Energiewirtschaft

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Energiewirtschaft

• Teil II Ressourcenökonomie

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Gliederung der Vorlesung Energiewirtschaft

• Teil II Ressourcenökonomie
• 1. Reserven, Ressourcen, Reichweite
• 2. Intertemporale Allokation,
  Hotelling-Modell

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Potenzial fossiler Energieträger
In Mrd. toetoe tons of oil equivalent
Quelle RWE, Weltenergiereport 2004, S. 20
Bundesanstalt für Geowissenschaften
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McKelvey-Diagramm
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Definitionen

• GesamtpotenzialGesamte gewinnbare Menge der
  Energierohstoffe in der Erdkruste, die vor dem
  Beginn der Förderung durch den Menschen vorhanden
  war.
• Verbleibendes PotenzialGesamtpotenzial
  abzüglich der bereits geförderten Mengen.
• ReservenSicher nachgewiesene und mit bekannter
  Technologie wirtschaftlich förderbare Vorkommen.
  Dazu gehören die bereits fördernden Gebiete
  genauso wie durch Exploration mehr oder weniger
  zuverlässig erkundete, aber bisher noch nicht
  fördernde Bereiche.
• RessourcenVorkommen, die entweder zwar
  nachgewiesen, aber noch nicht wirtschaftlich zu
  fördern sind, oder aber noch nicht sicher
  nachgewiesen sind, aber aufgrund geologischer
  Indikatoren erwartet werden.
• Statische ReichweiteQuotient aus Reserven und
  und letzter Jahresförderung.
• Kumulierte FörderungSumme aller
  Jahresförderungen seit Förderbeginn.

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Gesamtpotenzial von konven-tionellem Erdöl 2001
in Gt
Quelle Bundesamt für Geo-wissenschaften und
Rohstoffe (BGR)
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Reserven und Förderung von konventionellem Erdöl
1940 - 1998

Jahr
EUR estimated ultimate recovery
Gesamtpotenzial
Quelle Bundesamt für Geo-wissenschaften und
Rohstoffe (BGR)
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Auswahl verschiedener Prognosen für die
Erdölproduktion
Mrd. t / a
( Gesamtpotenzial)
Jahr
Quelle Bundesamt für Geo-wissenschaften und
Rohstoffe (BGR)
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Gesamtpotenzial von konven-tionellem Erdgas 2001
in Billion m³
Quelle Bundesamt für Geo-wissenschaften und
Rohstoffe (BGR)
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Regionale Verteilung der Hartkohle-reserven in
Gt
Quelle Bundesamt für Geo-wissenschaften und
Rohstoffe (BGR)
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Reichweiten verschiedener Energieträger
heute
Quelle Bundesamt für Geo-wissenschaften und
Rohstoffe (BGR)
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2. Theorie erschöpfbarer Ressourcen-
intertemporale Faktorallokation

• Basis der weltweiten Energieversorgung sind die
  fossilen Energie-ressourcen. Sie sind endlich.
  Irgendwann werden sie erschöpft sein. Wann das
  sein wird, hängt von vielen Einflussfaktoren
  (z.B. jährlicher Förder-menge, weitere
  Erschließungen etc.) ab. Entsprechend schwierig
  sind, obwohl es immer wieder versucht wird,
  exakte Prognosen.
• Hauptakteure in der Mineralölförderung sind die
  multinationalen Mineral-ölunternehmen (z.B.
  Shell, BP). Von welchen Entscheidungskalkülen
  diese sich leiten lassen soll mit dem
• Hotelling-Modell
• erläutert werden.

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Hotelling-Modell Wesentliche Annahmen

• Ressourcenbestand (in t 0) fest vorgegeben und
  bekannt
• Preisbildung bei vollständiger Konkurrenz1
• Grundvoraussetzung wohldefinierte
  Eigentumsrechte
• Ressourcenbestand homogen, d.h. alle Anbieter
  extrahieren mit denselben (konstanten)
  Grenzkosten2.

