Preisbildung und Einsatz von Derivaten im europäischen Emissionshandel (EU-ETS)

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Variablenverzeichnis

1 Einleitung

2 Grundlegende Institutionen des Emissionshandels
2.1 Das Kyoto-Protokoll
2.2 Das europäische Emissionshandelssystem (EU-ETS)

3 Der Handel mit CO2 in Europa
3.1 Die Emissionshandelsbörsen und andere Marktteilnehmer des EU-ETS
3.2 Das EU-Emissionszertifikat als Underlying
3.3 Theoretische Preisbildung bei CO
3.4 Determinanten der CO2-Preisbildung

4 Bestimmung der CO2-Preise
4.1 Gleichgewichtsmodelle
4.2 Analyse der Markteffizienz im EU-ETS
4.3 Stochastische Modellierung von CO2-Preisen
4.3.1 Deskriptive Statistik zum Datensatz der 1. Handelsperiode
4.3.2 Beschreibung der stochastischen Prozesse
4.3.3 Probleme beim Vergleich der stochastischen Modelle
4.3.4 Vergleich der verschiedenen Modellierungsansätze

5 Bewertung und Einsatz von Derivaten im Emissionshandel
5.1 Bestehende Risiken im EU-ETS
5.2 Funktionsweise von Futures und Optionen
5.3 Bewertung von CO2-Derivaten im EU-ETS
5.3.1 Grundkonzepte der Bewertung von Futures und Optionen
5.3.2 Überprüfung des Cost-of-Carry-Zusammenhangs
5.3.3 Preisbildungsprozess im EU-ETS
5.3.4 Bewertung von Futures und Optionen im EU-ETS
5.4 Hedging des Preisrisikos im EU-ETS

6 Abschließende Betrachtung der Thematik

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Handelsvolumina der Handelsbörsen des EU-ETS

Abbildung 2: Preisbildung bei Emissionszertifikaten

Abbildung 3: EUA-Spotpreise der ersten und zweiten Handelsperiode

Abbildung 4: Handelsvolumina im Spot- und Terminmarkt des EU-ETS

Abbildung 5: Logarithmierte EUA-Renditen mit Verteilungen

Abbildung 6: Auszahlungsprofil von Futures-Kontrakten

Abbildung 7: Werte von Call- und Put-Optionen

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Treibhausgase in Anhang A des Kyoto-Protokolls

Tabelle 2: Gesamter anthropogener Treibhausgas-Ausstoß einiger ausgewählter Staaten.

Tabelle 3: Transaktionsvolumina an den größten Handelsbörsen des EU-ETS

Tabelle 4: Determinanten der CO2-Preisentwicklung

Tabelle 5: Deskriptive Analyse von Spotpreisen und logarithmierten Renditen

Tabelle 6: Performance verschiedener stochastischer Modellierungsansätze.

Tabelle 7: Auszahlungsprofil der Straddle-Optionsstrategie

Tabelle 8: Auszahlungsprofil der Strangle-Optionsstrategie

Tabelle 9: Beispielrechnung zur Strangle-Optionsstrategie.

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Variablenverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Einleitung

Die Folgen des anthropogenen Klimawandels werden der Menschheit in den letzten Jahrzehnten immer deutlicher vor Augen geführt. Es kam zu Sturmfluten, Erderwärmung, Dürreperioden und anderen Naturerscheinungen die sich nachteilig auf die Menschheit auswirken. Der Klimawandel wurde durch die im Zeitverlauf ansteigenden Treibhausgasemissionen hervorgerufen. Um dem entgegen zu wirken, wurde im Jahr 1997 von 54 Staaten das Kyoto-Protokoll beschlossen, das 2005 in Kraft trat. Das verfolgte Ziel ist die Reduktion der weltweiten Treibhausgasemissionen um 20% gegenüber dem Wert von 1990 bis zum Jahr 2020 (vgl. United Nations, 1998).

Die Staaten der Europäischen Union beschlossen daraufhin ein eigenes Emissionshandelssystem, das European Union Emissions Trading Scheme (EU-ETS), um ihren Verpflichtungen gemäß Kyoto-Protokoll im Kollektiv nachzukommen. Für jede Tonne des Treibhausgases CO2 die ein Unternehmen emittiert, muss ein Emissionszertifikat, die sogenannte EU-Allowance (im Folgenden als „das EUA“ bezeichnet) beim Regulator abgeliefert werden. Regulator in den EU-Staaten ist eine eigens zur Überwachung des Emissionshandels eingerichtete Behörde. Die Vergabe der Zertifikate erfolgt von den einzelnen Staaten gemäß der Nationalen Allokationspläne (NAP). Die Unternehmen können diese Zertifikate frei handeln um ihren Verpflichtungen nachzukommen. Durch hohe Strafzahlungen bei Verstoß gegen die Auflagen werden die Unternehmen zur Teilnahme am Handel motiviert. Das Ziel des EU-ETS ist die Umsetzung der Umweltschutzziele zu den geringstmöglichen Kosten. Durch die Internalisierung externer Effekte wird dies erreicht, da CO2-Emittenten einen Preis hierfür zahlen müssen. Ein weiteres Ziel des EU-ETS ist die Förderung von technologischen Innovationen zur Entwicklung umweltfreundlicherer Produktionstechnologien.

Die Unternehmen, die durch das EU-ETS reguliert werden, sind dem Preisrisiko von CO2 ausgesetzt, ähnlich dem Risiko in Aktienmärkten. Um sich gegen dieses Risiko abzusichern, kann der Einsatz von Derivaten auf EUAs erwogen werden. Das Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung sowohl der Bewertung dieser Derivate unter der Annahme eines stochastischen Preisprozesses für CO2 als auch deren Einsatz im Risikomanagement der betroffenen Unternehmen. In Kapitel 2 werden die Rahmenbedingungen des welt- und europaweiten Emissionshandels beschrieben. Kapitel 3 thematisiert die grundlegenden Strukturen des börsengeführten Emissionshandels in Europa und Einflussfaktoren auf die Preise von Emissionszertifikaten. Den Kern dieser Arbeit bilden die Kapitel 4 und 5. In Kapitel 4 wird im Rahmen einer Meta-Studie nach einem adäquaten stochastischen Prozess zur Beschreibung des Preises von CO2 gesucht. Darauf aufbauend präsentiert Kapitel 5 ebenfalls teilweise im Rahmen einer Meta-Studie die Bewertung von Futures und Optionen des EU-ETS. Die in diesen Kapiteln untersuchten Arbeiten zu Preisbildung und CO2-Derivaten beziehen sich alle auf die erste Handelsperiode. Aus diesem Grund sind die Ergebnisse dieser Arbeit vor allem auf der Grundlage dieser Handelsperiode zu sehen. Einige Ergebnisse lassen sich aber auf zukünftige Perioden übertragen. Für die derzeitige zweite Handelsperiode wurden einige regulatorische Änderungen beschlossen, deren Auswirkungen aber teilweise noch nicht ausreichend erforscht wurden. Die Unterschiede zwischen den Handelsphasen sollen in dieser Arbeit soweit möglich berücksichtigt werden. Zusätzlich werden in Kapitel 5 mögliche Hedgingstrategien unter den vorherrschenden Bedingungen des EU-ETS angesprochen. Kapitel 6 fasst die wichtigsten Ergebnisse dieser Arbeit zusammen.

2 Grundlegende Institutionen des Emissionshandels

In diesem Abschnitt sollen die beiden grundlegenden Institutionen des weltweiten und europäischen Klimaschutzes vorgestellt werden. Sie bilden den vorgegebenen Rahmen des Emissionshandels in der Europäischen Union, auf den sich diese Arbeit beschränkt. Zunächst wird das Kyoto-Protokoll vorgestellt, das die Grundlage für das Emissionshandelssystem der Europäischen Union darstellt, welches im zweiten Teil dieses Kapitels dargestellt wird.

