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Nutzen und Kosten der Einführung von Fracking in Deutschland im Rahmen des Optionspreismodells

Eine volkswirtschaftliche Betrachtung

Bachelorarbeit 2014 57 Seiten

VWL - Umweltökonomie

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

I. Inhaltsverzeichnis

II. Abbildungsverzeichnis

III. Tabellenverzeichnis

IV. Formelverzeichnis

V. Abkürzungsverzeichnis

1. Einleitung

2. Hydraulic Fracturing
2.1 Das technologische Verfahren
2.2 Kosten und Nutzen von Fracking
2.2.1 Nutzen für die Volkswirtschaft
2.2.2 Kosten für die Volkswirtschaft

3. Die USA als Vorläufer der Förderung von unkonventionellem Erdgas und Erdöl

4. Die Option des Wartens

5. Von der Investitionstheorie zum Realoptionsmodell
5.1. Investitionstheorie
5.2. Optionspreismodelle
5.2.1. Die Bewertung von Optionen
5.3. Das Realoptionsmodell

6. Bewertung von Facking-Projekten im Realoptionsmodell
6.1. Das Investitionsmodell ohne Realoptionen
6.2. Die Realoption auf Aufschub
6.3. Sequentielle Realoptionen
6.4. Aufgabeoption des Projektes

7. Die Übertragung des Modells in die volkswirtschaftliche Perspektive

8. Schlussfolgerung

VI. Quellenverzeichnis

VII. Anhang

II. Abbildungsverzeichnis

Abbildung 5. 1Aktienkursentwicklung im Ein-Perioden-Modell

Abbildung 5. 2 Optionspreisentwicklung im Ein-Perioden-Modell

Abbildung 5. 3 Werteidentität des Duplikationsportfolios

Abbildung 5. 4 Multiplikativer Binomialprozess

Abbildung 6. 1 Wertpapierentwicklung im Zwei-Perioden-Modell

Abbildung 6. 2 Rohölpreisentwicklung mit gleicher Entwicklungsstruktur wie die Wertpapierentwicklung in Abbildung 6.1

Abbildung 6. 3 Mögliche Einzahlungsüberschlüsse zum Zeitpunkt [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] im Zwei-Perioden-

Modell

Abbildung 6. 4 Entscheidungsbaum für die Investition mit Aufschuboption

Abbildung 6. 5 Einzahlungsüberschüsse bei [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]im Investitionsprojekt mit Sequentieller Realoption

Abbildung 6. 6 Entscheidungsbaum der Investition mit Aufgabeoption

Abbildung A2. 1 Erdgasgewinnung durch Fracking

Abbildung A2. 2 Einsatzzwecke der in der Frack-Fluiden eingesetzten Additive (nach Umweltbundesamt 2011)

Abbildung A2. 3 Die Zusammensetzung der US-amerikanischen Energieproduktion nach verwendeten Energieträgern seit 1980 mit Prognose für die Zukunft bis 2040

Abbildung A2. 4 Kassakurs des Gases seit 1990 und mit Prognosen bis 2035 in Abhängigkeit von der Produktivität xii

Abbildung A2. 5 Ölpreisentwicklung der Marke Brent und West Texas Intermediate bis Juli 2013

Abbildung A5. 1 Payoff von Call-und Put Optionen

III. Tabellenverzeichnis

Tabelle A5. 1Übersicht unterschiedlicher Investitionsbewertungsverfahren

Tabelle A5. 2 Entscheidungsraster für die Methodenwahl

Tabelle A5. 3 Übersicht über Ausprägungsformen und Bedeutung von Realoptionen

IV. Formelverzeichnis

Formel 5. 1 Net Present Value bei der Kapitalwertmethode

Formel 5. 2 Wert der Kaufoption am Ende der Optionslaufzeit

Formel 5. 3 Heutiger Aktienwert bei risikoaversen Marktteilnehmern

Formel 5. 4 und Formel 5. 5 Heutiger Aktienwert und Optionswert unter Verwendung der Pseudowahrscheinlichkeiten