1 vollständige Konkurrenz Vielzahl von Anbietern
und Nachfragern, homogenes Produkt, keine
Marktbarrieren, vollkommene Information 2
Grenzkosten Zusätzliche Kosten, die für den
Einsatz einer zusätzlichen Faktoreinheit
entstehen.
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Hotelling-Modell

• Gesucht ist insbesondere der Preispfad Pt der
  Ressource
• Pt UCt C /b
• UC User Cost ( Knappheitsrente) /b
• C Förderkosten ( Extraktionskosten) /b
• Dollar
• b 1 barrel Öl 159 l 7,3 b 1 t Öl
  1 Mill. B/d (barrel pro Tag) 50 Mill. t/a

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Kern des Hotellingschen Arbitrage1-Kalküls

• Ressourcenbesitzer stehen vor folgenden
  Alternativen
• Ressourcenextraktion und Anlage des Profits am
  Kapitalmarkt zum Marktzins r
• oder Belassen der Ressource im Boden
• Betrachtete Perioden 0 und 1 mit User Cost UC0
  und UC1
• Entscheidungskalkül
• UC1 gt UC0(1r)Die Ressource im Boden belassen
  ist die attraktivere Anlageform. Folge Aufschub
  der Extraktion, Angebotsverknappung und
  Preisanstieg in Periode 0.
• UC1 lt UC0(1r)Es besteht ein Anreiz zu erhöhter
  Ressourcenextraktion und Anlage am Kapitalmarkt.
  Folge Angebotsausweitung und Preissenkung in
  Periode 0
• Gleichgewicht bei UC1 UC0(1r)

1 Handel zur Ausnutzung von temporären
Preisdifferenzen.
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Beispiel

• Annahmen
• Extraktionskosten C 0
• UC0 30 /b
• r 10
• Gleichgewichtsbedingung UC1 UC0(1 r)
• Entscheidungskalkül
• UC1 33 /b ? Indifferenz
• UC1 gt 33 /b ? Ressource bleibt im Boden
• UC1 lt 33 /b ? Ressource wird gefördert

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Hotelling-Regel

• Im Mehrperiodenfall
• UCt UC0(1r)t (Hotelling-Regel)
• ? Der Wert einer Ressource im Boden verzinst sich
  wie Geld auf der Bank

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Hotelling-Preispfad
P/b
Backstop-Preis PB
PB
Preispfad Pt C UC0(1 r)t
UCt
P0
Extraktionskosten C
UC0
0
t a
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Hotelling-Modell
Preis
(Backstop-Preis einer Backstop-Technologie bzw.
Backstop-Ressource, d.h. Substitut)
Marktnachfrage
Fördermenge
Quelle Wacker/Blank, Ressourcenökonomik
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Hotelling-ModellÄnderung der Diskontrate
Quelle Wacker/Blank, Ressourcenökonomik
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Hotelling-ModellÄnderung des Backstop-Preises
Quelle Wacker/Blank, Ressourcenökonomik
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Hotelling-ModellÄnderung der Extraktionskosten
Quelle Wacker/Blank, Ressourcenökonomik
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Hotelling-ModellÄnderung der Nachfrage
Quelle Wacker/Blank, Ressourcenökonomik
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Hotelling-ModellÄnderung des Ressourcenbestandes
Quelle Wacker/Blank, Ressourcenökonomik
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Hotelling-Modell Preispfad mit häufiger
Ressourcenerweiterung
Quelle Wacker/Blank, Ressourcenökonomik
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Charakterisierung des Hotelling-Modells

• Fokussiert auf die Knappheitsrente erschöpfbarer
  Ressourcen (User Cost)
• Empirisch wichtige Einflüsse auf Preise und
  Mengen bleiben modellexogen. Z.B.
• Entwicklung von Extraktionskosten
• Erweiterung des Ressourcenbestandes durch
  Exploration
• Auswirkungen von Marktmacht
• Empirische Aussagekraft daher umstritten