2.1 Das Kyoto-Protokoll

Im Jahr 1992 fand in Rio de Janeiro die Konferenz der Vereinten Nationen über Umwelt und Entwicklung (UNCED) statt, auf der die Klimarahmenkonvention (United Nations Framework Convention on Climate Change, UNFCCC) verabschiedet wurde. Die UNFCCC gibt völkerrechtlich verbindlich das Ziel des Klimaschutzes vor, sie trat im Jahr 1994 in Kraft. Im Dezember 1997 wurde auf der dritten Vertragsstaatenkonferenz in Kyoto (Japan) das Kyoto-Protokoll von den 156 Vertragsstaaten der Klimarahmenkonvention verabschiedet (vgl. Urdal et al., 2006, S. 8 ; Betz et al., 2005, S. 23). Die Umsetzung des Protokolls stand im Jahr 2001 mit der Verweigerung der Ratifizierung durch die USA auf wackligen Beinen. Es wurde festgelegt, dass das Protokoll erst dann in Kraft tritt, wenn mindestens 55 Staaten, die für mindestens 55% der globalen CO2-Emissionen verantwortlich sind, es ratifizieren. Durch die Verweigerung der USA, die immerhin ca. 36,1% der weltweiten CO2-Emissionen verursachten, war es zwingend erforderlich, dass Russland dem Kyoto-Protokoll zustimmte (vgl. United Nations, 1998). Das Kyoto-Protokoll trat am 16. Februar 2005 endgültig in Kraft mit der Ratifizierung durch die russische Regierung und wurde mit einer Laufzeit bis Ende 2012 versehen, diese wurde aber in der Zwischenzeit von den Vertragsstaaten bis Ende 2020 verlängert.

Das Hauptziel des Kyoto-Protokolls ist, die weltweiten Treibhausgasemissionen durch menschliche Aktivitäten, vor allem durch Verbrennung fossiler Brennstoffe, Viehhaltung und Waldrodung, zu verringern. Als Emissionsziel ist im Protokoll die Reduktion der Treibhausgasemissionen durch die in Anhang B des Protokolls aufgeführten Industriestaaten um durchschnittlich 5,2% gegenüber dem Richtwert aus dem Jahre 1990 vorgesehen. Hierfür wurde ein Zeithorizont von 5 Jahren (2008-2012) vorgesehen, um die Wirkung von äußeren Einflüssen und Wetter möglichst gering zu halten. Die Staaten der Europäischen Union, die mit dem EU-ETS ein eigenes Emissionshandelssystem etabliert haben, verpflichteten sich bereits für die Periode von 2005 bis 2007 zu einer gemeinsam getragenen Emissionsverringerung von 8% gegenüber 1990 (vgl. Betz et al., 2005, S. 24 ; Urdal et al., 2006, S. 8).

In Anhang A des Kyoto-Protokolls sind die sechs berücksichtigten Treibhausgase aufgeführt. Diese sind in Tabelle 1 zusammen mit ihrem Erwärmungspotential aufgeführt.

Tabelle 1: Treibhausgase in Anhang A des Kyoto-Protokolls

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Betz et al., 2005, S. 51.

Die Emissionsgrenzen des Protokolls beziehen sich auf CO2-Äquivalente, mit Hilfe des Erwärmungspotentials können alle relevanten Treibhausgase in CO2-Äquivalente umgerechnet werden. Je höher das Erwärmungspotential eines Treibhausgases, desto stärker ist seine Einwirkung auf den Klimawandel.

In Anhang B des Protokolls sind die Emissionsziele für die einzelnen Staaten in der ersten Kyoto-Periode aufgeführt. Die den Ländern gestatteten Emissionen werden hier als Assigned Amount (AA) bezeichnet, die Assigned Amount Units (AAU) bezeichnen die zugehörigen Emissionsrechte, ähnlich den EU-Emissionszertifikaten. Den Ländern wird ein sogenannter Initial Assigned Amount für den kompletten Zeitraum 2008-2012 vergeben, der ihre anfängliche Emissionsrechtemenge vorgibt.^[1]

Die Emissionsziele der einzelnen Länder wurden teilweise nicht eingehalten oder deutlich überschritten, es kam von 1990 bis 2004 insgesamt zu einer Reduktion der weltweiten Treibhausgasemissionen der Anhang-B-Länder um 15,3%, wobei aber von 2000 bis 2004 schon wieder ein Anstieg von ca. 3% zu beobachten war. Dies lässt den Schluß zu, dass der größte Anteil der Emissionsreduktionen auf den Zusammenbruch der ehemals sozialistischen osteuropäischen Volkswirtschaften zurückzuführen ist, deren Gesamtemissionen weit unter früheren Werten lagen. In Tabelle 2 sind einige der größten Emittenten von Treibhausgasen der Anhang-B-Länder dargestellt, um diese Vermutung zu bestätigen. Die Werte unterstreichen die getroffene Annahme bezüglich der Entwicklung der Treibhausgasemissionen. Das Kyoto-Protokoll bietet den Mitgliedsstaaten zudem die Möglichkeit eines Burden Sharing, wovon vor allem die EU-Staaten Gebrauch machen. Die EU-Staaten

können ihr insgesamt vereinbartes Klimaschutzziel gemeinsam verwirklichen, wobei einzelne Länder einen höheren oder geringeren Beitrag leisten und unterschiedliche Vorgaben erhalten. Deutschland hat sich zu einer Emissionsminderung von 21% bekannt, Großbritannien zu 12,5%, während z.B. Spanien eine Emissionssteigerung von 15% gewährt wird. Hierbei spielen ökonomische Aspekte eine wichtige Rolle, d.h. es wird einigen Staaten gewährt, ihre Emissionen zu steigern, um deren Wirtschaftswachstum nicht zu gefährden (vgl. UNFCCC, 2008, S. 16).

Tabelle 2: Gesamter anthropogener Treibhausgas-Ausstoß einiger ausgewählter Länder

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: UNFCCC, 2008, S. 16.

Im Kyoto-Protokoll sind drei flexible Mechanismen implementiert, die die Nutzung der Vorteile des Emissionsrechtehandels berücksichtigen (vgl. Tietenberg, 2003, S. 413 ; Betz et al., 2005, S. 25f.):

- Emissions trading (ET):

Nicht benötigte Emissionszertifikate können zwischen Anhang-B-Ländern gehandelt werden, um eine kostengünstige Vermeidung von Emissionen zu gewährleisten. Im Gegensatz zum EU-ETS ist im Kyoto-Protokoll nur der Handel zwischen Staaten berücksichtigt. Der Emissionshandel soll im Sinne von Artikel 17 des Kyoto-Protokolls nur als zusätzliche Möglichkeit neben direkten Maßnahmen der Emissionsvermeidung gesehen werden.

- Joint Implementation (JI):

JI ist im Artikel 6 des Kyoto-Protokolls geregelt. Ein Industriestaat kann in einem anderen Industriestaat ( Anhang-B-Staat) eine Reduktionsmaßnahme in Form einer Investition in ein Klimaschutzprojekt tätigen, die erreichte Verminderung wird dem investierenden Staat gutgeschrieben. Für Länder mit hohen Vermeidungskosten kann dies eine Möglichkeit zur Erfüllung der Vorgaben durch Investitionen in Ländern mit kostengünstigeren Emissionsreduktionsmöglichkeiten sein. Die Emissionseinsparungen werden den Ländern in Form der Emission Reduction Units (ERU) angerechnet, diese können gehandelt oder zur Erfüllung der Klimaschutzziele eingesetzt werden.

