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Subventionierung von erneuerbarer Energie : eine industrieökonomische Analyse des strategischen Wettbewerbs in der Erneuerbaren-Energieindustrie bei unterschiedlichen staatlichen Regulierungen

Schaller, Markus

English Title: Subsidisation of Renewable Energy

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PDF, German
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Abstract

In der vorliegenden Arbeit werden ausgewählte Probleme, die im Zusammenhang mit der Subventionierung von erneuerbarer Energien stehen, in finanztheoretischen und industrieökonomischen Modellen formal analysiert. Der erste Teil der Arbeit beschäftigt sich mit der Subventionierung von Demonstrationsprojekten zur Erprobung neuer Technologien der erneuerbaren Energiegewinnung. Die Information, die durch die Erprobung über die wirtschaftliche Leistungsfähigkeit der Technologie generiert wird, ist ein Wertbestandteil solch eines Demonstrationsprojektes. Dieser Wertbestandteil wird in einem finanztheoretischen Modell als eine Realoption beschrieben. Ein Grund für die Subventionierung eines Demonstrationsprojektes liegt immer dann vor, wenn bei einer Investition in ein Demonstrationsprojekt nicht nur ausschließlich der Investor von der generierten Information profitiert. Die Technologie könnte sich in der Erprobung als so leistungsfähig herausstellen, dass der Preis für erneuerbare Energie nachhaltig gesenkt wird. In diesem Fall übt der Investor einen positiven externen Effekt in Form eines Consumer-Surplus auf die Konsumenten aus, der eine Subventionierung legitimiert. Auch könnte es sein, dass Produzenten die über eine identische oder zumindest eine ähnliche Technologie verfügen, von der durch das Demonstrationsprojekt generierten Information profitieren. Die Information die ein Investor in diesem Fall bei der Durchführung eines Demonstrationsprojektes über die wirtschaftliche Leistungsfähigkeit der eigenen Technologie gewinnt, lässt nun zusätzlich Rückschlüsse auf die wirtschaftliche Leistungsfähigkeit ähnlicher Technologien anderer Produzenten zu. Ein Produzent der in diesem Fall das Demonstrationsprojekt durchführt, übt einen positiven externen Effekt in Form eines Informationsspillovers auf andere Produzenten mit identischer oder zumindest ähnlicher Technologie aus, der wiederum eine Subventionierung des Demonstrationsprojekt legitimiert. Der zweite Teil der Arbeit leistet einen Beitrag zur Beantwortung der Frage, wie ein gutes Subventionssystem zur Förderung von erneuerbarer Energie ausgestaltet sein sollte. In diesem Teil werden die gängigen europäischen Subventionsgrundmodelle Einspeisevergütung sowie Quoten- und Ausschreibungsmodell miteinander verglichen. Hierbei untersuchen wir, welches dieser Subventionsregime die Mitnahmegewinne der Grünstromproduzenten unter einem gegebenen Produktionsniveau minimiert, bzw. welches Subventionsregime die Innovationsanreize der Grünstromproduzenten maximiert. Außerdem untersuchen wir, wie eine Kaptialsubventionierung, die zusätzlich zu einer Einspeisevergütung oder einem Quotenmodell vergeben wird, die Mitnahmegewinne und Innovationsanreize der Grünstromproduzenten beeinflusst. Aus einer formalen industrieökonomischen Wettbewerbsanalyse gewinnen wir eine Reihe von Ergebnissen, welche die aktuelle wirtschaftspolitische Diskussion bereichern. So zeigen wir beispielsweise, dass eine zusätzliche Kapitalsubventionierung bei fallenden Skalenerträgen des Kapitals, die Mitnahmegewinne der Grünstromproduzenten senkt. Gleichzeitig werden jedoch auch die Innovationsanreize der Grünstromproduzenten gemindert, weil mit den Mitnahmegewinnen auch Gewinnzuwächse, welche die Grünstromproduzenten in Folge einer Innovation realisieren, gesenkt werden. Dieser Zielkonflikt zwischen Minimierung der Mitnahmegewinne und Maximierung der Innovationsanreize ist eine zentrale Erkenntnis des zweiten Teils der Arbeit, die in verschiedenen Zusammenhängen immer wieder aufgegriffen wird. Einige unserer Ergebnisse sind überraschend, weil sie gängigen wirtschaftswissenschaftlichen Standpunkten widersprechen. So kommen wir durch unser Modell zu der Erkenntnis, dass unter der Einspeisevergütung die Grünstromproduzenten aufgrund einer schwächeren Verhandlungsposition geringere Mitnahmegewinne realisieren als unter dem Ausschreibungsmodell. Auch zeigen wir, dass bei fallenden Skalenerträgen unter der Einspeisevergütung höhere Innovationsanreize generiert werden, als unter Quoten- und Ausschreibungsmodellen.

