Simulationsergebnisse der Kombination aus den Szenarien "Strom
erzeugung" und ,,Energieeinsparung" ., . . . . . . . . . . . . . . . . 169
5.7 Die Marktmacht der Gazprom ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
5.7.1 Die Gasproduktion bei erh6hten Gaspreisen in der ehemaligen Sowjet-
union ................................... 171
5.7.2 Die Nutzung des Transportnetzes bei erh6hten Gaspreisen in der ehe
maligen Sowjetunion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
5.7.3 Die Anderung der Gaspreise in Europa als Fo lge der erh6hten Gaspreise
in der ehemaligen Sowjetunion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
5.7.4 Die Speichemutzung bei erh6hten Gaspreisen in der ehemaligen Sow-
jetunion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177