verschränkung des input-output-ansatzes mit dem ... · 9. internationale energiewirtschaftstagung...

9. Internationale Energiewirtschaftstagung

u www.tugraz.at

Verschränkung des Input-Output-Ansatzes mit dem Elektrizitätswirtschaftsbranchen-modell ATLANTIS

11.02.2016

Gerald Feichtinger, Christian Lager, Petra Gsodam, Heinz StiglerInstitut für Elektrizitätswirtschaft und Energieinnovation/TU Graz

1


Inhalt

• Motivation• Multiplikatoranalyse• Methode

• Grundmodell• Erweiterungen• ATLANTIS

• Zusammenfassung

11.02.2016Gerald Feichtinger, Institut für Elektrizitätswirtschaft und Energieinnovation/TU Graz

2


Motivation

• EU-Klimaziele• 2020, 2030 sowie Roadmap 2050• Reduktion der Energie-Importabhängigkeit, CO2-Emissionen, …

• E-Wirtschaft hat grundlegende Paradigmen• Langlebigkeit, Leitungsgebundenheit• Kapitalintensität erhöht sich durch RES-Umstellung

• Abbildung einer „detaillierteren“ E-Wirtschaft• Produktionstechnologien


3


Motivation | EU-Importabhängigkeit


4


Wahl möglicher (energierelevanter) Sektoren

• Produzenten (Industrien)• Elektrizitätswirtschaft (Produktion, Übertragung, Verteilung, Handel)• Mineralölwirtschaft• Bergbau• Transport

• private Konsumenten• Heizverhalten• Mobilitätsverhalten• Wohnraumsanierung (Dämmungen, PV-Anlagen, ...)


5


Modellkoppelung

• Kombination IO-A mit ATLANTIS


6

IO-Modell ATLANTIS

Szenariorahmen• Nachfrage• Technologieausbau

BPWBeschäftigung

• Produktionskosten• Technologiemix


Simulationsmodell ATLANTIS – Eckdaten

• Untersuchung der Gesamtsystemzusammenhängein der kontinentaleuropäischen Elektrizitätswirtschaft

• Modell berücksichtigt technische sowie wirtschaftliche Teilbereiche: Strombedarf (2800 Knoten), Kraftwerks-einsatz (9600 Kraftwerksblöcke), Ausbauplanung, Börse(n), Lastfluss (6000 Leitungen), Redispatch, ca. 100 Unternehmensbilanzen und Gewinn/Verlustrechnungen

• Simulationszeitraum bis 2035 (max. 2050)


7


Multiplikatoranalyse

• Multiplikatoren der langen/kurzen Frist


8

(additional)Demand

Production

Leontiefcycle

Imports

Savings Taxes

Keynescycle IncomesInvestment

cycleReplacementinvestments


Methode

• Input-Output Analyse ([MR]IO-A)• „ein“-Land multi-sektoral vs. multi-regional multi-sektoral è inter- und

intra-nationale-/sektorale Verflechtungen

• Grundmodell („Leontief-Kreislauf“)

• komparativ-statische Analyse• Vergleich „jetzt“ mit irgendwann „später“• Anpassungsprozess wird vernachlässigtè weil nicht klar abbildbar

• Strukturelle Komponentenzerlegung (SDA)


9

Increaseandcutbackincapacity

Depe

nden

tvariable

t0 1

→


Annahmen der IO-Analyse

• Warum MRIO und nicht MR-CGE?• Komparativ statisch ist wesentlich einfacher als dynamisch• CGE bildet einen (vermutlich unrealistischen – geräumte Märkte) von

vielen möglichen Anpassungspfaden ab

• Limitierungen und Annahmen• Limitational-lineare Produktionsfunktion è keine endogene

Technikwahl


10


Modellerweiterungen

• Technologiewechsel am Bsp. der E-Wirtschaft• Abbildung Technologien durch ATLANTIS