- Clean Development Mechanism (CDM):

Hierbei kann ein Anhang-B-Land Maßnahmen zur Emissionsreduktion in einem Entwicklungs- oder Schwellenland durchführen, das nicht in Anhang B des Protokolls angeführt ist. Wie bei der JI wird die erzielte Reduktion im Ausland dem Initiator der Maßnahme gutgeschrieben. Die Regelungen zum CDM finden sich unter Artikel 12 des Kyoto-Protokolls wieder. Die Überlegung hinter diesem Mechanismus ist, dass der Ort der Emissionsreduktion keine Rolle spielt, da hauptsächlich der globale Klimaschutz im Vordergrund steht und zudem durch die flexiblen Mechanismen ökonomisch effizient erreicht werden kann. Ein weiterer Aspekt ist ein möglicher Technologie- und Know-How-Transfer in Entwicklungsländer, der diesen Ländern zum Aufschwung verhelfen könnte. Aus den CDM-Projekten können die Investorländer die Certified Emission Reductions (CER) generieren, die zur Erfüllung der Emissionsvorgaben eingelöst oder an andere Länder weiterverkauft werden können. Die CDM-Maßnahmen sind über die Linking Directive der EU mit dem EU-Emissionshandelssystem verbunden. CERs können in einem gewissen Umfang anstelle von EU-Emissionsberechtigungen (EU-Allowances) zur Erfüllung der Ziele eingesetzt werden.

Das Kyoto-Protokoll läuft am Ende des Jahres 2012 aus. Auf der UN-Klimakonferenz im Dezember 2009 in Kopenhagen sollte über eine Verlängerung des Protokolls bzw. eine Nachfolgeregelung diskutiert. Es war angedacht, schärfere Emissionsziele zu setzen und mehr Staaten im Klimaschutz einzubinden, zudem wurde über ein weltweites Emissionshandelssystem mit Einbindung der Entwicklungsländer nachgedacht. Die Ergebnisse der Konferenz waren jedoch ernüchternd, es konnten keine konkreten Zielvorgaben zur Emissionsreduktion beschlossen werden. Der Copenhagen Accord stellt lediglich eine völkerrechtlich nicht bindende Einigung einiger Staaten zur angedachten Reduktion der Erderwärmung auf weniger als 2 Grad Celsius im Vergleich zum vorindustriellen Niveau dar. Eine Nachfolgeregelung des Kyoto-Protokolls wird frühestens auf der nächsten Vertragsstaatenkonferenz 2010 in Mexiko-City erarbeitet (vgl. UNFCCC, 2009).

2.2 Das europäische Emissionshandelssystem (EU-ETS)

Die Grundlage des EU-ETS bildet das Kyoto-Protokoll. Die rechtliche Grundlage zum EU-ETS findet sich in der EU-Richtlinie 2003/87/EC wieder, die von den EU-Mitgliedstaaten in national geltendes Recht übertragen wurde. Das EU-ETS ist ein marktwirtschaftliches Instrument der Klimapolitik, das den EU-Staaten zur Senkung der anthropogenen Treibhausgasemissionen unter minimalen volkswirtschaftlichen Kosten verhelfen soll.^[2] Die im Kyoto-Protokoll geforderten 8% Emissionsvermeidung im Zeitraum 2008-2012 sollen von den Unternehmen durchgeführt werden, die dies am kostengünstigsten realisieren können. Der Unterschied zum Kyoto-Protokoll besteht somit darin, dass im EU-ETS der Handel mit Emissionsberechtigungen auf Unternehmensebene und nicht zwischen einzelnen Staaten stattfindet. Nach dem Prinzip des Burden Sharing ist es den Staaten der EU genehmigt worden, ihre Emissionsverpflichtung aus dem Kyoto-Protokoll im Kollektiv zu realisieren, d.h. Deutschland muss seine Emissionen um 21% reduzieren, während z.B. Spanien und Portugal ihre Emissionen steigern dürfen. Zu beachten ist hier, dass das EU-ETS noch nicht alle sechs im Kyoto-Protokoll erfassten Treibhausgase abdeckt, momentan nur CO2, deshalb sind die Ziele der beiden Systeme nicht eins-zu-eins vergleichbar (vgl. Europäische Union, 2003).

Das EU-ETS ist das derzeit weltweit größte und führende Emissionshandelssystem, an dem ca. 98% aller globalen Transaktionen stattfinden (vgl. Daskalakis et al., 2009, S. 2). Es wurde 2003 von der Europäischen Kommission in der Richtlinie 2003/87/EC beschlossen, mit Hinblick auf die Möglichkeit einer späteren globalen Anwendung. Der Emissionshandel startete am 1. Januar 2005. In Deutschland wurde die EU-Richtlinie durch das Treibhausgas-Emissionshandelsgesetz (TEHG) im Jahr 2004 umgesetzt, die Deutsche Emissionshandelsstelle des Umweltbundesamtes regelt die Ausgabe der Zertifikate und überwacht die Teilnehmer des Handels (vgl. Wilkens / Wimschulte, 2006, S. 395f. ; Zenke / Schäfer, 2005, S. 107).

Die im EU-ETS regulierten Unternehmen betreiben Anlagen in den Wirtschaftssektoren Energieerzeugung, Raffinerien, Kokereien, Metall-, Zement-, Glas-, Keramik-, Zellstoff- und Papierindustrie mit einer Leistung von über 20 MW. Eine zukünftige Ausweitung des Systems auf andere Treibhausgase (N20 und PFC ab 2013) und weitere Sektoren (Flugverkehr ab 2012) ist bereits beschlossen und wird in den kommenden Handelsphasen umgesetzt (vgl. Detken et al., 2009, S. 18). Das EU-ETS umfasst derzeit ca. 12000 Anlagen, die ca. 55% der europaweiten CO2-Emissionen und ca. 40% der gesamten europäischen Treibhausgasemissionen repräsentieren. Es sind zurzeit 30 Länder involviert, die 27 EU-Mitgliedsstaaten und seit 2008 die Länder Island, Norwegen und Liechtenstein (vgl. Europäische Kommission, 2008, S. 6).

Zur Entstehung und Umsetzung des EU-Emissionshandelssystems trugen mehrere Faktoren bei. Zum einen plante die EU zu Beginn der 90er Jahre die Einführung einer Energiesteuer, die aber von den EU-Staaten strikt abgelehnt wurde. Zum anderen erkannten die EU-Staaten die Notwendigkeit eines europaweiten Emissionshandelssystems, um den Verpflichtungen aus dem Kyoto-Protokoll nachkommen zu können. Desweiteren erschien der EU-weite Emissionshandel eine logische Konsequenz aus der Implementierung der flexiblen Mechanismen im Kyoto-Protokoll, für die sich vor allem die USA eingesetzt hatte (vgl. Ellerman, 2009, S. 3).

Das EU-ETS ist als Cap-and-Trade-System konzipiert worden. Zu Beginn wird die insgesamt erwünschte Emissionsmenge (Cap) bestimmt und für den Emissionshandel als Obergrenze definiert. Nun erfolgt die Allokation von Emissionsberechtigungen an die Teilnehmer des Handelssystems. Diese kann sowohl in Form einer kostenlosen Vergabe von Zertifikaten („Grandfathering“) oder durch Auktionierung der Zertifikate erfolgen. Wenn vom Gesetzgeber ein geeigneter Handlungsrahmen formuliert wurde, dann kann der Emissionshandel (Trade) beginnen, in dem alle Zertifikate nach dem Prinzip von Angebot und Nachfrage frei handelbar sind. EU-Emissionsberechtigungen können somit nicht nur von Unternehmen, sondern auch von privaten Personen erworben und gehandelt werden. Der Vorteil des Cap-and-Trade-Systems besteht darin, dass Emissionsvermeidung immer dort stattfindet, wo sie am kostengünstigsten realisiert werden kann. Es erfolgt immer ein Vergleich der Preise für Emissionsberechtigungen mit den Grenzkosten der Emissionsvermeidung, wenn in Unternehmen über die Vermeidungsstrategie sinniert wird (vgl. Zenke / Schäfer, 2005, S. 97f.).

