16 januari 2025

Energietransitie

Eind jaren ‘90 werden de energiemarkten wereldwijd geliberaliseerd. Sindsdien kunnen energiecontracten worden verhandeld op beurzen zoals contracten voor andere grondstoffen en aandelen: de markt bepaalt de energieprijs. Als we de dynamiek van de prijzen op de energiemarkt bestuderen, moeten we het belangrijkste verschil tussen elektriciteit en andere grondstoffen begrijpen: elektriciteit kan nog niet op grote schaal worden opgeslagen. We moeten stroom produceren wanneer het verbruikt wordt: aanbod is vraag. Bijgevolg leiden onverwachte fricties in vraag en aanbod onmiddellijk tot enorme prijsschommelingen. Het is niet ongewoon dat de stroomprijs even later van +€1.000 / MWh naar -€400 / MWh gaat. En naarmate het marktaandeel van hernieuwbare energiebronnen toeneemt, zullen deze fricties zich vaker voordoen.

Een hoge prijs wijst op een tekort; een lage prijs wijst op een overaanbod. De extreme fluctuatie van energieprijzen geeft aan dat energiemarkten opslag nodig hebben en dat het verbruik meer in overeenstemming moet zijn met het aanbod van duurzame energie. We moeten batterijen opladen/ontladen wanneer de prijzen hoog/laag zijn of minder/meer verbruiken. Elektriciteitsmarkten 'schreeuwen' om opslag en vraagrespons. Zolang er onvoldoende opslagcapaciteit is en de vraag naar elektriciteit prijsinelastisch blijft, zullen we te maken hebben met de onzekerheid van extreem prijsgedrag; een onzekerheid die risico's met zich meebrengt voor energiebedrijven en investeerders in hernieuwbare energie.

Problemen met timing

Het is duidelijk dat energieopslag nodig is om de toevoer van hernieuwbare energiebronnen beter op te vangen. Dat roept echter een vraag op: hoe moet een batterij worden gebruikt? Het ligt voor de hand om een accu op te laden in geval van overaanbod, maar het is minder voor de hand om de accu te ontladen. Als alle batterijen op hetzelfde moment worden ontladen, ontstaat er op een ander moment een overaanbod. Accu's (en vraagresponssystemen) moeten zo worden gebruikt dat ze de mismatch tussen het aanbod van hernieuwbare energiebronnen en de vraag naar stroom flexibel kunnen opvangen. 

Prijsschommelingen

Dit motiveerde mij om de dynamiek van energieprijzen te bestuderen. Als we kunnen voorspellen wanneer de prijzen extreem hoog of laag zijn, en daarmee signalen over tekorten en overaanbod onthullen, kunnen we batterijen overeenkomstig gebruiken. Om dit te doen heb ik de extreme waarde theorie (EVT) toegepast om te begrijpen wat de oorzaak is van extreem hoge of lage prijzen. Stel dat je wilt weten hoe groot de kans is dat de energieprijs op een bepaald moment in de toekomst een zeer hoog (of laag) niveau overschrijdt. De normale verdelingsfunctie helpt niet bij het modelleren van deze onzekerheid: extreem hoge of lage prijzen komen minder vaak voor dan wat in werkelijkheid wordt waargenomen. EVT richt zich op de vorm van de staarten. Hiermee kan het gedrag van extreme prijzen worden bestudeerd. 

In mijn onlangs gepubliceerde artikel “Fat Tails due to Variable Renewables and Insufficient Flexibility: Evidence from Germany” (samen met Evangelos Kyritsis en Cristian Stet), pas ik EVT toe om extreme stroomprijzen in Duitsland te bestuderen. We ontdekten dat tijdens perioden met een laag aanbod van hernieuwbare energiebronnen en een hoge vraag, extreem hoge prijzen vaker voorkomen dan extreem lage prijzen. Het tegenovergestelde geldt voor perioden met een hoog aanbod van hernieuwbare energiebronnen en een lage vraag: extreem lage prijzen komen vaker voor dan extreem hoge prijzen. 

