Funkenflug

Der Spark Spread ist die theoretische Bruttomarge eines Gaskraftwerks aus dem Verkauf einer Strommenge , nachdem der Brennstoff für deren Erzeugung eingekauft wurde. Alle weiteren Kosten (Betrieb und Instandhaltung , Kapital- und sonstige Finanzierungskosten) müssen aus dem Spark Spread gedeckt sein. Der Begriff wurde Ende der 1990er-Jahre von Tony Wests Handelsteam bei National Power Ltd. in Swindon, Großbritannien, geprägt und fand schnell gängige Verwendung, als andere Händler die Handels- und Absicherungsmöglichkeiten erkannten.

Die Begriffe Dark Spread , Quark Spread und Bark Spread ^{[ 1 ] [ 2 ]} bezeichnen die jeweils ähnlich definierten Differenzen („Spreads“) zwischen den Zahlungsströmen von Kohlekraftwerken, Kernkraftwerken und Biomassekraftwerken. Diese Indikatoren für die Wirtschaftlichkeit von Kraftwerken sind für den Energiehandel nützlich . Für Betriebs- oder Investitionsentscheidungen sind veröffentlichte Spread-Daten jedoch nicht anwendbar. Lokale Marktbedingungen, die tatsächliche Anlageneffizienz und weitere Anlagenkosten müssen berücksichtigt werden. Ein höherer Dark Spread ist für den Betreiber des Kraftwerks wirtschaftlich vorteilhafter; ein unabhängiger Stromerzeuger ( IPP) mit einem Dark Spread von 15 €/ MWh ist rentabler als ein Wettbewerber mit einem Dark Spread von nur 10 €/MWh.

Zur weiteren Definition von Indikatoren für saubere Spreads gehört der Preis für Kohlendioxid- Emissionszertifikate (siehe: Emissionshandel ).

Konzeptionell entspricht die Funkenstreuung (SS in Megawattstunden): ^{[ 3 ]}

• Gesamtwert des Stroms abzüglich der gesamten Brennstoffkosten, geteilt durch
• Die gelieferten Megawattstunden Strom entsprechen
• Spark Spread in $/MWh

Eine präzisere Version dieser Berechnung könnte lauten:

${\displaystyle SS=p_{E}-{\frac {p_{G}}{\eta _{el}}}=p_{E}-HR\cdot p_{G}}$

mit

p _E als Strompreis in MU / MWh

p _G als Preis für Erdgas in MU/MWh oder MU/ Btu

η _el als elektrischer Wirkungsgrad .

HR als Wärmeverbrauch in Btu/MWh

Während die obigen Gleichungen für ein einzelnes Kraftwerk oder einen einzelnen Stromversorger ausreichend sein mögen, können je nach Art der durchgeführten Analyse detailliertere Berechnungen erforderlich sein. Stammen die Daten aus Terminkontrakten für Brennstoffe und außerbörslichen Kontrakten für Strom, müssen weitere Berechnungen durchgeführt werden, um das angemessene Absicherungsverhältnis von Strom zu Brennstoff zu bestimmen. ^{[ 4 ]}

Die Quelle, die diese Indikatoren veröffentlicht, muss eine präzise Definition des Spark Spread angeben. Die Definitionen sollten die berücksichtigten Energiepreise (Strom und Brennstoffe), den Lieferort und die Lieferbedingungen sowie den für die Berechnung verwendeten Anlagenwirkungsgrad spezifizieren. Auch alle gegebenenfalls einbezogenen Betriebskosten der Anlage sollten angegeben werden. Typischerweise wird für Gaskraftwerke ein Wirkungsgrad von 50 % und für Kohlekraftwerke ein Wirkungsgrad von 36 % angenommen. ^{[ 5 ]}

In Großbritannien wird für die Berechnung der Gasumrechnung ein gerundeter Wirkungsgrad von 49,13 % verwendet. Tatsächlich weist jedes Gaskraftwerk einen anderen Brennstoffwirkungsgrad auf , doch 49,13 % gelten auf dem britischen Markt als Standard, da sie eine einfache Umrechnung zwischen Gas- und Strommengen ermöglichen. Der Spark Spread ergibt sich somit aus dem Strompreis abzüglich der Gaskosten, dividiert durch 0,4913, d. h. Spark Spread = Strompreis – (Gaskosten/0,4913). Im August 2006 lagen die Dark Spreads in Großbritannien zwischen 10 und 30 £/MWh, die Spark Spreads zwischen 4 und 9 £/MWh.

Es ist bekannt, dass diese Werte die tatsächliche Effizienz moderner Anlagen deutlich unterschätzen . Die besten Wirkungsgrade (Stand 2019) liegen bei nahezu 64 % ^{[ 6 ] [ 7 ]} , und die kommerzielle Entwicklung schreitet rasant voran.