Translation of abstract (English)

In the current work we analyze formally selected problems in connection with the subsidisation of renewable energy in finance theoretical and industrial economic models. In the first part of the work we deal with the subsidisation of demonstration projects for testing new technologies in the field of renewable energy. The information about the economical performance of a technology, which is disclosed by first tests, is part of the value of such a demonstration project. We describe this value in a finance theoretical model as a real option. A reason for subsidising a demonstration project is given, when it is not exclusively the investor who benefits from the disclosed information. A technology may prove so efficient in a demonstration project that it will lead to a sustained decrease of the price for renewable energy. In this case the investment in a demonstration project has a positive externality in the form of a so -called consumer-surplus on consumers. This consumer surplus legitimises the subsidisation of demonstration projects. It also may be that other producers of renewable energy profit from a technology that is identical or at least similar to the technology - which is tested in a demonstration project. In this case the producers will benefit from the disclosed information since they can use it to estimate the performance of their own technologies. For this reason the investment in a demonstration project causes here a positive externality in form of an information spill-over to other producers with an identical or at least similar technology, which again legitimises the subsidisation. The second part of the current work contributes to answering the question how a good subsidising system to foster renewable energy should be designed. We therefore compare feed-in tariffs, quota obligations and bidding systems, all three common European subsidising schemes. We investigate which of the systems has the capacity to minimize on the one hand the profits of the producers at a given production level and which system maximizes on the other hand the innovation incentives of the producers. Moreover we investigate how a capital subsidisation, which is given in addition to a feed-in tariff or a quota obligation, influences profits and innovation incentives of the producers. From a formal industrial economic model we derive a number of results, which are a valuable contribution to the current economic and political discussion. We show for example that when capital has decreasing marginal returns an additional capital subsidisation will lead to less profits but also to less increase of profits after an innovation and thus to less innovation incentives. This trade-off between the minimization of profits and the maximization of innovation incentives is a central insight of our work and therefore this trade-off is pointed out in various contexts. Some of our results are actually surprising since they contradict prevalent economic viewpoints. Thus we are able show on the basis of our model that profits in a feed-in tariff system are less than in a bidding system, since in the first case the bargaining position of the producer is weaker. Moreover we can show that when capital has decreasing marginal returns feed-in tariffs generate more innovation incentives than bidding systems and quota obligations.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Terberger, Prof. Dr. Eva
Date of thesis defense: 21. December 2005
Date Deposited: 13. Mar 2006 10:10
Date: 2006
Faculties / Institutes: The Faculty of Economics and Social Studies > Alfred-Weber-Institut for Economics
Subjects: 330 Economics
Controlled Keywords: Deutschland / Erneuerbare-Energien-Gesetz, Subventionspolitik, Innovation, Realoption, Industriepolitik, Wirtschaftspolitik, Subvention
Uncontrolled Keywords: Mitnahmegewinne , Quotenmodelle , Ausschreibungsmodelle , Einspeisevergütung , Demonstrationsprojektequota obligations , bidding systems , feed-in tariffs , demonstration projects , real option
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