Formel 6. 1 Barwert des Investitionsprojektes ohne Realoptionen

Formel 6. 2 Barwert des Investitionsprojektes mit Aufschuboption

Formel 6. 3 Gegenwartswert bei Projektdurchführung zum Zeitpunkt [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten], wenn der positive Umweltzustand eintritt

Formel 6. 4 Gegenwartswert bei Projektdurchführung zum Zeitpunkt [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten], wenn der negative Umweltzustand eintritt

Formel 6. 5 Maximale Einzahlungsüberschüsse bei [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten], wenn der positive Umweltzustand eintritt

Formel 6. 6 Maximale Einzahlungsüberschüsse bei [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten], wenn der negative Umweltzustand eintritt

Formel 6. 7 Barwert der Investition ohne Realoptionen

Formel 6. 8 Wert der Aufschuboption

V. Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1. Einleitung

Durch das Zusammenspiel aus dem weltweiten Anstieg des Erdöl-und Erdgasverbrauchs bei der gleichzeitigen Verknappung dieser fossilen Energieressourcen wird zunehmend nach Methoden gesucht, die den Energiehunger auch in Zukunft stillen. Neben der konventionellen Ergas-und Erdölgewinnung gewann in neuster Zeit ein relativ altes Verfahren immer mehr an Bedeutung: Hydraulic Fracturing oder einfach Fracking, auch als unkonventionelle Erdgas-und Erdölgewinnung bekannt. Weltweit wird von Experten angenommen, dass sich große ungenutzte Reservoirs im Untergrund befinden, durch deren Förderung die weltweite Energiewirtschaft umstrukturiert werden könnte. Davon werden diejenigen Volkswirtschaften profitieren, die große Reservoirs vorzuweisen haben, von ihnen Gebrauch machen und ihre Energieförderung, Energieweiterverarbeitung und ihre Politik flexibel umgestalten können

In den USA, wo Fracking seit 2006 vermehrt eingesetzt wird, kam es zu einem großen Absinken der Erdgas-und Erdölpreise und zu einer deutlichen Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit des Landes und die USA entwickelte sich vom Gas-Importeur zum größten Gasexporteur.

Doch das wirtschaftlich auf den ersten Blick rentable Geschäft mit Fracking birgt auch große gesundheitliche und umweltbelastende Risiken, die langfristig zu nicht absehbaren Verschmutzungen des Erdbodens und der Grundwasserversorgung von Millionen von Menschen führen können. So stehen viele Regierungen, wie auch die deutsche, vor der Frage, ob sich Fracking auch in der eigenen Volkswirtschaft rentieren würde und welche Umweltauswirkungen dies mit sich bringt.

Aufgrund fehlender Nachweise der tatsächlichen Externalitäten von Fracking und der langfristig unbewussten wirtschaftlichen Auswirkungen auf eine Volkswirtschaft, spielt in jeder diesbezüglich geführten politischen und wirtschaftlichen Diskussion Unsicherheit eine größere Rolle als zunächst angenommen. Der auf den ersten Blick deutliche wirtschaftliche Aufschwung der USA aufgrund der unkonventionellen Förderung von Erdöl und Erdgas zeigte mit der Zeit temporäre Fluktuationen und der langfristige wirtschaftliche Vorteil wird heute stärker in Frage gestellt als nach der Einführung. So ist es fraglich, was andere Volkswirtschaften aus dem amerikanischen Vorbild lernen können und davon abgeleitet die Frage, welchen Wert eine Aufschiebung der Ausbeutung der Ressourcen durch Fracking auf einen späteren Zeitpunkt hat.

Im Rahmen dieser Bachelor-Arbeit sollen die gesamtwirtschaftlichen Kosten und Nutzen von Fracking aufgezeigt werden, mit der Motivation der möglichen Inbetriebnahme von Fracking in Deutschland. Dabei sollen insbesondere die Vor- und Nachteile einer aufgeschobenen Einführung der Fracking-Technologie in Rahmen des Realoptionsmodells, das sich an das Optionspreismodell anlehnt und den betrachteten Wirtschaftssubjekten bei mit Unsicherheit behafteten Entscheidungen Handlungsspielräume einräumt, analysiert und anschließend vor einem politischen Hintergrund diskutiert werden.