In Ländern, die dem EU-Emissionshandelssystem unterliegen, müssen Energieerzeuger auch die Kosten für CO₂- Emissionszertifikate berücksichtigen, die im Rahmen eines Cap-and-Trade- Systems gehandelt werden. Der Emissionshandel wurde in der EU im Januar 2005 eingeführt.

Der Clean Spark Spread wird unter Verwendung eines Emissionsintensitätsfaktors von 0,411 tCO2/MWh berechnet. Er ergibt sich somit aus der Subtraktion des CO2-Preises pro Tonne (multipliziert mit 0,411) vom „schmutzigen“ Spark Spread, d. h. Clean Spark Spread = Spark Spread – (CO2-Preis * 0,411).

Der sogenannte „Clean Spark Spread “ oder „ Spark Green Spread “ stellt den Nettoerlös dar, den ein Stromerzeuger aus dem Verkauf von Strom erzielt, nachdem er Gas und die erforderliche Anzahl an Emissionszertifikaten erworben hat. Dieser Spread wird berechnet, indem die Kosten für Erdgas an die Effizienz der Stromerzeugung angepasst und anschließend die Marktkosten für die Beschaffung oder die Opportunitätskosten für die Bereitstellung eines Emissionszertifikats, wie beispielsweise eines EU-Zertifikats (EUA) im EU-Emissionshandelssystem (EU-ETS), angewendet werden.

Sei S: Spark Spread, E: Strompreis, G: Gaskosten, Ng: Anzahl der zur Deckung des Gasbetriebs notwendigen CO2-Zertifikate , Pcc: Preis eines CO2-Zertifikats.

Dann wird der Clean Spark Spread wie folgt definiert:

${\displaystyle CleanSparkSpread=p_{E}-{\frac {p_{G}}{\eta _{el}}}-Ng*Pcc}$

Der Begriff „Clean Dark Spread “ oder „ Dark Green Spread “ bezeichnet einen analogen Indikator für die Stromerzeugung aus Kohlekraftwerken. Der Spark Green Spread und der Dark Green Spread sind besonders in Gebieten mit hohem Anteil an Kohlekraftwerken von Bedeutung, da die Konvergenz der Spreads einen wichtigen Entscheidungspunkt darstellt.

Sei D: Dark Spread, E: Strompreis, C: Kohlekosten, Nc: Anzahl der für den Kohlebetrieb notwendigen CO2-Zertifikate (2–2,5x so viele wie beim Gasbetrieb), Pcc: Preis eines CO2-Zertifikats.

Dann gilt: Saubere dunkle Ausbreitung = E - C - Nc*Pcc = D - Nc*Pcc

Klimastreuung : Der Unterschied zwischen der dunkelgrünen Streuung und der hellgrünen Streuung wird als „ Klimastreuung “ bezeichnet.

Klimastreuung = Streuung sauberer Dunkelheit - Streuung sauberer Funken = (D - Nc*Pcc) - (S - Ng*Pcc) = (D - S) - (Nc - Ng)*Pcc.

Hinweis: (D - S) und (Nc - Ng) sind positive Zahlen.

In einer CO₂-begrenzten Wirtschaft könnte ein Stromerzeuger in einer Region, in der Kohle derzeit die bevorzugte Energiequelle ist, bei steigenden Preisen für CO₂-Zertifikate mit einer negativen Klimabilanz konfrontiert werden . Dies würde bedeuten, dass Erdgas – unter Berücksichtigung der Produktionskosten und der Kosten für die Einhaltung der Emissionshandelsbestimmungen (Kohle ist im Durchschnitt 2,5-mal so umweltschädlich wie Erdgas bei gleicher Stromerzeugung) – die bessere Wahl wäre. Dies würde zu verstärkten internen Emissionsreduktionen durch Brennstoffwechsel in der Stromerzeugung und einer geringeren Abhängigkeit von flexiblen Mechanismen führen. Dies ist aufgrund der Bedenken hinsichtlich der Komplementarität von Bedeutung .

Die Klimastreuung ist auch deshalb interessant, weil sie den Preis von CO₂-Zertifikaten maßgeblich beeinflusst. Da das Emissionshandelssystem (ETS) die größten Umweltverschmutzer abdeckt, erzeugt die Stromerzeugung durch Kohle- und Gaskraftwerke – mit Abstand die größten Energiequellen – die größte Nachfrage nach CO₂-Zertifikaten innerhalb des ETS. Um die Emissionen mit dem immer knapper werdenden Kontingent kostenloser EUA-Zertifikate zu decken, muss ein Kohlekraftwerk entweder intern Emissionsminderungsmaßnahmen durchführen oder Zertifikate kaufen. Sind die Kosten für die zusätzliche interne Emissionsminderung niedriger als der Preis für CO₂-Zertifikate, entscheidet sich das Unternehmen für die interne Minderung. Da die zusätzliche Minderung jedoch zunehmend teurer wird, ist das Kraftwerk irgendwann gezwungen, Zertifikate zu kaufen – der Preis für CO₂-Zertifikate entspricht somit den Grenzkosten der Emissionsminderung, soweit europäische Kraftwerke diese Maßnahmen ergreifen.

