Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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In einem künftigen Elektrizitätssystem mit hohem Anteil erneuerbarer Energien und neuen Stromnachfrage-Anwendungen wird die Erzeugung allein nicht in der Lage sein, Angebot und Nachfrage auszugleichen. Die aktive Beteiligung dezentraler Energieressourcen ist notwendig. Aufgrund unvollkommener Information, begrenzter Rationalität und regulatorischer Hindernisse reagieren Haushalte jedoch oft nicht auf Preissignale. In diesem Umfeld können Aggregatoren eine wichtige Rolle spielen einzelne Stromverbraucher und Prosumer zu bündeln, um auf den Märkten für Strom und Systemdienstleistungen als Einheit aufzutreten. Eine solche Aggregation kann Effizienzgewinne bringen und den Wohlstanderhöhen, wenn regulatorische Arbitrage vermieden wird. Im Rahmen des Projekts werden wir zunächst den regulatorischen Rahmen bewerten und einen Literaturüberblick geben. Zweitens werden wir die Wohlfahrts- und Systemauswirkungen verschiedener Stufen der Aggregatorbeteiligung in einem dezentralen Schweizer Energiesystem modellieren. Drittens werden wir den Marktrahmen für die Aggregation bewerten (Kosten für das Angebot von und die Nachfrage des Systems nach Flexibilität) und Politikempfehlungen ableiten.
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Kurzbeschreibung
(Englisch)
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A future electricity system with high shares of renewables and new demand entities, conventional generation alone will not be able to balance supply and demand. Therefore, active participation of distributed energy resources is necessary. Yet, due to imperfect information, bounded rationality, and regulatory barriers, households often do not react to price signals. In this environment, aggregators can play an important role in pooling prosumers to act jointly on power and ancillary services markets.Such aggregation can yield efficiency gains and increase welfare, while regulatory arbitrage must be avoided. In the project, we will first evaluate the regulatory framework and provide a literature overview. Second, we will model the welfare and system impacts of different levels of aggregator participation in a decentralized Swiss energy system. Third, we willassess the market framework for aggregation (costs of supply of and system demand for flexibility) and derive policy conclusions.
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Kurzbeschreibung
(Französisch)
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Dans un futur système électrique caractérisé par une forte proportion d'énergies renouvelables et de nouvelles applications de la demande d'électricité, la production seule ne sera pas en mesure d'équilibrer l'offre et la demande. La participation active de ressources énergétiques décentralisées est nécessaire. Cependant, en raison d'une information imparfaite, d'une rationalité limitée et d'obstacles réglementaires, les ménages ne réagissent souvent pas aux signaux de prix. Dans ce contexte, les agrégateurs peuvent jouer un rôle important en regroupant les consommateurs d'électricité individuels et les prosommateurs afin d'agir en tant qu'entité sur les marchés de l'électricité et des services système. Une telle agrégation peut générer des gains d'efficacité et augmenter la prospérité si l'arbitrage réglementaire est évité. Dans le cadre de ce projet, nous évaluerons tout d'abord le cadre réglementaire et présenterons une revue de la littérature. Deuxièmement, nous modéliserons les effets sur le bien-être et le système de différents niveaux de participation des agrégateurs dans un système énergétique suisse décentralisé. Troisièmement, nous évaluerons le cadre du marché de l'agrégation (coût de l'offre et de la demande de flexibilité du système) et formulerons des recommandations politiques.
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Publikationen / Ergebnisse
(Deutsch)
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In einem künftigen Elektrizitätssystem mit hohem Anteil erneuerbarer Energien und neuen Stromnachfrage-Anwendungen wird die Erzeugung allein nicht in der Lage sein, Angebot und Nachfrage auszugleichen. Die aktive Beteiligung dezentraler Energieressourcen ist notwendig. Aufgrund unvollkommener Information, begrenzter Rationalität und regulatorischer Hindernisse reagieren Haushalte jedoch oft nicht auf Preissignale. In diesem Umfeld können Aggregatoren eine wichtige Rolle spielen einzelne Stromverbraucher und Prosumer zu bündeln, um auf den Märkten für Strom und Systemdienstleistungen als Einheit aufzutreten. Eine solche Aggregation kann Effizienzgewinne bringen und den Wohlstand erhöhen, wenn regulatorische Arbitrage vermieden wird. Im Rahmen des Projekts werden wir zunächst den regulatorischen Rahmen bewerten und einen Literaturüberblick geben. Zweitens werden wir die Wohlfahrts- und Systemauswirkungen verschiedener Stufen der Aggregatorbeteiligung in einem dezentralen