2. Hydraulic Fracturing

2.1 Das technologische Verfahren

Die Technik des Frackings selber ist relativ alt. Infolge technologischer Verbesserungen, die das Verfahren wirtschaftlich rentabler machten und vorangetrieben durch die Zunahme der internationalen Gas-und Ölpreise gelang Fracking Ende der 90er Jahre der kommerzielle Durchbruch.

Bis dahin wurde Erdgas und Erdöl nur auf konventionelle Weise aus Reservoiren gefördert, in denen Gas in hochporösen und hochdurchlässigen Sandsteinformationen gespeichert ist.1 Letzteres stellt jedoch nur einen Bruchteil der in der Erdkruste eingeschlossenen Vorräte dar. Denn in tiefen, dichten Gesteinsschichten (genauer in Permafrostböden und Tonschichten tausenden von Metern tief unter der Erde) liegen noch ungenutzte Lagerstätten. In diesen findet man Schiefergas (auch Shale Gas genannt), welches durch den Zerfall von Mikroorganismen im Segmentgestein eingeschlossen wurde und Tight Gas, bei dem dichte Sand- und Kalksteinformationen Gas gespeichert haben.2 Nach Schätzungen der IEA (International Energy Agency) befinden sich weltweit 921 Billionen Kubikmeter im Untergrund, was fünfmal so viel wie konventionelle Reservoirs sei.3

Beim Fracking werden zunächst vertikale Bohrungen vorgenommen, die durch die grundwasserführenden Schichten zu dem gashaltigen Gestein in bis zu zwei oder drei Kilometern Tiefe reichen. Beim so genannten „kick off-point“ oder „Frac Initiierungspunkt“4, nach dem Eindringen in das Schiefergestein, beginnt die horizontale Bohrung. Wenn diese abgeschlossen ist, wird die Bohrführung von außen durch Beton und Stahl verschalt. So entsteht ein Rohr, in das ein Perforator eingeführt wird, der kleine Löcher entlang der Horizontalen sprengt. Dann wird unter enorm hohem Druck ein Fracfluid, also ein Gemisch aus Wasser, Quarzkügelchen (Sand) und vielen Chemikalien eingepresst. Der durch die Flüssigkeit erzeugte Druck muss die geringste im Gestein anliegende Spannung überschreiten, so dass Risse im Gestein entstehen. Danach wird der größte Teil des Fracfluids an die Oberfläche zurückgefördert.5 Der verbleibende Sand verhindert, dass sich die feinen Risse im Gestein nach Druckabnahme wieder verschließen. Nun kann das freigesetzte Gas über das Rohr an die Oberfläche befördert werden. Die im Wasser enthältlichen Additive6 verhindern beispielsweise, dass neu entstehende Biomasse die Risse wieder verschließen und dass ein möglichst vollständiger Rücktransport des Gemisches ermöglicht wird.7

Die horizontalen Bohrungen im Schiefergestein sind auf die unmittelbare Umgebung, etwa im Umkreis von 100 Metern um das Bohrloch, beschränkt und somit ist die Zahl der benötigten Bohrungen im Vergleich zur herkömmlichen Erdgasförderung höher, um Lagerstätten flächendeckend zu erschließen.8 Weiterhin werden pro Bohrung große Flüssigkeitsvolumina von bis zu 20.000 m3(dies entspricht 20 Mio. Liter) eingesetzt, für welche Pumpen mit bis zu 30.000 kW benötigt werden, die durch in Reihe geschaltete Tanks oben auf der Bohrplattform transportiert und bereitgestellt werden.9 Somit stellt sich die Förderung unkonventioneller Gasvorkommen als aufwändig heraus. Das Verhältnis von eingesetzter zu gewonnener Energie kann beim Fracking noch nicht mit konventionellen Methoden mithalten.

2.2 Kosten und Nutzen von Fracking

Das wirtschaftlich auf den ersten Blick rentable Geschäft mit Fracking birgt jedoch auch große gesundheitliche und umweltbelastende Risiken. Denn die in den Untergrund eingeführten Chemikalien können in die Grundwasserschichten gelangen und so langfristig zu nicht absehbaren Verschmutzungen des Erdbodens und der Grundwasserversorgung führen. Demnach muss zunächst eine differenzierte Übersicht der Nutzen und Kosten von Fracking in Hinsicht des Gesamt- Wohlfahrteffektes einer Volkswirtschaft erstellt werden.