Der Emissionshandel im EU-ETS ist in voneinander abgetrennte Handelsperioden unterteilt. Die 1. Handelsperiode lief von 2005 bis 2007 und wurde als Versuchsperiode (Trial Period) zur Etablierung des Systems vor Inkrafttreten des Kyoto-Protokolls konzipiert. Die 2.Handelsperiode von 2008 bis 2012 verläuft parallel mit der ersten Kyoto-Verpflichtungsperiode (Kyoto Commitment Period). Im April 2009 wurde bereits die Durchführung einer dritten Handelsperiode von 2013 bis 2020 beschlossen.

Die im EU-ETS gehandelten Emissionszertifikate werden als European Union Allowance (EUA) bezeichnet und sind jeweils nur für eine bestimmte Handelsperiode gültig. Die Ausgabe der Zertifikate durch den Regulator erfolgt im Februar eines Jahres. Ende April des Jahres müssen die Unternehmen die Emissionsmengen des vorhergehenden Jahres mit einer ausreichenden Anzahl an EUAs unterlegen. Ein EUA entspricht dem Recht zur Emission von 1 metrischen Tonne CO2. Nach der Lieferung der EUAs an die nationale Überwachungsbehörde sind diese wertlos und werden dem Markt entzogen. Kann ein Unternehmen nicht genügend Zertifikate zur Deckung der Emissionen vorweisen, dann kann es entweder Zertifikate von anderen Marktteilnehmern kaufen oder muss eine Strafzahlung leisten. In der 1. Handelsperiode betrug diese Strafe 40€, in der laufenden Periode beträgt sie 100€ pro fehlendem Zertifikat. Das fehlende Zertifikat muss im Falle einer Strafzahlung im Folgejahr nachgereicht werden, sonst erfolgt eine erneute Strafe (vgl. Europäische Kommission, 2008, S. 7ff., 19).

In den Nationalen Allokationsplänen (NAP) der einzelnen EU-Staaten ist die Verteilung der insgesamt auszugebenden Emissionszertifikate auf die einzelnen Länder und deren Anlagen festgeschrieben. Jedes Land legt somit fest, wie viele Zertifikate auf die einzelnen Anlagen verteilt werden sollen. Die nationalen Allokationspläne der einzelnen Staaten bedürfen der Zustimmung durch die EU. Der NAP muss die Einhaltung der Kyoto-Verbindlichkeiten zum Ziel haben und zudem das Vermeidungspotential der Unternehmen berücksichtigen. Es darf keine zu großzügige Ausstattung mit Zertifikaten erfolgen, da sonst kein effizienter Emissionshandel entsteht (vgl. Europäische Kommission, 2008, S. 15).

In der 1. Handelsperiode wurden 95% der Zertifikate nach dem Prinzip des Grandfathering vergeben, in Dänemark, Irland, Ungarn und Litauen wurde ein geringer Anteil der EUAs auktioniert. Die 2. Handelsphase sieht die kostenlose Vergabe von 90% der EUAs vor, in mehreren Ländern, unter anderem in Deutschland ab 2010, werden die restlichen Zertifikate in Auktionen angeboten (vgl. Detken et al., 2009, S. 18). Benz und Ehrhart (2007) untersuchten in einer Studie die Auswirkungen von Grandfathering und Auktionierung von CO2-Zertifikaten auf die Effizienz des Emissionshandelssystems und die Preisbildung. Sie zeigen, dass die in der 1. Handelsperiode des EU-ETS angedachte Regelung der Anfangsallokation durch Grandfathering gefolgt von einer späteren einseitigen Auktionierung, bei der nur fehlende Zertifikate nachgekauft werden können, keine effiziente Lösung darstellt und falsche Preissignale übermittelt. Wenn den Marktteilnehmern die Möglichkeit zum Verkauf von Zertifikaten offen steht, dann wird sich der Preis für diese Zertifikate wieder entsprechend der tatsächlichen Marktlage entwickeln und die Knappheit der Zertifikate widerspiegeln. Somit zeigen sie zum einen die Notwendigkeit des Emissionshandels im EU-ETS und zum anderen den Vorteil der Auktionierung, der in der Vermeidung von Windfall Profits der Energiewirtschaft besteht.

Die Windfall Profits der Energieversorger waren durch die kostenlose Vergabe der EUAs möglich. Diese Unternehmen haben den Wert der Zertifikate auf die Strompreise aufgeschlagen und so die Kostenbelastung der Verbraucher erhöht. In der Folge konnten die Energieversorger erhebliche Gewinne einstreichen, da sie selber keine Kosten für die Zertifikate hatten, diese vermeintlichen Opportunitätskosten aber weiterreichen konnten. Der Hintergrund hinter diesem Vorgehen ist die Tatsache, dass die Unternehmen die ihnen zugeteilten Zertifikate im EU-ETS an andere Unternehmen verkaufen könnten um damit zusätzliche Erlöse zu erzielen. Deshalb haben diese Unternehmen die Kosten der Zertifikate in ihren Strompreisen eingepreist. Die Tatsache, dass in den Energiemärkten ein geringer Wettbewerbsdruck herrscht, begünstigt dieses Verhalten, da die Unternehmen ein Abwandern ihrer Kundschaft nicht befürchten mussten (vgl. Deutsche Bank Research, 2007, S. 2f.).

Über die Linking Directive der EU ist das EU-ETS mit dem Kyoto-Protokoll verbunden. Unternehmen können seit 2005 CERs und seit 2008 ERUs anstelle von EUAs zur Erfüllung der Klimaschutzvorgaben verwenden. Hierbei herrscht aber eine prozentuale Begrenzung des Einsatzes, die in den nationalen Allokationsplänen durch die einzelnen Staaten festgelegt wurden (vgl. Europäische Kommission, 2004 ; Detken et al., 2009, S. 18).

Eine wichtige Rolle im europäischen Emissionshandelssystem spielen die Prinzipien des Banking und Borrowing. Unter Banking versteht man die Einbehaltung von Emissionszertifikaten zum Einsatz zu einem späteren Zeitpunkt. Borrowing bezeichnet das Ausleihen von zukünftig zugeteilten Zertifikaten zur Erfüllung der heutigen Emissionsvorgaben. Das Banking von EUAs ist nur innerhalb einer Handelsperiode möglich, aber nicht in die nächste Handelsperiode hinein. Nur Frankreich und Polen bildeten hier eine Ausnahme, sie erlaubten in der 1. Handelsperiode eine begrenzte Übertragung von Zertifikaten von 2007 nach 2008. Das Borrowing von EUAs ist aufgrund der Beschaffenheit des EU-ETS möglich. Die Zertifikate für das laufende Jahr werden immer im Februar zugeteilt, die Zertifikate zur Deckung der Vorjahres-Emissionen müssen erst Ende April hinterlegt werden. Deshalb ist ein Borrowing aus dem Bestand des Folgejahres möglich. Da ein EUA nur für die jeweilige Handelsperiode gültig ist, kann Borrowing zwischen verschiedenen Handelsperioden nicht erfolgen (vgl. Alberola / Chevallier, 2007, S. 2).

