Market Designs for a Completely Renewable Power Sector

The article discusses whether the current German electricity market design is suitable for an electricity system completely based on renewable sources, and analyzes alternatives. Such a system becomes ever more likely due to the phase-out of nuclear power and the carbon reduction targets. Various existing scenarios for a completely renewable electricity system are analyzed and compared with respect to the contribution of different renewable technologies. Challenges for the market design arising from the differences between the current and a completely renewable system are identified—notably problems with cost recovery and investment incentives, an increased need for balancing and/or intraday adjustments, an increased diversity of actors, grid congestion and the continuing occurrence of market power. The current market design’s ability to solve these issues is assessed with the result that all but the critical problem of investment incentives and cost recovery can be solved by adapting certain rules. A comparison with other suggested market designs reveals that some designs could ensure cost recovery and investment incentives. However, these market designs have other drawbacks. Therefore, the identification of the optimal market design for a completely renewable electricity system requires further research regarding the qualitative and quantitative effects of different changes to the current market design. The article concludes by developing concrete policy recommendations.ZusammenfassungDer vorliegende Artikel diskutiert die Frage, ob das aktuelle deutsche Strommarktdesign für ein vollständig erneuerbares Stromsystem geeignet ist, und untersucht Alternativen. Unterschiedliche bestehende Szenarien für ein vollständig erneuerbares Stromsystem, das vor dem Hintergrund des Atomausstiegs und der Emissionsreduktionsziele immer wahrscheinlicher wird, werden analysiert und verglichen bezüglich des Beitrags verschiedener erneuerbarer Technologien. Die Herausforderungen für das Strommarktdesign, die sich aus den Unterschieden zwischen dem heutigen und einem vollständig erneuerbaren Stromsystem ergeben, werden identifiziert – insbesondere mangelnde Kostendeckung und Investitionsanreize, ein erhöhter Bedarf an Regelenergie und/oder untertägigem Handel, eine diversifiziertere Besitzstruktur bei Kraftwerken, zunehmende Netzengpässe und Möglichkeiten zur Ausübung von Marktmacht. Die Analyse zeigt, dass das derzeitige Strommarktdesign viele der Probleme durch kleinere Veränderungen verschiedener Regeln lösen kann außer dem kritischen Problem der mangelnden Kostendeckung und Investitionsanreize. Alternative Marktdesigns können dagegen ausreichende Kostendeckung und Investitionsanreize garantieren, haben allerdings andere Nachteile. Es sind deshalb weitere Untersuchungen bezüglich der genauen qualitativen und quantitativen Auswirkungen unterschiedlicher Veränderungen des Marktdesigns notwendig, bevor ein optimales Marktdesign für ein vollständig erneuerbares Stromsystem festgestellt werden kann. Abschließend werden konkrete Handlungsempfehlungen für die Politik entwickelt.