Operationale Risiken in der Energieversorgung: Modelle und Methoden zur Berechnung der Risiken mit Hilfe von Value-at-Risk.

Die elektrische Energieversorgung spielt in der heutigen hochtechnisierten Volkswirtschaft eine immens wichtige Rolle. Der Beitrag der Elektrizitat ist in jedem Glied der heutigen Wertschopfungskette vorhanden und nicht ohne weiteres zu ersetzen. Betrachtet man speziell den Netzbetrieb als Bindeglied zwischen dem Absatz und der Energieerzeugung, so fuhren die neusten Marktentwicklungen zu einem erhohten Kostendruck auf Seite der Netzbetreiber. Die Geschaftstatigkeit der Netzbetreiber besteht in der Unterhaltung der Netzanlagen und ist aus diesem Grund sehr kapitalintensiv. Sie sehen sich einer nach oben festgesetzten Preisgrenze gegenuber und mussen ihre Potenziale neben der Prozessoptimierung, in der Optimierung der Instandhaltungsaktivitaten der Anlagen ausschopfen. De facto mundet dies in der Reduktion der Ausgaben fur die Instandhaltung und Erneuerung der Anlagen, was gegeben falls zur Verschlechterung der Anlagenverfugbarkeit fuhrt. Modernes Instandhaltungsmanagement soll daher zwischen Einsparungen und Risiken abwagen und alle Instandhaltungsaktivitaten unter Berucksichtigung der damit verbundenen Konsequenzen koordinieren. Alle unternehmerischen Tatigkeiten sind grundsatzlich Risiken unterworfen. Diese Risiken beeinflussen die Zielerreichung und gefahrden die Grundsubstanz eines Unternehmens einerseits, auf der anderen Seite werden dadurch neue Chancen eroffnet. Dies ist der Grundsatz jedes Unternehmertums. Fur ein gutes Management gilt es Risiken rechtzeitig zu erkennen und gegebenenfalls durch die entsprechende Masnahmen zu minimieren. Die Investitionsentscheidungen in der Energieversorgung wurden bislang von der Risikoanalyse und dem Risikomanagement durch die Monopolsituation nicht betroffen. Durch die geanderte Marktsituation gilt es nun auf den neuen Trend schnellstmoglich zu reagieren und solche Kriterien wie Wirtschaftlichkeit, Effizienz und Wettbewerbsfahigkeit fest in die Unternehmensgrundsatze eines modernen Energienetzbetreibers zu integrieren. Der richtige Umgang mit Risiken gehort unwiderruflich dazu. Insbesondere in der Mittelspannungsebene sind die Vorteile eines optimierten Risikomanagements von groser Bedeutung. Grunde dafur liegen in der Anzahl der Betriebsmittel in Verteilungsnetzen, die einen hohen Kapitaleinsatz erfordern. So wurde der Wiederbeschaffungswert deutscher Mittelspannungsnetze auf ca. 20 Mrd. Euro geschatzt. Risiko ist sowohl in der allgemeinen Umgangssprache, als auch in der Wissenschaft, Politik und anderen gesellschaftlichen Bereichen, ein haufig verwendeter Begriff. Durch seinen hohen Verbreitungsgrad und dessen Verwendung in unterschiedlichen Kontexten, gibt es keine einheitliche Definition, die alle Facetten gleichzeitig abdecken konnte. Im Kontext mit Energieversorgungssystemen wird oft vom Risiko als Produkt aus der Wahrscheinlichkeit und der Konsequenz des Ausfalls eines oder mehrerer Komponenten gesprochen. Im Unterschied zum unternehmensweiten Risikoma-nagementsystem, der z.B. im Gesetz zu Kontrolle und Transparenz im Unternehmensbereich (KonTraG) beschrieben wird und wo es um die existenzbedrohenden Risiken in einem Unternehmen geht, spricht man in Zusammenhang mit einem Risikomanagementsystem in der Energieversorgung uber die Bewertung der Netzzuverlassigkeit bzw. durch die Versorgungsausfalle verursachten, mehr oder weniger schwerwiegenden, Konsequenzen. Es ist in der Regel die Aufgabe des Asset Managers mit einem passendem Managementsystem die Ausfallrisiken