Schweizer Energiesystem modellieren. Drittens werden wir den Marktrahmen für die Aggregation bewerten (Kosten für das Angebot von und die Nachfrage des Systems nach Flexibilität) und Politikempfehlungen ableiten. Die Arbeiten in diesem Jahr haben sich auf drei Projekte konzentriert. Erstens haben wir an der Beschreibung des regulatorischen Rahmens für Aggregatoren in der Schweiz gearbeitet, auch mit Blick auf neue Regelungen im Rahmen des Mantelerlass. Eine wichtige Erkenntnis dabei war, dass das Modell, wie Aggregatoren derzeit in der Schweiz Flexibilitäten für Balancing aggregieren können, problematische Anreize in Bezug auf Ausgleichsverbräuche aufweist. Der Mantelerlass enthält Verbesserungen in Bezug auf den Zugriff der Verteilnetzbetreiber auf Flexibilitäten. Zweitens haben wir an der Konzeption eines möglichen Marktmodells gearbeitet, das Endkunden ermöglichen würde, für spezifische Geräte wie Wärmepumpen oder Elektroautos zu einem anderen Stromanbieter zu wechseln, ohne jedoch die Absicherung des mittleren Preisniveaus durch den lokalen EVU zu verlieren. An diesem Strang arbeiten wir unter dem Titel «Device Specific Suppliers in a Monopolistic Retail Market». Drittens haben wir dynamische Tarife untersucht, die dabei helfen können, Verbraucher anzureizen, flexible Verbrauchseinheiten nach den Knappheiten am Markt auszurichten. In Bezug auf solche dynamischen Tarife haben wir insbesondere untersucht, wie sich eine Absicherung des Preisniveaus (Hedging) für Endverbraucher mit dynamischen Preisen kombinieren lässt. Die Analyse hat gezeigt, dass Tarife für Endverbraucher möglich sind, die eine ähnlich hohe Stabilität der Stromrechnung ermöglichen wie fixe Tarife, jedoch gänzlich unverzerrte Anreize aus dynamischen Strompreisen geben können. Wir haben unsere Analyse bei einem wissenschaftlichen Journal unter dem Titel «Profile contracts for retail customers» eingereicht. Bei unserem Stakeholder-Workshop im Mai konnten wir erste Arbeiten bereits vorstellen und viel hilfreiches Feedback für die weiteren Arbeiten sammeln.
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Publikationen / Ergebnisse
(Englisch)
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In a future electricity system with high shares of renewables and new demand entities, conventional generation alone will not be able to balance supply and demand. Therefore, active participation of distributed energy resources is necessary. Yet, due to imperfect information, bounded rationality, and regulatory barriers, households often do not react to price signals. In this environment, aggregators can play an important role in pooling prosumers to act jointly on power and ancillary services markets. Such aggregation can yield efficiency gains and increase welfare, while regulatory arbitrage must be avoided. In the project, we will first evaluate the regulatory framework and provide a literature overview. Second, we will model the welfare and system impacts of different levels of aggregator participation in a decentralized Swiss energy system. Third, we will assess the market framework for aggregation (costs of supply of and system demand for flexibility) and derive policy conclusions. This year's work has focussed on three work streams. Firstly, we worked on the description of the regulatory framework for aggregators in Switzerland, also with a view to new regulations under the Mantelerlass. An important finding was that the model of how aggregators can currently aggregate flexibility for balancing in Switzerland has problematic incentives and can cause what we call catch-up consumption, which reduces the overall value of such balancing provision. The Mantelerlass contains improvements in relation to the access of distribution system operators to flexibilities. Secondly, we have been working on the design of a possible market model that would allow customers to switch to another electricity supplier for specific devices such as heat pumps or electric cars, without losing the protection of the average price level by the local energy supplier. We are working on this strand under the title "Device Specific Suppliers in a Monopolistic Retail Market". Thirdly, we have investigated dynamic retail tariffs that can help incentivise consumers to align flexible consumption units with market shortages. With regard to such dynamic tariffs, we have analysed in particular how price level hedging for end consumers can be combined with dynamic prices. The analysis has shown that tariffs for end consumers are possible that enable a similarly high stability of the electricity bill as fixed tariffs but can provide completely undistorted incentives from dynamic electricity prices. We call these types of tariffs profile contracts and have submitted our analysis to a scientific journal under the title "Profile contracts for retail customers". At our stakeholder workshop in May, we were able to present our initial work and gathered a lot of helpful feedback for further work.