2.2.1 Nutzen für die Volkswirtschaft

Die Förderung unkonventioneller Erdgas-und Erdölvorkommen erzeugt sowohl auf Produzenten- als auch auf Konsumentenseite Nutzen. So entstand, vor allem in den USA, ein komplett neuer Industriesektor, der großen Energiekonzernen, welche in einem volkswirtschaftlichen Modell die Produzenten darstellen, hohe Erfolgsbilanzen einbrachte. Um also den Nutzen für die Produzenten zu messen, muss man sich die durch Fracking erwirtschafteten Gewinne von Energiekonzernen wie BP, Exxonmobil oder Total ansehen und kann ohne große Schwierigkeiten einen nominalen Gewinn, also einen Nutzen angeben. Weiterhin werden auch andere Branchen wie z.B. Zulieferer oder Dienstleister wie Transport- und Logistikunternehmen von den Aufträgen durch die Fracking- betreibenden Firmen profitieren und zusätzliche Gewinne einfahren, die messbar sind. Beispielsweise werden die Unternehmen, die mit dem Bau von Verflüssigungsterminals beauftragt sind, die für den Export von Liquid Natural Gas10 nötig sind, durch Fracking zusätzliche hohe Erlöse einfahren. Wenn man alle durch die Fracking-Jobs zusätzlich initiierten Erlöse der Unternehmen aufsummiert, erhält man den Nutzen auf Produzenten- Seite. Zusätzlich kann man auch die durch Fracking erzeugten Arbeitsplätze und die in den Regionen der Fracking-Tätigkeiten getätigten Investitionen, vor allem in die Infrastruktur, berücksichtigen und monetär in die Nutzen-Analyse einbinden.

Seitens der Konsumenten muss der durch Fracking generierte Rückgang der Energiepreise aus zwei Perspektiven betrachtet werden. Zum einen führen die niedrigen Energiepreise zu Kostenvorteilen für energieintensive Branchen, wie z.B. die Chemie- und die Kunststoffindustrie, welche auch an den Verbraucher weitergeleitet werden. Zum anderen bringen die niedrigeren Erdöl-und Erdgaspreise den Konsumenten unmittelbar Vorteile, die so mehr Raum für Konsumnachfrage haben. Der Nutzen lässt sich in diesem Fall durch die Preisdifferenz des Erdgases und Erdöls bemessen, die sich durch das geförderte und auf den Markt gebrachte Schiefergas und -öl ergibt.

Auch der Staat profitiert durch die zusätzlich generierten Steuereinnahmen aufgrund des gesteigerten Konsums und der durch die Firmen erzielten Gewinne.

2.2.2 Kosten für die Volkswirtschaft

Die leicht zu kalkulierenden Kosten, welche durch das Fracking entstehen fallen bei den Produzenten durch die Bohrtätigkeiten und den Transport der Materialien und des geförderten Erdöls und Erdgases an. Darunter fallen die Arbeitskosten der Beschäftigten, die an den Bohr-Plattformen arbeiten und z.B. die LKW-Fahrer, welche die Bohrstätten unter anderem mit frischem Wasser beliefern, das in großen Mengen bei den Fracking Jobs eingesetzt wird. Weiterhin fallen Materialkosten unter anderem für die Bohrer an, welche die Bohrungen selbst vornehmen und für die Pumpen, die mit enormen Druck die Flüssigkeit in das Bohrloch pressen, sowie für die an den Bohrplattformen befindlichen Apparaturen zur Beobachtung und Kontrolle des Fracking-Vorgangs. All diese Kosten haben einen monetären Wert, der in den Bilanzen der Fracking-betreibenden Firmen auftauchen muss. Somit lassen sich diese Kosten auch leicht aufsummieren und man erhält einen Wert für die Gesamtkosten der Produzenten.