zu identifizieren, zu quantifizieren und falls notig zu minimieren. Die Analyse der vorhandenen Methoden im Umfeld von Energieversorgungsnetzen hat verdeutlicht, dass der aktuelle Stand der Technik einige Defizite aufweist. In den meisten Verfahren wird das Risiko zwar als Produkt aus der Wahrscheinlichkeit und Konsequenz aufgefasst, die konkrete Bewertung lasst aber viele Facetten offen. Die Schwierigkeiten fangen schon bei der Abschatzung der Zuverlassigkeitskennzahlen eines Netzes an. Hier werden die Zuverlassigkeitscharakteristiken der einzelnen Betriebsmittel als Lageparameter zur Abschatzung der Netzverfugbarkeit eingesetzt. Ein groser Nachteil solcher Methodik ergibt sich aus der Tatsache, dass diese in den meisten Fallen nur den mittleren Wert des Risikos abbildet und den Rest der Verteilung auser Acht lasst. Dabei spielen gerade die Streuungsparameter und der Konfidenzintervall in dem der wahre Wert liegt, eine grose Rolle. Auf diese Art und Weise werden Wahrscheinlichkeit und Konsequenz oft als deterministische Grose interpretiert und die inharenten Unsicherheiten in den beiden Begriffen auser Acht gelassen. Der in dieser Arbeit verfolgte Ansatz zielt auf die Entwicklung eines Instruments zur Risikoeinschatzung im Umfeld der Energieversorgung am Beispiel eines Mittelspannungsnetzes. Hierzu werden die in der Finanz- und Versicherungswirtschaft bereits vorhandene Verfahren aufgegriffen und auf ihre Konformitat mit der gestellten Aufgabe untersucht. Von besonderem Interessen sind in diesem Zusammenhang die Verfahren zur Messung eines Value-at-Risk, die in den Finanz- und Versicherungsbranchen eine breite Verwendung finden. Generell werden in solchen Verfahren die Finanzportfolien auf Risiken untersucht und ein Risikowert berechnet, der mit einem Sicherheitsniveau zusammen den grostmoglichen Verlust in der betrachteten Zeitperiode erleiden konnte. Der Wert gibt das Risikoausmas einer Investition an und wird ”Value-at-Risk” bezeichnet. Hier wird der grostmogliche Informationsgehalt uber die Risikofaktoren in einer komprimierten Form zu einem Risikoindex zusammengefasst. Andererseits setzen die Verfahren auf klare Risikomodelle, die in der Regel fur den Einsatz in den Aktienmarkten mit umfangreichen Datenbestanden optimiert worden sind. Im Zusammenhang mit den operativen Risiken im Asset Management der Ener-gieversorgung mussen diese Modelle modifiziert werden, um mit dem sparlichen Datenbestand fertig zu werden. Dafur wird ein Verfahren eingesetzt, das in der Versicherungsmathematik unter dem Namen ”Loss Distribution Approach” bekannt ist. Dieses Verfahren stellt sich der Herausforderung, mit volatilem Datenbestand und unsymmetrischen Verteilungen der Risikofaktoren als Eingangsparameter uber simulativen oder analytischen Ansatz fur eine definierte Risikogruppe und Periodendauer eine Gesamtschadensverteilung abzuleiten. Im Rahmen des simulativen Ansatzes wird dabei die bekannte und schnell zu implementierende Monte-Carlo-Simulation eingesetzt. Der analytische Ansatz bedient sich dabei der Fast-Fourier-Analyse. Beide Verfahren werden in der Arbeit auf ihre Einsetzbarkeit im Umfeld des Asset Managements der Energieversorgungsnetze analysiert, fur den praktischen Ansatz modifiziert und am Beispiel eines Mittelspannungsnetzes eingesetzt. Die Ergebnisse der Berechnung sind die Gesamtschadensprognosen, die aus den Ausfallen definierter Betriebsmittelgruppen und unter Einbeziehung aller moglichen Risikotreiber resultieren. Zum Abschluss der Arbeit werden die Ergebnisse ausfuhrlich diskutiert und weiterfuhrende Forschungen eingeleitet.