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9. Internationale Energiewirtschaftstagung
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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
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9. Internationale Energiewirtschaftstagung
Inhalt
• Motivation• Multiplikatoranalyse• Methode
• Grundmodell• Erweiterungen• ATLANTIS
• Zusammenfassung
11.02.2016Gerald Feichtinger, Institut für Elektrizitätswirtschaft und Energieinnovation/TU Graz
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9. Internationale Energiewirtschaftstagung
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
11.02.2016Gerald Feichtinger, Institut für Elektrizitätswirtschaft und Energieinnovation/TU Graz
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9. Internationale Energiewirtschaftstagung
Motivation | EU-Importabhängigkeit
11.02.2016Gerald Feichtinger, Institut für Elektrizitätswirtschaft und Energieinnovation/TU Graz
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9. Internationale Energiewirtschaftstagung
Wahl möglicher (energierelevanter) Sektoren
• Produzenten (Industrien)• Elektrizitätswirtschaft (Produktion, Übertragung, Verteilung, Handel)• Mineralölwirtschaft• Bergbau• Transport
• private Konsumenten• Heizverhalten• Mobilitätsverhalten• Wohnraumsanierung (Dämmungen, PV-Anlagen, ...)
11.02.2016Gerald Feichtinger, Institut für Elektrizitätswirtschaft und Energieinnovation/TU Graz
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9. Internationale Energiewirtschaftstagung
Modellkoppelung
• Kombination IO-A mit ATLANTIS
11.02.2016Gerald Feichtinger, Institut für Elektrizitätswirtschaft und Energieinnovation/TU Graz
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IO-Modell ATLANTIS
Szenariorahmen• Nachfrage• Technologieausbau
BPWBeschäftigung
• Produktionskosten• Technologiemix
9. Internationale Energiewirtschaftstagung
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)
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9. Internationale Energiewirtschaftstagung
Multiplikatoranalyse
• Multiplikatoren der langen/kurzen Frist
11.02.2016Gerald Feichtinger, Institut für Elektrizitätswirtschaft und Energieinnovation/TU Graz
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(additional)Demand
Production
Leontiefcycle
Imports
Savings Taxes
Keynescycle IncomesInvestment
cycleReplacementinvestments
9. Internationale Energiewirtschaftstagung
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)
11.02.2016Gerald Feichtinger, Institut für Elektrizitätswirtschaft und Energieinnovation/TU Graz
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Increaseandcutbackincapacity
Depe
nden
tvariable
t0 1
→
9. Internationale Energiewirtschaftstagung
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
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9. Internationale Energiewirtschaftstagung
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
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9. Internationale Energiewirtschaftstagung
(MR)IO-Tabelle
• Grundlage für analytisches Modell• „Aufteilung“ in Sektoren (und Länder)
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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
9. Internationale Energiewirtschaftstagung
Sektor-Disaggregation
• Erweiterung/Disaggregation um Länder/Sektoren per se nicht trivial
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#1 #2 #3 f1 f2 f3 x
#1
#2
#3
v
x
#1 #2 f1 f2 x
#1
#2
v
xè
9. Internationale Energiewirtschaftstagung
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
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100%
…
…
…
1
…
∑IOT
∑IOT
Marketshares
Intermediateconsumption
Replacementinvestment
Valueadded(excl.depreciation)
∑
Labourforce
Technology
…
…
…
1
…
Hydro
30%
…
…
…
1
…
PV
20%
…
…
…
1
…
…
…
Countries
Inputcoefficients
9. Internationale Energiewirtschaftstagung
Technologiemix im Vergleich
• Referenzszenario• Basis NEP 2012• forcierte RES-Integration
• Anwendung durch„Market share“-Ansatzmöglich
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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
9. Internationale Energiewirtschaftstagung
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
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9. Internationale Energiewirtschaftstagung
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
11.02.2016Gerald Feichtinger, Institut für Elektrizitätswirtschaft und Energieinnovation/TU Graz
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9. Internationale Energiewirtschaftstagung
Mag. Gerald FEICHTINGER
Technische Universität GrazInstitut für Elektrizitätswirtschaftund EnergieinnovationInffeldgasse 188010 Graz
Tel.: +43 316 873 7909Fax: +43 316 873 107909
Email: gerald.feichtinger@TUGraz.atWeb: www.IEE.TUGraz.at
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18 Danke für Ihre Aufmerksamkeit!
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