In der ersten Handelsperiode des EU-ETS wurden fast alle Emissionsberechtigungen kostenlos abgegeben. Zudem fand eine extreme Überallokation mit EUAs statt, es wurden pro Jahr ca. 2299 Mio Zertifikate ausgegeben, die tatsächlichen Emissionen der 1. Handelsperiode lagen deutlich unter diesem Wert. Aufgrund der Überallokation führte die Veröffentlichung von Berichten einiger Länder über die tatsächlichen Emissionswerte im April 2006 zu einem starken Einbruch des CO2-Preises von 30€ auf ca. 9€. Die Europäische Kommission berechnete im Jahr 2008 den Erfolg der 1. Handelsperiode. Man ging davon aus, dass die Treibhausgasemissionen der EU-15-Staaten im Jahr 2006 um 2,7% unter dem Referenzwert von 1990 liegen und die von der EU gesteckten Klimaschutzziele nicht in Gefahr sind. Aufgrund der gestiegenen Emissionen in der EU im Zeitraum 2005-2007 ist jedoch davon auszugehen, dass diese Reduktion eher auf Kosteneinsparungen der Unternehmen und den Zusammenbruch der sozialistischen Volkswirtschaften Osteuropas zurückzuführen ist (vgl. Detken et al., 2009, S. 17).

Die 2. Handelsperiode des EU-ETS startete mit einer Verringerung der Zuteilung der Zertifikate auf nunmehr 2083 Mio t CO2. Dadurch entstand die erwünschte Knappheit im Markt, die zu einer effizienten Umsetzung des Klimaschutzes führt. Ab 2012 werden die Emissionen aus dem zivilen Flugverkehr in das System eingebunden. Die Fortführung des EU-ETS in einer dritten Handelsperiode wurde am 23. April 2009 von der EU in der Directive 2009/29/EC beschlossen (vgl. Europäische Union, 2009). Es wird ab 2013 keine nationalen Allokationspläne mehr geben, die Europäische Kommission wird stattdessen eine Gesamtobergrenze an CO2-Emissionen vorgeben. Unternehmen der chemischen Industrie und bestimmte metallverarbeitende Industrien werden zusätzlich in das Handelssystem eingebunden (vgl. Detken et al., 2009, S. 18 ; Europäische Kommission, 2009, S. 11f.). Die Klimaschutzstrategie der Europäischen Union im Hinblick auf die Zukunft bis und nach 2020 sieht zudem eine weitere Forcierung der Bemühungen vor, die mit dem Klima- und Energiepaket vom 17. Dezember 2008 verwirklicht wird. Die darin formulierten Ziele sind die Reduktion der Treibhausgasemissionen um 20% bis 2020 gegenüber den Werten von 1990, die Erhöhung des Anteils der regenerativen Energien auf 20% und die Erhöhung der Energieeffizienz um 20% bis 2020 (vgl. World Bank, 2009, S. 8f.).

3 Der Handel mit CO2 in Europa

In diesem Kapitel erfolgt eine knappe Darstellung des Marktgeschehens im EU-ETS. Das Verständnis des Preisbildungsprozesses und der Determinanten der Preise ist für die im folgenden Kapitel beschriebene Modellierung von CO2-Preisen grundlegend, um die Argumentation nachvollziehen zu können. Desweiteren wird ein Überblick über die relevanten Handelsbörsen gegeben und die Eigenschaften der Emissionszertifikate im Hinblick auf die Anwendung eines geeigneten Preismodells und den potenziellen Einsatz von Derivaten beleuchtet.

3.1 Die Emissionshandelsbörsen und andere Marktteilnehmer des EU-ETS

Im folgenden Abschnitt sollen die Marktteilnehmer des EU-ETS und hierbei besonders die beteiligten Handelsbörsen dargestellt werden. Seit Beginn der 1. Handelsperiode haben diese immer mehr an Bedeutung im Emissionshandel gewonnen und es hat sich gezeigt, dass im EU-ETS dieselben Akteure vertreten sind wie in anderen börsennotierten Märkten.

Zunächst sind die Anlagenbetreiber zu nennen, die vom Regulator mit Emissionszertifikaten ausgestattet werden und diese entweder zur Deckung ihrer Emissionen oder zum Handel mit anderen Marktteilnehmern einsetzen können. Ihr Hauptanliegen wird vor allem im Hedging des CO2-Preisrisikos bestehen. Ebenso können Anlagenbetreiber und andere Investoren, die nicht von der Regulierung durch das EU-ETS betroffen sind, am Emissionshandel teilnehmen. Der Emissionshandel ist generell für jede Person oder Organisation zugänglich. Die Beweggründe dieser Gruppe zur Teilnahme am Emissionshandel dürften vornehmlich darin bestehen, ihr Portfolio zu diversifizieren oder möglichst hohe Gewinne im neu entstandenen Markt durch Ausnutzung von Arbitragemöglichkeiten zu erzielen. Die Gruppe der Risikointermediäre, wie Banken und Versicherungen, möchten durch die Übernahme von Risiken und das Angebot von Risikomanagementstrategien oder durch Organisation des Handels Profite im Markt erzielen.

Die Handelsplattformen sind im EU-ETS in Form von Brokern und Handelsbörsen vertreten. Diese bieten Dienstleistungen an, die den Handel von EUAs und EUA-Derivaten ermöglichen. Sie wollen Gewinne in Form von Transaktionskosten (Tick size) erzielen und setzen auf den Einsatz von standardisierten Produkten mit hohen Handelsvolumina (vgl. Uhrig-Homburg / Wagner, 2006, S. 10f. ; Zenke / Schäfer, 2005, S. 122f.).

Tabelle 3: Transaktionsvolumina an den größten Handelsbörsen des EU-ETS

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Umweltbundesamt (2009), S. 98.

In Tabelle 3 ist ein stetiger Anstieg des Handelsvolumens im EU-ETS zu erkennen, ebenso eine wachsende Bedeutung der Handelsbörsen im Verlauf der 1. Handelsperiode. Die anfängliche Zurückhaltung im Handel hat mit der Tatsache zu tun, dass der Markt noch jung und unerfahren war und sich noch in der Entwicklungsphase befand. Ab 2007 kam der Handel stärker ins Rollen, was vor allem auch am verstärkten Handel mit Terminkontrakten auf EUA der 2. Handelsperiode zusammenhängen dürfte (vgl. Umweltbundesamt, 2009, S. 98f.). Auffällig ist im EU-ETS das deutlich größere Volumen des Terminmarktes gegenüber dem Spotmarkt im gesamten Zeitraum ab 2005 (vgl. ECX, 2009). Ein Grund hierfür kann der geringere benötigte Kapitaleinsatz in einem Terminkontrakt sein. Bei den meisten Futures kommt es nicht zu einer physischen Lieferung, weil die Händler ihre Positionen vor Ablauf der Kontrakte durch die Einnahme entgegengesetzter Positionen neutralisieren (vgl. Hull, 2006, S. 47).

In dieser Arbeit soll der Fokus auf den standardisierten Emissionshandel an Börsen in der 1. Handelsperiode gerichtet werden, da Umfang und Struktur des OTC-Handels nicht hinreichend bekannt sind und Daten zur 2. Handelsperiode noch nicht in ausreichender Form vorliegen. Zudem konzentriert sich die Literatur zu Preisbildung und Einsatz von Derivaten im EU-ETS auf die vier größten Handelsbörsen.