Clean Dark Spreads spiegeln die Kosten der Stromerzeugung aus Kohle nach Abzug der Brennstoff- (Kohle-) und CO₂-Kosten wider. Ein positiver Spread bedeutet, dass die Stromerzeugung im Grundlastbereich für den betreffenden Zeitraum rentabel ist, während ein negativer Spread Verluste bedeutet. Clean Spark Spreads berücksichtigen keine zusätzlichen Erzeugungskosten (neben Brennstoff und CO₂), wie beispielsweise Betriebskosten.

Sowohl die britischen als auch die deutschen Dark-Spread-Tabellen verwenden einen Brennstoffwirkungsgrad von 35 % für die Kohleumrechnung und einen Energieumrechnungsfaktor von 7,1 für die Umrechnung von Tonnen Kohle in MWh Strom. Tatsächlich hat jede Kohlesorte einen anderen Energiewert und jedes Kohlekraftwerk einen anderen Brennstoffwirkungsgrad, aber 35 % gelten als allgemeiner Standard. Zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Dokuments (März 2007) existierte weder in Großbritannien noch in Deutschland ein liquider Markt für den Handel mit Dark Spreads. Der Wert des Dark Spreads ergibt sich aus dem Strompreis abzüglich des Kohlepreises, dividiert durch 0,35, d. h. Dark Spread = Strompreis – (Kohlepreis/0,35).

Der Clean Dark Spread wird unter Verwendung eines Emissionsintensitätsfaktors für Kohle von 0,971 tCO2/MWh berechnet. Daher ergibt sich der Clean Dark Spread aus der Differenz zwischen dem „schmutzigen“ Spark Spread und dem CO2-Preis (multipliziert mit 0,971): Clean Dark Spread = Dark Spread – (CO2-Preis * 0,971).

Mithilfe des Spark Spread lässt sich der Einnahmeverlust ermitteln, der entsteht, wenn ein Kraftwerk vom Normalbetrieb in einen Reservebetrieb umgeschaltet wird, um Strom zu liefern, wenn eine große Anzahl von Windkraftanlagen oder anderen erneuerbaren Energieerzeugern nicht in der Lage ist, Strom zu erzeugen.

Theoretisch wäre der Kraftwerksbetreiber gegenüber einem solchen Stillstand gleichgültig, solange ihm die Differenz ausgezahlt wird, die er während der üblicherweise erwarteten Betriebsstunden erzielt hätte. Tatsächlich wäre der Betreiber sogar besser gestellt, wenn ihm die erwartete Differenz für die im Normalbetrieb erwarteten Betriebsstunden ausgezahlt würde, da ihm die variablen Betriebs- und Wartungskosten (O&M-Kosten) entfielen, die proportional zur erzeugten elektrischen Energie sind.

Eine Bewertung der entgangenen Einnahmen ist erforderlich, wenn bestimmte Kraftwerke, wie beispielsweise Windkraftanlagen, absolute Priorität haben (sogenannte „Must-Run“-Anlagen). In diesem Fall ordnet die Netzleitstelle den anderen Anlagen eine Leistungsreduzierung an. In einigen Ländern haben Anlagenbetreiber Anspruch auf Entschädigung für solche Eingriffe. Auf einem wettbewerbsorientierten Strommarkt kann die Situation durch einen Ausgleichsmechanismus geregelt werden, bei dem jede Abweichung vom Fahrplan (typischerweise dem Day-Ahead-Fahrplan) entweder mit dem Preis des Regelenergiemarktes oder mit einem berechneten Preis bestraft wird.

Da die britischen Spark Spreads im Bereich von 4–9 £/MWh lagen – im Durchschnitt 6,5 £/MWh bzw. 0,65 p/kWh –, können wir die voraussichtlichen Kosten für die Umstellung bestehender Kraftwerke auf eine Standby-Rolle bei einer starken Verbreitung erneuerbarer Energien auf etwa 0,65 p/kWh schätzen.

• Liste der Energiespeicherprojekte
• Triad-Nachfrage

• Bietet einen Funkenstreuungsrechner
• Methoden und Gleichungen zur Berechnung der Funkenausbreitung
• Downloadbereich Mission climat: Tendances Carbon-Serie (Seite auch auf Französisch und Deutsch verfügbar)