Geopolitische Konflikte, regulatorische Neuerungen und unerwartete Marktereignisse können Strompreise stark schwanken lassen. Für Betreiber erneuerbarer Energieanlagen ebenso wie für stromintensive Unternehmen entsteht dadurch ein erhebliches wirtschaftliches Risiko: Erzeuger können ihre Erlöse nur schwer langfristig planen, während Abnehmer nicht verlässlich abschätzen können, welche Stromkosten künftig auf sie zukommen.
Power Purchase Agreements (PPAs) bieten hierfür einen möglichen Ansatz. Sie können Strompreise über längere Zeiträume vertraglich absichern und schaffen damit Planungssicherheit auf beiden Seiten.
PPAs als Instrument zur Risikobegrenzung
Anlagenbetreibern bieten sich durch PPAs risikoarme Erlösperspektiven für Finanzierung und Projektwirtschaftlichkeit. Unternehmen können sich damit langfristig einen planbaren und vergleichsweise günstigen Energiebezug sichern und sich zugleich besser gegen Preisspitzen absichern.
Die ökonomischen Mehrwerte eines PPAs sind jedoch stark von den gegebenen Randbedingungen abhängig: Ob sich ein Vertrag lohnt, hängt vom vereinbarten Preis, den Vertragsbedingungen und den individuellen Gegebenheiten der Vertragspartner ab – etwa vom Verbrauchsprofil des Stromabnehmers, der Risikobereitschaft und den Markterwartungen der Vertragspartner sowie der konkreten Vertragsstruktur. Eine pauschale Bewertung ist daher nicht möglich.
Unsere Vorgehensweise betrachtet die Perspektive des Stromabnehmers in einem PPA und bewertet die Mehrwerte gegenüber alternativen Versorgungsmöglichkeiten. Gleichermaßen sind die Ergebnisse auch für den stromerzeugenden Vertragspartner relevant, da sie Hinweise auf einen marktgerechten und realistischen Arbeitspreis liefern. Grundlage dafür ist eine fundierte, datenbasierte Analyse, die technische, wirtschaftliche und regulatorische Einflussfaktoren gemeinsam berücksichtigt und verschiedene zukünftige Entwicklungen systematisch bewertet.
Erfassung der Ausgangslage
Zu Beginn erfolgt eine umfassende Analyse der aktuellen Rahmenbedingungen. Dazu zählen insbesondere Energieverbrauchsdaten, elektrische Lastprofile, bestehende Prognosen für Energieerzeugung und -Verbrauch, die aktuelle Beschaffungsstrategie für Strom sowie eine Potenzialanalyse für zusätzliche erneuerbare Energieträger, Speicher und weitere Flexibilitätsoptionen.
Ziel dieser Phase ist es, die Ausgangssituation des Unternehmens oder Anlagenbetreibers möglichst genau zu erfassen und die relevanten Einflussgrößen für die spätere Bewertung eines PPAs zu identifizieren.
Simulation der Eingangsdaten
Im nächsten Schritt werden fehlende Eingangsdaten ergänzt oder simuliert. Dies ist insbesondere dann relevant, wenn der Zubau von erneuerbaren Energieträgern geplant ist, aber noch keine standortscharfen Messwerte zu den Erzeugungsprofilen vorliegen. In solchen Fällen wendet wir beim Fraunhofer IOSB-AST Verfahren an, mit denen standortspezifische Erzeugungszeitreihen für Wind- und Photovoltaik-Anlagen oder auch für elektrische Lasten in hoher zeitlicher Auflösung simuliert werden können. Die erzeugten Einspeise- und Verbrauchsprofile dienen als Grundlage für die weitere technische und wirtschaftliche Bewertung.
Eine höhere Auflösung der Erzeugungsdaten, beispielsweise im Minutenbereich, ermöglicht es, physikalische Effekte genauer abzubilden. Die Photovoltaik-Erzeugung kann bei einem Wolkendurchgang beispielsweise abrupt große Sprünge aufweisen. Dies führt dazu, dass es innerhalb eines 15-Minuten-Intervalls sowohl zu einer Ein- als auch zu einer Ausspeisung kommen kann. Bei einer Viertelstundenauflösung der Zeitreihen würden diese Effekte durch Mittelwertbildung verloren gehen und damit die Bewertung verfälschen.
