Ressourcen - TU Dresden
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Vorlesung 2 - Ressourcen Prof. Dr. Christian von Hirschhausen [email protected] EE Technische Universität Dresden Lehrstuhl EnErgiewirtschaft / EnergyEconomics Energiewirtschaft 1 Vorlesung 2 (Ressourcen) EE TU Dresden Lehrstuhl EnErgiewirtschaft / EnergyEconomics -1- Prof. Dr. Christian von Hirschhausen VL Energiewirtschaft 1, Modul “Ressourcen“ Running Out of Fuel? Source: BP World Energy Report 2005 EE TU Dresden DREWAG-Stiftungslehrstuhl EnErgiewirtschaft / EnergyEconomics -2- Prof. Dr. Christian von Hirschhausen VL Energiewirtschaft 1, Modul “Ressourcen“ Ressourcenökonomie • natürliche Ressourcen = nicht produzierte Güter (insb. Produktionsfaktoren) • Energieressourcen - I) nicht erneuerbar (Kohle, Erdöl, Erdgas...) Æ Bestandsgrößen - II) erneuerbar (Sonne, Wind, Holz...) Æ Stromgrößen (oder Bestandsgrößen + Wachstum) • Ressourcenökonomie Anfang der 70-er Jahre - Bericht des Club of Rome (1970) „Limits to Growth“ - Ölpreiskrisen, Kalifornische Elektrizitätskrise, Italien, UK ... - Gründung IEA und Strategische Ölreserve in den USA EE TU Dresden DREWAG-Stiftungslehrstuhl EnErgiewirtschaft / EnergyEconomics -3- Prof. Dr. Christian von Hirschhausen VL Energiewirtschaft 1, Modul “Ressourcen“ Klassifizierung von Vorräten (McKelvey-Diagramm) nach McKelvey 1965 Identifizierte Vorräte Möglichkeit der technischen, wirtschaftlichen Gewinnung Sicher Derzeit wirtschaftlich gewinnbar wahrscheinlich Nicht identifizierte Vorräte Bekannte Gebiete Unbekannte Gebiete Hypothetisch spekulativ Reserven Wirtschaftlich zu künftigen Preisen gewinnbar Technisch und wirtschaftlich nicht gewinnbar Ungewissheitsgrad der Lagerstätte EE TU Dresden DREWAG-Stiftungslehrstuhl EnErgiewirtschaft / EnergyEconomics -4- Prof. Dr. Christian von Hirschhausen VL Energiewirtschaft 1, Modul “Ressourcen“ Förderung fossiler Rohstoffe 2002 nach Regionen 680 640 Mtoe Mtoe 660 689,4 664,4 600 612,9 580 560 Oil Gas 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 1400 1200 1000 Mtoe 700 620 Asia Pacific: Production 2002 Europe & Eurasia: Production 2002 North America: Production 2002 889,3 784,205 800 600 1179,6 400 421,8 200 381,42 271,4 0 Coal Oil Gas Oil Coal Gas Coal Middle East: Production 2002 1200 1000 800 Mtoe South & Central America: Production 2002 400 350 Africa: Production 2002 250 Mtoe 1014,6 400 300 200 400 200 150 600 350 335,72 212 0,4 Gas Coal 0 Oil 300 100 92,7 34,1 0 Oil Gas Coal Mtoe 250 50 200 376,44 150 100 130,6 119,9 50 0 Oil Gas Coal Daten: BP world energy report 2003 EE TU Dresden DREWAG-Stiftungslehrstuhl EnErgiewirtschaft / EnergyEconomics -5- Prof. Dr. Christian von Hirschhausen VL Energiewirtschaft 1, Modul “Ressourcen“ Verbrauch fossiler Rohstoffe 2002 North America: Consumption 2002 Europe & Eurasia: Consumption 2002 1000 Mtoe Mtoe 800 1064,9 600 711,2 400 591,5 200 0 oil gas 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 coal 1400 1200 1000 925,2 Mtoe 1200 Asia Pacific: Consumption 2002 939,5 800 600 991,6 1183,5 400 506,1 200 297,3 0 oil gas oil coal gas coal Middle East: Consumption 2002 250 200 Mtoe South&Central America: Consumption 2002 250 200 8,4 0 17,8 0 gas oil gas coal 100 88,2 oil 185,1 50 120 100 50 207,4 100 140 214,8 coal Mtoe Mtoe Africa: Consumption 2002 150 150 80 118,6 60 40 60,7 90,6 20 0 oil gas coal Daten: BP world energy report 2003 EE TU