Zugehörige Dokumente
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Publikationen / Ergebnisse
(Französisch)
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Dans un futur système électrique comportant une part importante d'énergies renouvelables et de nouvelles entités de demande, la production conventionnelle ne pourra pas à elle seule équilibrer l'offre et la demande. La participation active des ressources énergétiques distribuées est donc nécessaire. Cependant, en raison d'une information imparfaite, d'une rationalité limitée et de barrières réglementaires, les ménages ne réagissent souvent pas aux signaux de prix. Dans cet environnement, les agrégateurs peuvent jouer un rôle important en regroupant les prosommateurs pour agir conjointement sur les marchés de l'électricité et des services auxiliaires. Une telle agrégation peut générer des gains d'efficacité et augmenter le bien-être, alors que l'arbitrage réglementaire doit être évité. Dans ce projet, nous évaluerons tout d'abord le cadre réglementaire et fournirons une vue d'ensemble de la littérature. Ensuite, nous modéliserons les impacts sur le bien-être et le système de différents niveaux de participation des agrégateurs dans un système énergétique suisse décentralisé. Enfin, nous évaluerons le cadre du marché pour l'agrégation (coûts de l'offre et demande de flexibilité du système) et en tirerons des conclusions politiques. Le travail de cette année s'est concentré sur trois axes. Premièrement, nous avons travaillé sur la description du cadre réglementaire pour les agrégateurs en Suisse, également en vue de nouvelles réglementations dans le cadre du Mantelerlass. Une conclusion importante a été que le modèle selon lequel les agrégateurs peuvent actuellement agréger la flexibilité pour l'équilibrage en Suisse a des incitations problématiques et peut causer ce que nous appelons une consommation de rattrapage, ce qui réduit la valeur globale de cette fourniture d'équilibrage. Le Mantelerlass contient des améliorations en ce qui concerne l'accès des gestionnaires de réseaux de distribution aux flexibilités. Deuxièmement, nous avons travaillé sur la conception d'un modèle de marché possible qui permettrait aux clients de changer de fournisseur d'électricité pour des appareils spécifiques tels que les pompes à chaleur ou les voitures électriques, sans perdre la protection du niveau de prix moyen par le fournisseur d'énergie local. Nous travaillons sur ce volet sous le titre « Device Specific Suppliers in a Monopolistic Retail Market » (Fournisseurs d'appareils spécifiques dans un marché de détail monopolistique). Troisièmement, nous avons étudié les tarifs de détail dynamiques qui peuvent aider à inciter les consommateurs à aligner les unités de consommation flexibles sur les pénuries du marché. En ce qui concerne ces tarifs dynamiques, nous avons analysé en particulier comment la couverture des niveaux de prix pour les consommateurs finaux peut être combinée avec des prix dynamiques. L'analyse a montré qu'il est possible de proposer aux consommateurs finaux des tarifs qui permettent une stabilité de la facture d'électricité aussi élevée que les tarifs fixes, mais qui peuvent fournir des incitations totalement non faussées par les prix dynamiques de l'électricité. Nous appelons ces types de tarifs des contrats de profil et avons soumis notre analyse à une revue scientifique sous le titre « Profile contracts for retail customers ». Lors de notre atelier avec les parties prenantes en mai, nous avons pu présenter notre travail initial et avons recueilli de nombreux commentaires utiles pour la suite de nos travaux.
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Schlussbericht
(Deutsch)
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In einem künftigen Elektrizitätssystem mit hohem Anteil erneuerbarer Energien und neuen Stromnachfrageanwendungen wird die Erzeugung konventioneller Stromerzeugungsanlagen allein nicht in der Lage sein, Angebot und Nachfrage auszugleichen. Die aktive Beteiligung dezentraler Energieressourcen wie Photovoltaik, Elektromobilität und Wärmepumpen ist notwendig. Aufgrund unvollkommener Information, begrenzter Rationalität und regulatorischer Hindernisse reagieren Haushalte jedoch oft nicht auf Preissignale. In diesem Projekt analysieren wir, welchen Wert die Flexibilität von dezentralen Energieressourcen für das Stromsystem haben kann und welche regulatorischen Massnahmen nötig sind, um das Potenzial auszuschöpfen.
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Schlussbericht
(Englisch)
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In a future electricity system with a high share of renewable energy and new electricity demand applications, generation from conventional power plants alone will not be sufficient to balance supply and demand. The active participation of decentralized energy resources such as photovoltaics, electric mobility, and heat pumps is necessary. However, due to imperfect information, limited rationality, and regulatory barriers, households often do not respond to price signals. In this project, we analyze the value that the flexibility of decentralized energy resources can bring to the power system and which regulatory measures are needed to unlock this potential.
Zugehörige Dokumente
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Schlussbericht
(Französisch)
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Dans un futur système électrique avec une forte part d’énergies renouvelables et de nouvelles applications de demande d’électricité, la production des centrales conventionnelles ne suffira pas à équilibrer l’offre et la demande. La participation active des ressources énergétiques décentralisées, telles que le photovoltaïque, la mobilité électrique et les pompes à chaleur, est nécessaire. Toutefois, en raison d’une information imparfaite, d’une rationalité limitée et d’obstacles réglementaires, les ménages ne réagissent souvent pas aux signaux de prix. Dans ce projet, nous analysons la valeur que peut avoir la flexibilité des ressources énergétiques décentralisées pour le système électrique, ainsi que les mesures réglementaires nécessaires pour exploiter ce potentiel.
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