Bewertung von Unsicherheiten mit Szenarien und Sensitivitäten
Anschließend werden verschiedene Szenarien und Sensitivitäten gemeinsam mit dem potenziellen PPA-Vertragspartner entwickelt und abgestimmt. Die Szenarien berücksichtigen unterschiedliche regulatorische, technologische und marktbezogene Entwicklungen, beispielsweise Änderungen im Strommarktdesign, neue gesetzliche Anforderungen oder die zusätzliche Betrachtung eines Batteriespeichers im Portfolio des Stromabnehmers.
Ergänzend dazu werden Sensitivitäten definiert, um die Auswirkungen einzelner Einflussgrößen gezielt zu untersuchen. Dazu zählen beispielsweise unterschiedliche Preisentwicklungen am Spotmarkt, Netzentgelte, klimatische Einflüsse, Verbrauchsentwicklungen oder Veränderungen bei Investitions- und Betriebskosten. Aus der Kombination mit den Szenarien resultieren so üblicherweise etwa 100 unterschiedliche Einzelbetrachtungen.
Simulation der Zukunftsszenarien
Auf Basis der definierten Eingangsdaten, Szenarien und Sensitivitäten werden der Energieverbrauch und die resultierenden Kosten simuliert. Dabei wird sowohl die wirtschaftliche Wirkung des PPAs als auch der technische Betrieb relevanter Anlagenkomponenten untersucht. Dies kann beispielsweise die Dimensionierung eines Speichers, dessen optimalen technischen Betrieb, die Einbindung lokaler Erzeugungsanlagen oder die Kombination verschiedener Beschaffungsoptionen umfassen.
Handlungsempfehlungen
Die Szenarien und deren Ergebnisse werden mit entsprechenden Eintrittswahrscheinlichkeiten gewichtet. Dabei fließen sowohl die kundenseitige Einschätzung als auch die wissenschaftliche Bewertung ein. Durch den anschließenden Abgleich beider Perspektiven entsteht eine objektive und belastbare Grundlage zur Bewertung unterschiedlicher Entwicklungen über einen längeren Zeitraum. Auf dieser Grundlage leitet wir konkrete Handlungsempfehlungen für den Stromabnehmer ab – beispielsweise zur vertraglichen und preislichen Ausgestaltung des PPAs oder zur Dimensionierung eines Speichers.
Vom Bewertungsmodell zur fundierten Investitionsentscheidung
Die Vorgehensweise verbindet eine wissenschaftlich fundierte Analyse, energiewirtschaftliche Praxiserfahrung und eine auf den individuellen Anwendungsfall zugeschnittene Ausgestaltung des Bewertungsprozesses.
Die beteiligten Akteure werden dabei durchgehend in ein strukturiertes und moderiertes Vorgehen eingebunden. In gemeinsamen Workshops werden Annahmen, Szenarien, Sensitivitäten und Bewertungskriterien transparent entwickelt, diskutiert und abgestimmt. Das Vorgehen schafft eine belastbare Entscheidungsgrundlage und zugleich ein gemeinsames Verständnis der zentralen Einflussfaktoren und Risiken.
Die beschriebene Vorgehensweise ist dabei nicht auf die Bewertung von PPAs beschränkt. Sie lässt sich auf weitere energiewirtschaftliche Fragestellungen übertragen, etwa auf die Wirtschaftlichkeitsbewertung von Erneuerbare-Energien-Anlagen im Eigenbesitz, die optimale Dimensionierung von Batteriespeichern, den Vergleich unterschiedlicher Betreiber- und Vermarktungsmodelle oder die Bewertung kombinierter Beschaffungs- und Eigenversorgungskonzepte. Damit bietet der Ansatz eine flexible Grundlage, um Investitions- und Beschaffungsentscheidungen im Energiesystem unter unsicheren zukünftigen Rahmenbedingungen fundiert abzusichern.
Über die Autoren
Jonas Pemsel und Alexander Hoppert sind Teil der Gruppe Energiesystemoptimierung von Steffi Naumann am Fraunhofer-Institutsteil IOSB-AST in Ilmenau. Das Team optimiert den Einsatz und die Betriebsführung sektorenübergreifender Energiesysteme über mehrere Märkte hinweg, um Erlöse zu maximieren und Kosten zu senken.