Diese vier Handelsbörsen sind die European Climate Exchange (ECX), die Nordic Power Exchange (Nord Pool), die Bluenext und die European Energy Exchange (EEX). Die ECX mit Sitz in Amsterdam bietet sowohl Spothandel als auch Futures und Optionen auf Futures an. Im Terminmarkt dominierte sie das Handelsgeschehen mit einem Marktanteil von ca. 43% im Jahr 2007. Die Bluenext, die aus der früheren Powernext hervorging und von der NYSE Euronext und der Caisse des Depots im Dezember 2007 gegründet wurde, hat sich als Marktführer im Spothandel mit EUAs etabliert. Sie hielt im Jahr 2007 einen Marktanteil am Spotmarkt von 79%. Powernext bot in der 1. Handelsperiode ausschließlich Spothandel an, hat in der Zwischenzeit auch den Handel mit Futures der laufenden Jahre und mit EUA-CER-Spreads in ihre Produktpalette aufgenommen. Die skandinavische Energiebörse Nord Pool, die für die Länder Dänemark, Schweden, Finnland und Norwegen zuständig ist und ihren Sitz in Oslo hat, hielt im Spot- und Terminhandel im Jahr 2007 jeweils den zweitgrößten Marktanteil mit Werten von 16,5% bzw. 37%. Die EEX mit Sitz in Leipzig hält nur einen geringen Marktanteil im EU-ETS. Sie bietet neben Spot- und Futureshandel auch Optionen auf Futures-Kontrakte an. Mittlerweile bieten die meisten Handelsbörsen auch das Clearing von OTC-Transaktionen an (vgl. ECX, 2010 ; BlueNext, 2010 ; Nord Pool, 2010 ; Daskalakis et al., 2009, S. 6ff. ; Umweltbundesamt, 2009, S. 98).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Handelsvolumina der Handelsbörsen des EU-ETS Quelle: Eigene Darstellung mit Daten aus Umweltbundesamt (2009), S. 98.

In Abbildung 1 sind die Handelsvolumina der einzelnen Handelsbörsen graphisch dargestellt. Auffällig ist die deutliche Dominanz der ECX im Emissionshandel, d.h. es ist zu erwarten, dass sie den Preisbildungsprozess am stärksten beeinflusst und die anderen Handelsbörsen praktisch keine große Rolle spielen.

3.2 Das EU-Emissionszertifikat als Underlying

Ein Emissionszertifikat beinhaltet das Recht, eine vorher bestimmte Menge an CO2 auszustoßen, in diesem Fall 1 Tonne. Ein Emissionszertifikat leistet weder Zins- noch Dividendenzahlungen, ist aber durchaus mit einem Finanzinstrument wie einem Zero Bond vergleichbar. Da ein EUA aber zur Deckung der Emissionen eingesetzt und danach dem Markt entzogen wird, könnte diese ebenso als Konsumgut angesehen werden.

Benz / Trück (2005) definieren das EUA als eine neue Art von Asset, das sowohl Gemeinsamkeiten mit Finanzinstrumenten als auch mit Konsumgütern aufweist. Ihr Standpunkt ist, dass man Emissionszertifikate als zusätzlichen Produktionsfaktor ansehen kann und somit bei der Preisbildung von EUAs auf Gütermarkt-Preismodelle ähnlich wie bei Kohle oder Erdöl zurückgegriffen werden sollte. Ein entscheidender Unterschied zu traditionellen Konsumgütern besteht darin, das EUAs entweder als ein Asset oder als Sicherheit angesehen werden können. Dies hängt von der Handelsposition des jeweiligen Unternehmens (Short- oder Long-Position) ab und gründet auf der Tatsache, dass EUAs einmal im Jahr zur Deckung der verursachten Emissionen eingereicht werden müssen. Für Unternehmen mit Überschüssen an Zertifikaten ergibt sich die Möglichkeit des Handels, für andere Unternehmen stellt dieses eine Sicherheit zum Schutz vor Strafzahlungen dar.

Die Gemeinsamkeiten von EUAs und Finanzprodukten bestehen in der freien Handelbarkeit und der annähernd kostenfreien Lagerbarkeit innerhalb der Handelsperioden. Die Unterschiede zu Aktien und anderen Finanzaktiva bestehen darin, dass die Werte von Aktien Erwartungen über zukünftige Gewinne und somit dem Spekulationsmotiv unterliegen, während Unternehmen auf die Preisbildung im Emissionshandel durch ihre Vermeidungsmaßnahmen Einfluss nehmen können, da diese durch Angebots- und Nachfragefaktoren beeinflusst werden.

Im EU-ETS ist die Anzahl der Zertifikate von den Behörden fest vorgegeben für alle Unternehmen, wohingegen in Finanzmärkten ein Unternehmen jederzeit zusätzliche Aktien ausgeben kann, wenn es frisches Eigenkapital benötigt. Somit kann die Liquidität von EUAs nicht von Unternehmen beeinflusst werden. Zusätzlich haben CO2-Zertifikate nur eine begrenzte Gültigkeitsdauer. Nachdem sie eingereicht wurden, sind sie wertlos und verschwinden aus dem Markt. Zertifikate aus der 1. Handelsperiode konnten nicht in die 2. Handelsperiode übertragen werden.

Da EUAs in ihrer Anzahl begrenzt sind, können sie als normale Produktionsfaktoren betrachtet werden. Sie sind unter der Reglementierung durch das EU-ETS essentiell für die beteiligten Unternehmen, da jegliche emissionsverursachende Produktionstätigkeit mit Zertifikaten unterlegt werden muss. Weil EUAs homogene Produkte sind und leicht zu transferieren, können kurzfristige Handelsaktivitäten ohne Probleme und größere Kosten durchgeführt werden. Wenn es in Produktionsprozessen zu technischen Innovationen kommt, dann ist aufgrund der geringeren Emissionen auch eine geringere Anzahl an Zertifikaten nötig. Alle diese Gründe sprechen für die Klassifizierung von EU-Allowances als Produktionsfaktor im klassischen Sinne (vgl. Benz / Trück, 2005, S. 4f.).

Neben der formalen ist auch eine gesetzliche Definition und Einordnung von Emissionszertifikaten vonnöten. Die EU bezeichnet das EUA in Übereinstimmung mit dem International Accounting Standards Board (IASB) als „intangible asset“, also ein nicht physikalisch greifbares Asset, das trotzdem einen Wert für ein Unternehmen darstellt. Die einzelnen Mitgliedsstaaten des EU-ETS entscheiden selbst darüber, ob der Handel mit Emissionszertifikaten ein finanzrechtlicher Vorgang ist, der unter die Erlaubnispflicht nach §32 Abs.1 des Kreditwesengesetzes (KWG) fällt. In Deutschland ist der Spothandel mit Emissionszertifikaten nach §15 des TEHG nicht erlaubnispflichtig durch das Bundesaufsichtsamt für Finanzdienstleistungen, somit sind EUAs nicht als Finanzinstrumente anzusehen. Der Hauptgrund für diese Regelung ist die Ermöglichung einer einfachen Teilnahme am Emissionshandel. Ebenso sind CERs und ERUs aus den flexiblen Mechanismen des Kyoto-Protokolls keine Finanzinstrumente nach deutschem Recht. In §1 Abs.11 des KWG ist festgelegt, dass Termingeschäfte auf Emissionszertifikate als Derivate anzusehen sind und der Überwachung und Erlaubnispflicht unterliegen (vgl. Wilkens / Wimschulte, 2006, S. 397 ; Benz / Trück, 2005, S. 5).

3.3 Theoretische Preisbildung bei CO2

In diesem Abschnitt soll graphisch erläutert werden, wie sich aus theoretischer Sicht die Preise von Emissionszertifikaten (hier: EUA) bzw. die Preise für CO2 bilden.^[3] Das Augenmerk liegt hier auf einer kostenminimalen Verteilung und Nutzung der Zertifikate. In einem Emissionshandelssystem, in dem die Marktteilnehmer diese Zertifikate frei handeln können, wird sich aufgrund der Marktdynamik immer eine kostenminimale Lösung ergeben und ein Eingriff des Staates ist nicht nötig, um diese Lösung zu erzielen.^[4] Voraussetzung hierfür ist ein Emissionshandelssystem, in dem alle von Unternehmen ausgestoßenen Emissionen durch Emissionsberechtigungen in gleicher Höhe abgedeckt werden müssen und Abweichungen hiervon unter Strafe gestellt werden. Der Regulator gibt nur so viele Zertifikate aus, dass das Emissionsziel erreicht werden kann, idealerweise findet eine Verknappung der Zertifikate statt um den Unternehmen einen Anreiz zu Emissionsreduktionen zu bieten (vgl. Tietenberg, 2003, S. 352f.).