In Anbetracht der späteren Analyse muss man jedoch zwischen den Kosten unterscheiden, die man direkt in eine Kosten-Nutzen-Rechnung einbeziehen kann und jenen Externen Effekten, die die Wirtschaftssubjekte nicht in ihr Entscheidungskalkül internalisieren können, da diese sich im Fall des Frackings besonders in der Umweltverschmutzung und den daraus resultierenden Schäden für Umwelt und Gesundheit widerspiegeln. Letztere wurden bei der bisherigen theoretischen Betrachtung außer Acht gelassen. Sie spielen dennoch im gesellschaftlichen und politischen Diskurs über Fracking eine zentrale Rolle. Externe Effekte oder Spillover-Effekte stellen unkompensierte Konsequenzen wirtschaftlicher Aktivitäten auf nicht direkt involvierte Wirtschaftssubjekte dar. Diese werden nicht ins Entscheidungskalkül des Verursachers einbezogen.

Beim Fracking stellt vor allem die mögliche Verschmutzung des Grundwassers durch die dem Wassergemisch beigesetzten Chemikalien eine Externalität dar. Dabei machen diese prozentual gesehen nur einen geringen Teil, etwa 1% des Gemisches aus, doch in Absolutbeträgen stellt dies bei den eingesetzten Volumina an Wasser etwa 30 Tonnen Chemikalien pro Bohrung dar.11 Darunter befinden sich Biozide, aromatische Kohlenwasserstoffe, die teils toxisch, teils krebserregend oder einfach grundsätzlich gesundheitsgefährdend sind.12 Damit stellt sich die Sicherheit der Bohrlöcher als fragwürdig dar. Wenn die giftige Frac-Flüssigkeit, die im Erdboden verbleibt, aufsteigt und in die Grundwasserschichten gerät, hätte dies langfristige und kaum zu beseitigende Kontaminationen zur Folge, die die Grundwasserversorgung von Millionen von Menschen völlig beeinträchtigen würde. Weiterhin könnten landwirtschaftliche Flächen in der Umgebung des Bohrlochs durch eine Diffusion der Flüssigkeit verunreinigt werden und so nicht mehr bebaubar sein. Wie groß die Gefahr eines solchen Szenarios ist, lässt sich jedoch schwer sagen, da keine vollständige Erkundung der Verhältnisse in der Tiefe möglich ist.13 Hierbei handelt es sich um negative Externalitäten im Konsum, bei denen der Konsument direkt durch die Produktion oder den Konsum eines anderen Akteurs berührt wird. Im Gegensatz zu positiven Externalitäten, die auch öffentliche Güter genannt werden und einen zusätzlichen sozialen Nutzen generieren, erzeugen negative externe Effekte ungeplante soziale Kosten für unbeteiligte Wirtschaftssubjekte, ohne dass dafür eine notwendige Kompensation durch den Verursacher geleistet wird. Sie senken das gesamtwirtschaftliche Wohlfahrtsniveau und führen zu ineffizienten Allokationen von Gütern.

Wenn in dem mikroökonomischen Wohlfahrtsmodell keine Externalitäten vorliegen, geben Märkte mit unterstellter vollkommener Konkurrenz den Konsumenten und Produzenten die richtigen Anreize, sich effizient zu verhalten. Die Akteure tätigen preisvermittelnde Markttransaktionen, sprich freiwilligen Tausch von Güter oder Dienstleistungen gegen Geld. Dabei spiegeln die verhandelten Preise auf einem Wettbewerbsmarkt vollständig den privaten Nutzen und die privaten Kosten der Entscheidungen der beteiligten Wirtschaftssubjekte wider.14 Das Gleichgewicht des Modells pendelt sich dort ein, wo die Summe der sozialen Grenzkosten der Summe des sozialen Grenznutzens am Markt entspricht. In diesem Gleichgewicht wird eine wohlfahrtsoptimale und nach dem ersten Wohlfahrtstheorem15 pareto-effiziente Allokation erreicht.16 Dies ist jedoch nur unter der Annahme gewährleistet, dass die Akteure rational handeln, sprich dass sie sich vollkommen über die Konsequenzen ihrer Handlungen bewusst sind und dies über den Preismechanismus kommunizieren.17