• Nebenrechnungen notwendig• „Market-Share“-Ansatz

• Definition von Ø-Technologien für jedes Land• Residualvektor (Netze, Handel, …) um Basisjahr exakt

abzubilden

• Variation der Importquoten• Inter-regionale Effekte è Bsp. Russland (Gas), Naher Osten (Öl)

• Analyse (Zerlegung der Effekte) via SDA


11


(MR)IO-Tabelle

• Grundlage für analytisches Modell• „Aufteilung“ in Sektoren (und Länder)


12

Inputs Final demand

∑ Region #1 #2 #1 #2

Sector 1 2 1 2 𝐤 𝐞 𝐟$ 𝐤 𝐞 𝐟$

O u t p u t s

#1 1 Z1111 Z1211 Z1112 Z1212 k111 e111 f$111 k112 e112 f$112 x11

2 Z2111 Z2211 Z2112 Z2212 k211 e211 f$211 k212 e212 f$212 x21

#2 1 Z1121 Z1221 Z1122 Z1222 k121 e121 f$121 k122 e122 f$122 x11

2 Z2121 Z2221 Z2122 Z2222 k221 e221 f$221 k222 e222 f$222 x22

Value added VA11 VA21 VA12 VA22

∑ x11 x21 x12 x22


Sektor-Disaggregation

• Erweiterung/Disaggregation um Länder/Sektoren per se nicht trivial


13

#1 #2 #3 f1 f2 f3 x

#1

#2

#3

v

x

#1 #2 f1 f2 x

#1

#2

v

xè


Technologiewechsel

• Market share approach“• Technologiewechsel (z.B.: mehr Wind/PV und weniger Kohle)• „Engeneering data“ für die

Definition von Ø-Technologie(n)• Verwendung von Marktanteile(n)• „Nebenrechnung“ è keine

Sektordisaggregation direktin der IOT

• Anpassungen je Land notwendig• ev. RAS-Methode


14

100%

…

…

…

1

…

∑IOT

∑IOT

Marketshares

Intermediateconsumption

Replacementinvestment

Valueadded(excl.depreciation)

∑

Labourforce

Technology

…

…

…

1

…

Hydro

30%

…

…

…

1

…

PV

20%

…

…

…

1

…

…

…

Countries

Inputcoefficients


Technologiemix im Vergleich

• Referenzszenario• Basis NEP 2012• forcierte RES-Integration

• Anwendung durch„Market share“-Ansatzmöglich


15

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

AT BE BG CH CZ

DE

DK EL ES FR HU IT LU NL PL PT RO SI SK

EU-A

TL

2011

Wind OffShoreWindSpeicherPV/SolarPumpspeicherAndereÖlNuklearLaufwasserGasKohleBiomasse

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

AT BE BG CH CZ

DE

DK EL ES FR HU IT LU NL PL PT RO SI SK

EU-A

TL

2032

Wind OffShoreWindSpeicherPV/SolarPumpspeicherAndereÖlNuklearLaufwasserGasKohleBiomasse


Importquoten

• Exogene Importquoten / Provenienzkoeffizienten• Energiewende verursacht möglicherweise Preiseffekte è Effekte

sollen via Importquoten vereinfacht abgebildet werden• Änderung der Vorleistungsimporte (kein Technologiewechsel !)

• „preisabhängige“ Importquoten• Modellierung sehr komplex und zeitintensiv• keine modellhafte Anwendung geplant


16


Zusammenfassung und Ausblick

• Koppelung eines „bottom-up“-Modells (ATLANTIS) mit einem Makro-Modell (IO-A) ist eine notwendige und sinnvolle Erweiterung

• Grundmodell fertiggestellt è Modellkoppelung in Arbeit


17


Mag. Gerald FEICHTINGER

Technische Universität GrazInstitut für Elektrizitätswirtschaftund EnergieinnovationInffeldgasse 188010 Graz

Tel.: +43 316 873 7909Fax: +43 316 873 107909

Email: [email protected]: www.IEE.TUGraz.at


18 Danke für Ihre Aufmerksamkeit!

verschränkung des input-output-ansatzes mit dem ... · 9. internationale energiewirtschaftstagung...

Documents