In Abbildung 2 stellen die Kurven GVK1 und GVK2 die Grenzvermeidungskostenkurven der beiden hier exemplarisch betrachteten risikoneutralen Unternehmen dar. Die beiden Unternehmen erzielen zusammen einen CO2-Ausstoss von 30 Einheiten. Vom Regulator wird das Emissionsziel vorgegeben, dass beide Unternehmen gemeinsam 15 Einheiten CO2-Emissionen aus ihren Emissionsquellen vermeiden sollen. Auf der Abszisse in Abbildung 2 sind alle möglichen Kombinationen der Emissionsvermeidung durch die Unternehmen 1 und 2 aufgeführt. Hierbei ist zu beachten, dass die Skala für Unternehmen 1 von links nach rechts und für Unternehmen 2 von rechts nach links zu lesen ist. Auf der Ordinate sind die Grenzvermeidungskosten der Unternehmen abgetragen. Die GVK-Kurve für Unternehmen 2 verläuft hier von rechts nach links, da die Werte auf der Abszisse (Vermeidungsmenge) spiegelverkehrt zum normalen Verlauf angeordnet sind.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Preisbildung bei Emissionszertifikaten Quelle: Eigene Darstellung in Anlehnung an Tietenberg, 2003, S. 353.

Es ist davon auszugehen, dass die GVK-Kurve mit ansteigendem Emissionsvolumen eine höhere Steigung besitzt. Das Unternehmen wird zuerst die kostengünstigsten Vermeidungsaktivitäten umsetzen und erst später bei dann gestiegenen Vermeidungsmengen die Vermeidungsmöglichkeiten mit hohen GVK in Angriff nehmen. Nach Rubin ist die GVK-Kurve deshalb ansteigend, weil sie eine Funktion ist, die von der Menge der ausgestossenen Emissionen abhängt. Die GVK entsprechen der Differenz aus den Gewinnen des Unternehmens ohne Emissionsbeschränkungen abzüglich der Gewinne unter Berücksichtigung von Emissionsbegrenzungen. Die GVK-Kurve weist somit einen konvexen Verlauf im Verhältnis zur Emissionsmenge auf (vgl. Rubin, 1996, S. 271).

In der Ausgangssituation in Abbildung 2 besitzt Unternehmen 1 zehn Zertifikate, also müssten fünf Einheiten Emissionen vermieden werden. Unternehmen 2 besitzt die restlichen fünf vergebenen Zertifikate und muss demzufolge zehn Einheiten Emissionen verhindern. Wenn beide Unternehmen keinen Emissionshandel betreiben, dann belaufen sich die Gesamtkosten in diesem Szenario auf die Fläche A+B+C+D. Da aber in diesem Beispiel für beide Unternehmen ein Anreiz zum Handel besteht, kann eine kostengünstigere Lösung gefunden werden. Die GVK von Unternehmen 2 sind deutlich höher als die von Unternehmen 1, also wird Unternehmen 2 dazu tendieren von Unternehmen 1 Zertifikate zu einem niedrigeren Preis als als den eigenen GVK zu kaufen. Dies ist für Unternehmen 1 lukrativ, falls der Preis der Zertifikate höher ist als die eigenen GVK und man so einen Gewinn erzielen kann. Im Endeffekt wird Unternehmen 2 drei Zertifikate von Unternehmen 1 kaufen und es kommt zu einer Gleichgewichtssituation, in der Unternehmen 1 acht Einheiten CO2 und Unternehmen 2 sieben Einheiten CO2 vermeidet. Nun besteht kein Anreiz mehr zu weiterem Handel, die GVK der beiden Unternehmen haben sich angeglichen und entsprechen dem Zertifikatspreis. In dieser Situation verringern sich die gesamten Kosten auf die Summe der Flächen A+B+C. Zu diesem Ergebnis gelangt auch Rubin (1996). Er beweist mittels eines deterministischen Gleichgewichtsmodells in kontinuierlicher Zeit formal, dass die GVK für alle Unternehmen in einem Emissionshandelssystem gleich sind und die diskontierten GVK im Zeitverlauf konstant bleiben müssen.

Die wesentliche Eigenschaft dieser Marktlösung ist, dass die Vermeidung immer dort stattfindet, wo sie am kostengünstigsten durchführbar ist, im obigen Beispiel bei Unternehmen 1.^[5] Ein weiterer Vorteil ist, dass die GVK der einzelnen Unternehmen nicht bekannt sein müssen. In einem Emissionshandelssystem ist es lediglich nötig, die Menge der zulässigen Emissionen vorzugeben (durch Ausgabe der Zertifikate), danach sorgen die Marktkräfte für ein effizientes Ergebnis. Ein Eingriff von außen ist nicht geboten und könnte zu Fehlallokationen führen.

Wenn äußere Einflussfaktoren auf die Preisbildung von CO2 einwirken, dann kann es zu einer Abweichung von der oben beschriebenen Gleichgewichtslösung kommen. Im Falle zu hoher Transaktionskosten kann die kosteneffiziente Entwicklung des Marktes beeinträchtigt werden (vgl. Tietenberg, 2003, S. 467f.). Im obigen Beispiel wurde Risikoneutralität der Unternehmen unterstellt. Falls aber Risikoaversion bei einem oder beiden Unternehmen vorherrscht, dann müssten die Nutzenfunktionen der Unternehmen bei der Analyse berücksichtigt werden.

3.4 Determinanten der CO2-Preisbildung

Nachdem im vorigen Abschnitt die Preisbildung bei CO2-Zertifikaten erläutert wurde, ist es nun von großem Interesse, die preisbeeinflussenden Faktoren näher zu betrachten, um den Preisbildungsmechanismus nachvollziehen zu können. Wie sich bereits in Abschnitt 3.1 gezeigt hat, weisen die Preise für EU-Allowances eine deutlich höhere Volatilität auf als die Preise anderer Konsumgüter oder Finanzmarktgüter. Da aber bei fast allen industriellen Produktionsprozessen Emissionen entstehen, ist die Preisentwicklung der Zertifikate von großer Bedeutung für die betroffenen Unternehmen. Als Beispiel seien hier Betreiber von Kraftwerken genannt, die Investitionen mit längerfristigem Zeithorizont tätigen müssen und deshalb Kenntnis über die Dynamik des CO2-Preises benötigen (vgl. Bode et al., 2007, S. 35).

Die Determinanten der EUA-Preise können nach Sijm et al. (2005) in angebots- und nachfrageseitige Faktoren und politische und regulatorische Rahmenbedingungen unterteilt werden. Zu den angebotsseitigen Faktoren zählen unter anderem die Allokation von EUAs und Banking und Borrowing, nachfrageseitig wirken vor allem die tatsächlichen oder erwarteten Emissionen und die Brennstoffpreise auf den CO2-Preis ein. Im Folgenden werden alle in der Literatur evaluierten relevanten Einflussfaktoren näher beschrieben.

- Allokation von EU-Allowances:

In den Nationalen Allokationsplänen ist die Gesamtmenge der ausgegebenen Zertifikate geregelt. Für die 1. Handelsperiode betrug sie 2,2 Gt CO2 pro Jahr. Die NAP müssen von den Teilnehmerländern entworfen und von der Europäischen Kommission bewilligt werden. Es ist ein signifikanter Einfluss der Entscheidungen der Kommission über die Emissionsobergrenzen in den NAP auf die CO2-Preise festzustellen. Wenn die Kommission strenge Maßstäbe bei der Bewilligung der NAP ansetzt, dann kann durch die Verknappung der Zertifikate ein Nachfrageüberschuss im Markt entstehen, der die Preise in die Höhe treibt. Diese Änderungen sind auch der Tatsache geschuldet, dass der Markt in der 1. Handelsperiode noch relativ jung und unerfahren war und deshalb stärker auf politische Entscheidungen reagierte. Auf längere Sicht sollten diese Entscheidungen somit einen geringeren Einfluss auf die Preise in den folgenden Handelsperioden haben (vgl. Sijm et al., 2005, S. 19 ; Wirsching, 2004, S. 3).