Wenn hingegen externe Effekte existieren, werden diese weder von den Produzenten noch von den Konsumenten in ihr Entscheidungskalkül einbezogen. Unternehmen produzieren beispielsweise dort, wo ihr privater Grenznutzen den privaten Grenzkosten entspricht. Diese weichen jedoch von den sozialen Grenzkosten bzw. dem sozialen Grenznutzen einer Entscheidung ab und Wettbewerbsmärkte führen zu ineffizienten Marktlösungen und spiegeln nicht vollständig die Auswirkungen im Ausgangsmodell wieder. Dabei werden zusätzliche wirtschaftliche Transaktionen durchgeführt, bei denen „Güter“ produziert werden, für die es keinen Markt und damit keinen Preis gibt. Solche Güter stellen z.B. natürliche Ressourcen wie Luft, Wasser oder Boden dar, für die es aufgrund fehlender Definition privater Vergütungsrechte keine privaten Märkte gibt, was eine Form des Marktversagens darstellt. Beim Fracking findet man zwei negative Externalitäten wieder. Einerseits entstehen durch die Grundwasserverunreinigung externe Kosten für die Konsumenten, die das Wasser im täglichen Leben brauchen und andererseits entstehen Produktionsexternalitäten, da z.B. Wasserwerke in zusätzliche Klärungsanlagen investieren müssen, um das Wasser zu säubern und so ihre Produktionsfunktionen verzerrt werden.

3. Die USA als Vorläufer der Förderung von unkonventionellem Erdgas und Erdöl

Durch eine begünstigte Veränderung des US-Umweltrechts mit dem Erlass des Energy Policy Acts18 im Jahre 2005, bei dem das Fracking von den Auflagen des Grundwasserschutzes ausgenommen wurde, und vorangetrieben durch steigende Rohstoffpreise, wurden ab 2006 in den Vereinten Staaten große Mengen an Schiefergas und -öl auf unkonventionelle Weise gefördert. Inzwischen wird aus rund einer halben Million Bohrlöcher, vor allem in der Marcellus Formation in Ohio, im Barnett Shale in Texas oder in der Baken Formation in Mississippi gefrackt. Die daraus geförderten Gasvorkommen machen mittlerweile über 40% der US-Gasförderung19 aus und die USA ist vom langjährigen Gas-Importeur zum weltweit größten Gas-Exporteur geworden.20 Von 2007 bis 2012 hat sich die geförderte Schiefergasmenge versechsfacht. Dank einer Jahresproduktion von 590 Millionen Tonnen von Öläquivalenten lag der Importanteil der USA 2012 bei Erdgas nur noch bei 6%. 2005 war der Import-bedarf dreimal so groß. Das plötzliche Überangebot auf dem Gasmarkt führte zum drastischen Abfall der nordamerikatischen Gaspreise von bis zu 80%. Gleichzeitig wurden 2013 täglich knapp 8 Millionen Barrel21 Rohöl auf unkonventionelle Weise gewonnen. Damit befindet sich die amerikatische Ölproduktion auf dem höchsten Stand seit über 24 Jahren.22 Des Weiteren fiel auch auf den Rohölmärkten der Preis der in den USA gehandelten Sorte West Texas Intermediate23 und befindet sich derzeit 12% unter dem Preis für Öl der Sorte Brent, die überwiegend in Europa und Asien gehandelt wird. Damit kommt es zu einer Energiekostendifferenz zwischen Europa und den USA mit steigender Tendenz.