Dresden DREWAG-Stiftungslehrstuhl EnErgiewirtschaft / EnergyEconomics -6- Prof. Dr. Christian von Hirschhausen VL Energiewirtschaft 1, Modul “Ressourcen“ Reserven fossiler Rohstoffe 2002 nach Regionen North America: Reserves 2002 South&Central America: Reserves 2002 180000 16000 160000 14000 140000 12000 80000 154670 14100 13051 6000 60000 4000 40000 20000 8000 6400 Mtoe 10000 100000 Mtoe Mtoe 120000 Asia&Pacific Reserves 2002 6505 2000 6562 0 0 Oil Gas Coal Oil Gas 200000 180000 160000 140000 120000 100000 80000 60000 40000 20000 0 Coal 175483 5200 11578 Oil Gas Coal Middle East: Reserves 2002 Europe&Eurasia: Reserves 2002 35000 Mtoe 25000 Africa: Reserves 2002 20000 35000 33220 15000 30000 10000 25000 10300 10871 Mtoe 5000 Mtoe 30000 0 Oil Gas Coal 20000 33220 15000 100000 90000 80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 93400 51472 1026 Oil Gas Coal 10000 5000 10300 10871 Oil Gas 0 Coal Daten: BP world energy report 2003 EE TU Dresden DREWAG-Stiftungslehrstuhl EnErgiewirtschaft / EnergyEconomics -7- Prof. Dr. Christian von Hirschhausen VL Energiewirtschaft 1, Modul “Ressourcen“ Optimale Extraktion Natürlicher Ressourcen • Planungsmodell / Wohlfahrtsmaximierung - Endliche Ressource im Umfang R; Nutzenfunktion, Wohlfahrtsfunktion • Welche Mengen sollten im Zeitablauf konsumiert werden? • Einfaches Beispiel der intertemporalen Nutzung einer natürlichen Ressource - „Cake Eating Problem“ • Konkurrenzmodell / Gewinnmaximierung - Eigentümerstruktur für Ressource; Nachfragefunktion • Welche Mengen werden im Zeitablauf unter der Nebenbedingung Gewinnmaximierung angeboten? - Hotelling Preisregel (1931) Æ Preise steigen im Zeitablauf mit dem Zinssatz Æ pi = (1+r)ip0 Æ „fundamental principle of the economics of exhaustible resources“ (Robert Solow, 1974) EE TU Dresden DREWAG-Stiftungslehrstuhl EnErgiewirtschaft / EnergyEconomics -8- Prof. Dr. Christian von Hirschhausen VL Energiewirtschaft 1, Modul “Ressourcen“ Bedeutung der Backstop-Technologie Preis p Preis p Grenzkosten der BackstopTechnologie Grenzkosten der Rohstoff-Förderung psubst A2 A0 Knappheitsrente λT Durchschnittskosten der BackstopTechnologie pro Einheit A1 Durchschnittskosten c der Rohstoff-Förderung pro Einheit Menge Q‘ Menge Q Î Äquivalenz zwischen Knappheits- und Differentialrente Quelle: Erdmann (1995) EE TU Dresden DREWAG-Stiftungslehrstuhl EnErgiewirtschaft / EnergyEconomics -9- Prof. Dr. Christian von Hirschhausen VL Energiewirtschaft 1, Modul “Ressourcen“ Preise und Förderung bei unterschiedlichen Zinssätzen Förderung Rohstoffpreis p(t) Preis der Backstop-Technologie 80 Q(t) i = 2,5 % 60 i = 5% 1,5 i = 2,5 % 40 i=∞ 2,0 i = 10 % i = 2,5 % 1,0 i = 5% i = 10 % 20 0,5 i = 2,5 % 0 0 0 10 20 30 40 50 60 70 Jahre 0 10 20 30 40 50 60 70 Jahre Quelle: Erdmann (1995) EE TU Dresden DREWAG-Stiftungslehrstuhl EnErgiewirtschaft / EnergyEconomics - 10 - Prof. Dr. Christian von Hirschhausen VL Energiewirtschaft 1, Modul “Ressourcen“ Hubbert Peak Theorie • M. K. Hubbert, 1956 • Mathematisches Modell zur Vorhersage der Ölgewinnung • U.S. Ölpeak für 1970 vorhergesagt • Produktionsrate von Öl bestimmt durch Entdeckungsrate • Kostentrend in Ölentdeckung = Kostentrend in Ölproduktion • Informationseffekt und Erschöpfungseffekt EE TU Dresden DREWAG-Stiftungslehrstuhl EnErgiewirtschaft / EnergyEconomics - 11 - Prof. Dr. Christian von Hirschhausen VL Energiewirtschaft 1, Modul “Ressourcen“