- Anteil der erneuerbaren Energien:

Durch die Förderung von regenerativen Energien aus Wind- und Wasserkraft oder Solartechnik kann ein wertvoller Beitrag zum Klimaschutz geleistet werden. Bei vermehrtem Anteil regenerativer Energien an der Stromproduktion verringern sich die CO2-Emissionen. Dadurch werden mehr CO2-Zertifikate nicht genutzt, was sich senkend auf die Preise auswirkt (vgl. Wirsching, 2004, S. 4).

- Emissionsberechtigungen aus anderen CO2-Märkten:

Durch die Linking Directive ist das EU-ETS mit anderen CO2-Märkten wie den flexiblen Mechanismen des Kyoto-Protokolls verbunden. CERs und ERUs können in begrenzter Anzahl im EU-ETS zur Erfüllung der Emissionsvorgaben eingesetzt werden. Da die Preise für CERs geringer sind als die Preise von EUAs, ist hier eine Nachfragesenkung bei EUAs zu erwarten, die die Preise nach unten drückt (vgl. Sijm et al., 2005, S. 19f.). Regulatorische und politische Risiken werden als fundamental im EU-ETS angesehen. Wenn z.B. Russland oder ein anderes osteuropäisches Land seine hohe Überausstattung an Emissionszertifikaten aus der 1. Handelsperiode an Unternehmen im EU-ETS verkaufen kann, dann wird sich dies negativ auf die EUA-Preise auswirken (vgl. Uhrig-Homburg / Wagner, 2006, S. 12).

- Banking und Borrowing:

Im EU-ETS haben die Unternehmen aufgrund der Konzeption des Systems die Möglichkeit, Zertifikate aus dem Bestand des Folgejahres zur Verwendung im laufenden Jahr einzusetzen. Das könnte die Nachfrage in geringem Umfang senken und sich auf die Preise auswirken. Borrowing ist nur innerhalb der Handelsperioden erlaubt, Banking hingegen ist im EU-ETS gar nicht zugelassen.^[6] Aber da das Banking von CERs erlaubt ist und diese teilweise im EU-ETS eingesetzt werden können, kann diese Regelung umgangen werden und es stellt sich eine Preisbeeinflussung ein (vgl. Sijm et al., 2005, S. 20).

- Wirtschaftswachstum:

Das Wirtschaftswachstum scheint positiv mit dem Ausstoß an CO2 zu korrelieren. Es besteht ein langfristiger Zusammenhang, es werden keine großen Sprünge des Wachstums innerhalb kurzer Zeiträume erwartet. Bei steigender Produktion von Waren und Dienstleistungen steigt in der Folge auch der Einsatz von fossilen Energieträgern, dadurch kommt es zu höheren Treibhausgasemissionen. In einer Rezession wäre somit ein sinkender CO2-Preis und in einer Boom-Phase ein steigender Preis zu erwarten (vgl. Wirsching, 2004, S. 6).

- Wettereinflüsse:

In einem kalten Winter steigen durch die vermehrte Nutzung von Heizenergie und Brennstoffen die Emissionen an. In einem extrem heißen Sommer steigt der Energieverbrauch durch die vermehrte Nutzung von Klimaanlagen und Kühlungen. Als Beispiel ist der Winter 2005 zu nennen, der extrem streng ausfiel und zu erhöhten CO2-Emissionen und einer gestiegenen Nachfrage nach EU-Allowances führte. Ebenfalls von Bedeutung für die Nachfrage nach EUAs sind die Niederschläge. Wenn aufgrund zu geringen Regenfalls die Wasserstände in Wasserkraftwerken zu niedrig sind, dann muss dieser Energieausfall durch Nutzung fossiler Brennstoffe kompensiert werden. Der Einsatz von erneuerbaren Energien zur Stromgewinnung ist teilweise stark abhängig von der Witterung. Als Beispiel sei auch hier die Nutzung von Wasserkraftwerken genannt (vgl. Sijm et al., 2005, S. 21 ; Wirsching, 2004, S. 5f.).

- Energiepreise / Brennstoffpreise:

Die Brennstoffpreise werden in der Literatur als wichtigster kurzfristiger Einflußfaktor auf die Nachfrage nach EU-Emissionsberechtigungen angesehen. Von besonderer Bedeutung ist in diesem Zusammenhang der Fuel-Switching-Preis, der Preis bei dem ein Anlagenbetreiber bei der Deckung seines Energiebedarfs zwischen den Brennstoffen Kohle und Erdgas wechselt (vgl. Alberola et al., 2009, S. 6). Bei einer relativen Änderung von Gas- und Kohlepreisen kann sich die Einsatzreihenfolge ändern, der Einsatz von Gas könnte bei einer Preiserhöhung für den Anlagenbetreiber unrentabel werden. Es wird dann stattdessen vermehrt Kohle zur Stromerzeugung genutzt. Der Einsatz von Kohle bringt aber eine höhere Emissionsmenge mit sich.^[7] Bei einer Reduktion des Gaspreises relativ zum Kohlepreis würde dementsprechend mehr Gas zur Stromerzeugung eingesetzt, die Emissionen und Zertifikatspreise würden sinken (vgl. Uhrig-Homburg / Wagner, 2006, S. 12).

Der Wissenschaftliche Beirat der Bundesregierung für Globale Umweltveränderungen (WBGU) erstellte ein Gutachten, in dem die statischen Reichweiten^[8] von Erdgas und Kohle geschätzt wurden. Danach reichen die Kohlevorräte zur Energiegewinnung noch 452 Jahre und die Erdgasvorräte werden lediglich noch für 69 Jahre ausreichen. Der eben erwähnte Anstieg der weltweiten Nachfrage nach Erdgas wird in der Folge zu immer knapperen Vorräten führen und starke Gaspreiserhöhungen auslösen (vgl. Wirsching, 2004, S. 5).

[...]

^[1] Dieser berechnet sich nach der Formel: AAUs = Emissionen(1990) * (1-x%), wobei x% die Reduktionsverpflichtung eines Landes nach dem Kyoto-Protokoll bezeichnet (vgl. Betz et al., 2005, S. 24). Für Deutschland ergibt sich somit ein Initial Assigned Amount von 956 Mio t CO2-Äquivalent.

^[2] Die Europäische Kommission schätzt die Kosten für die Erreichung der Klimaschutzziele des Kyoto-Protokolls auf unter 0,1% des BIP der EU ein, sehr viel weniger als im Vergleich zu einer Situation ohne Emissionshandelssystem (vgl. Europäische Kommission, 2009, S.5).

^[3] Beide Preise sind im Zusammenhang der vorliegenden Arbeit synonym zu gebrauchen, da im EU-ETS derzeit nur das Treibhausgas CO2 gehandelt wird.

^[4] Vgl. hierzu auch Benz / Ehrhart (2007) und Rubin (1996).

^[5] Für eine formale Herleitung der Kosteneffizienz im Emissionshandel bei mehr als 2 Teilnehmern siehe Tietenberg, 2003, S. 369f.

^[6] Mit einigen Ausnahmen, da Frankreich und Polen in der 1. Handelsperiode das Banking geringer Mengen an Zertifikaten genehmigten.

^[7] Kohle hat einen höheren CO2-Emissionsfaktor (0,95 t CO2/MWh) als Erdgas (0,41 t CO2/MWh).

^[8] Die statische Reichweite ist der Quotient aus den bekannten Reserven und der heutigen Jahresförderung. Sie beschreibt, wie lange ein Rohstoff bei konstantem Verbrauch noch verfügbar ist.