Browsing by Author "Gillich, Annika"

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Open Access
Asset profitability in the electricity sector : an iterative approach in a linear optimization model
(2022) Gillich, Annika; Hufendiek, Kai
In a competitive electricity market, generation capacities can exactly cover their full costs. However, the real market deviates from this ideal in some aspects. One is the concern of non-existent or insufficient scarcity prices. We present an iterative method in a linear optimization model to investigate the profitability of assets in the absence of scarcity prices and how the system changes when this risk is incorporated into investors’ expectations. Therefore, we use a two-step optimization of capacity planning and unit commitment. Iteratively, mark-ups at the height of uncovered costs are added to investment costs. This typically leads to a system with better investment profitability while keeping the system cost increase low. The methodology is applied to a simplified brownfield generation system, targeting CO2-free power generation within 25 years. In a model with annual foresight of actors, iterations result in a generation system with significantly lower (or even no) uncovered costs for new investments within ten or fewer iterations. Our example case with full foresight shows that early-added gas (combined cycle) and wind onshore capacities are able to recover their full costs over a lifetime, even without scarcity prices. However, the contribution margin gap remains high, especially for storage and biomass.
Open Access
Techno-economic analysis of an instrument mix to decarbonize the electricity sector
(Stuttgart : Universität Stuttgart, Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung, 2024) Gillich, Annika; Hufendiek, Kai (Prof. Dr.-Ing.)
Die Politiklandschaft zur Bekämpfung des Klimawandels wird zunehmend komplexer und damit auch ihre Analyse. Diese Arbeit liefert einen Beitrag zur Bewältigung dieser Aufgabe, indem drei Kerninstrumente zur Dekarbonisierung des Stromsektors, nämlich CO2-Bepreisung, Förderung von erneuerbaren Energien und Kohleausstieg, systematisch bewertet werden. Dabei werden in drei Einzelanalysen ökonomische, technologische und Verteilungseffekte auf der Erzeugungsseite betrachtet, sowie Wechselwirkungen zwischen den Instrumenten. Die erste der Analysen beschäftigt sich mit ökonomischen Effekten eines Kohleausstiegs, der parallel zum EU ETS wirkt (sogenannte „overlapping policies“). Die zweite Analyse zeigt die kurzfristigen Effekte der drei Instrumente auf Marktpreise und Deckungsbeiträge einzelner Technologien auf. In der dritten Analyse wird die langfristige Rentabilität der Technologien in einem iterativen Ansatz untersucht, unter der Annahme von unzureichenden Knappheitspreisen im realen Markt. In allen drei Analysen kommt das lineare, systemkostenoptimierende Strommarktmodell E2M2 zum Einsatz, das für die jeweilige Fragestellung geeignet adaptiert wird. Die aus diesen Analysen abgeleiteten zentralen Empfehlungen für die Gestaltung eines Politikmixes im Stromsektor sind: Erstens sollte die Anzahl an Politikinstrumenten so gering wie möglich gehalten werden. Und zweitens sollte sich die Gestaltung und die Bewertung eines Instrumentenmix an dessen theoretisch optimalem Ergebnis orientieren. Die Berücksichtigung dieser Empfehlungen kann dazu beitragen, dass der Politikmix zur Dekarbonisierung des Stromsektors in Zukunft besser geeignet ist, die Klimaziele so effizient wie möglich zu erreichen.