Voordelen van het gebruik van batterijen

De resultaten helpen te begrijpen hoe een accu en vraagresponssystemen moeten worden gebruikt. Een volledig opgeladen accu is gewenst vlak voor een periode met extreem hoge prijzen. Men wil dat een accu leeg is vóór een periode met (naar verwachting) veel aanbod uit duurzame energiebronnen en wanneer de vraag laag is. Op die manier zal het gebruik van batterijen en vraagresponssystemen energiesystemen helpen om beter in te spelen op het fluctuerende aanbod van hernieuwbare energiebronnen. Bovendien verbetert de focus op opladen en ontladen wanneer de prijzen laag en hoog zijn de winstgevendheid van energieopslagsystemen, wat de bereidheid van investeerders om te investeren in de energietransitie vergroot.

Over de auteurs

  • Ronald Huisman

    Ronald Huisman is hoogleraar aan de Erasmus School of Economics: "Ronald Huisman is associate professor at the section Finance of the Department of Business Economics of the Erasmus School Economics. His research fields are energy finance and financial markets. He obtained a PhD from Maastricht University."

Gerelateerd nieuws

Implementatie van de CSRD in de Nederlandse wet weer een stap dichterbij

Na enige vertraging (een slordige zes maanden na het verstrijken van de implementatiedeadline zoals meegegeven vanuit Europa) is op 13 januari 2025 het wetsvoorstel implementatie richtlijn duurzaamheidsrapportering (i.e. het wetsvoorstel ter implementatie van de Europese Corporate Sustainability Reporting Directive, kortweg ‘de CSRD’) door minister van Financiën Heinen ingediend bij de Tweede Kamer.

Klimaat

Het Warmtebod is overhandigd: de aanjager voor de warmtetransitie

Dit voorjaar zal de nieuwe Wet Collectieve Warmte (Wcw) in de Tweede Kamer behandeld worden. De invulling van deze nieuwe Warmtewet en de financiële middelen die het ministerie beschikbaar gaat stellen voor de uitvoering, zullen veel invloed hebben op de ontwikkeling van coöperatieve en publieke warmtenetten. Om de huidige stagnatie in de warmtetransitie te doorbreken is een Warmte Alliantie gevormd van een breed scala aan partijen in de warmtetransitie, waaronder warmtegemeenschappen. Het gezamenlijk opgestelde Warmtebod dat hieruit is voortgekomen, is vandaag overhandigd aan de minister van Klimaat en Groene Groei, Sophie Hermans.

Klimaat

Mensenrechtelijke aanpak onmisbaar in strijd tegen gevaarlijke klimaatverandering, forse en snelle maatregelen nodig om klimaatdoelen weer binnen bereik te brengen

Klimaatverandering vormt een serieuze bedreiging voor onze mensenrechten. Nu en in de toekomst. Het is daarom van groot belang om wereldwijd de uitstoot van broeikasgassen terug te brengen naar nul, en dat zo snel mogelijk. In het laatste deel van de jaarlijkse rapportage 2023 over klimaatverandering en mensenrechten constateert het College dat de Nederlandse overheid al belangrijke stappen heeft gezet. Maar Nederland schiet op dit moment tekort. Er is snelle en serieuze actie nodig om een duurzame toekomst voor huidige en toekomstige generaties veilig te stellen.

Klimaat

Wereldwijde klimaatrechtszaak leidt tot herbezinning: waarom het recht nu belangrijker is dan ooit

Hoe kijkt één van de hoofdrolspelers aan tegen de lopende klimaatzaak, geïnitieerd door Vanuatu? Voor PONT | Klimaat schreef dr. Margaretha Wewerinke-Singh dit opiniestuk over de geruchtmakende adviesvraag aan het Internationaal Gerechtshof en de mogelijke implicaties ervan. Zij leidt het juridische team namens de regering van de eilandengroep in de Stille Oceaan. “Het is hoog tijd dat staten hun verantwoordelijkheid voor klimaatschade gaan nemen, juist nu we op een kantelpunt in de geschiedenis staan.”

Klimaat

Meer nieuws