Amerika spricht von einer „Re-Industrialisierung“, da die niedrigen Primärenergiepreise für energieintensive Branchen, vor allem für die Chemie-, Aluminium- und Schwerindustrie große Kostenvorteile und damit hohe Investitionen bringen.24 Darunter fallen auch Investitionen in die Infrastruktur in den Fördergebieten, wie der Bau von Straßen-, Gebäude und Produktionsstätten und die Verlegung von Gasröhren und Wasseranschlüssen, sowie die Umrüstung von Hafenanlagen. Weiterhin machen die relativ günstigen Energiepreise die USA zu einem lukrativen Standort für andere Branchen, wie zum Beispiel Zulieferer und Dienstleiter wie Transport- und Logistikunternehmen der Energiekonzerne und erzeugen so viele neue Arbeitsplätze. Bis 2020 wird mit rund 3 Millionen neuen Arbeitsplätzen gerechnet.25 Auch die privaten Haushalte werden durch diesen Preisverfall profitieren und es bleibt mehr Raum für Konsumnachfrage. So erzeugt die Schiefergasförderung mittels Fracking insgesamt einen positiven Angebotsschock für die gesamte Volkswirtschaft, wobei das zusätzliche Konjunkturwachstum auf etwa 0,5% des BIP geschätzt wird. Bei zunehmender Gewinnung inländischer Rohstoffe wird der zukünftige Energiehunger der USA mit immer weniger Importen gedeckt werden. Laut Internationaler Energieagentur geht man weiterhin davon aus, dass die USA in zehn bis fünfzehn Jahren nahezu unabhängig von Ölimporten sein könnte.26 Das führt zu einer Verbesserung der Handelsbilanzen der USA und macht die US-Konjunktur politisch und ökonomisch von den bisherigen Rohstofflieferanten Russland und den Opec-Staaten und damit auch von Unruhen im Nahen Osten unabhängig. Gleichzeitig entsteht ein Wettbewerbsvorteil, der sich in der Schwächung der Vormachtstellung der Opec-Staaten im Handel mit fossilen Brennstoffen, vor allem Saudi-Arabiens, widerspiegelt. Lag 1973 der Anteil der Opec an der weltweiten Ölproduktion bei 51,2%, fiel dieser 2012 auf 43,3% ab.27

Ob dieser zunächst so eindeutige Wettbewerbsvorteil von Dauer ist, bleibt jedoch fraglich, denn es wird erwartet, dass das Wachstum des geförderten Schieferöls in den USA in den nächsten Jahren bereits seinen Höhepunkt erreichen wird und die Förderraten danach stetig zurückgehen. Folglich habe sich die Branche mit der Produktivität der einzelnen Bohrstationen verschätzt. Die meisten Fracking-Anlagen laufen nur wenige Monate auf Volllast. Die Förderraten gehen bereits jetzt an einigen Orten zurück, in manchen Fällen bis zu 60% binnen eines Jahres.28 Fracking-betreibende Unternehmen wie Shell oder die BG Group mussten bereits hohe Abschreibungen auf Fracking-Projekte vornehmen.29 Gleichzeitig wird erwartet, dass die Ölförderung durch die Opec-Staaten bis 2035 um zehn Millionen Barrel pro Tag auf insgesamt 47 Millionen Barrel täglich ansteigen wird und die USA ihre erlangte Marktmacht bei den fossilen Brennstoffen wieder verliert.30

Weiterhin kam es zu einer Umstellung der Energieproduktion, bei der neue Gaskraftwerke hochgezogen und alte Kohle-Anlagen in konventionellen Kraftwerken auf Erdgas- Befeuerung umgerüstet wurden, um von dem billigen, unkonventionell geförderten Erdgas zu profitieren. Wenn jedoch die Förderraten durch Fracking wie erwartet zurückgehen, wird die durchgeführte Umstellung der Industrie auf Erdgas zum Nachteil. Andererseits zahlt sich Fracking bei niedrigen Energiepreisen für die Bohrunternehmen nicht aus, denn die durchschnittlichen Förderkosten liegen in fast allen Abbaugebieten zwischen sieben und zehn Dollar pro tausend Kubikfuß und das ist doppelt so hoch wie der Marktpreis für Gas, der derzeit bei vier US-Dollar liegt. Bleibt der Erdgaspreis auf dem aktuellen niedrigen Niveau, ist die Förderung für Gasproduzenten unter dieser Bedingung ein schlechtes Geschäft und zahlreiche Förderunternehmen werden Verluste verzeichnen und in Konkurs gehen.

Stellt sich in den kommenden Jahren heraus, dass die Schiefergasvorräte nicht groß genug sind oder dass die aktuelle Förderung nicht aufrechterhalten und gar nicht erst ausgeweitet werden kann, da es einen hohen finanziellen Aufwand erfordert, um tausende neuer Anlagen hochzuziehen, die den Rückgang bei den bestehenden Stationen ausgleichen, ist die Hoffnung auf billige Energie aussichtslos. Weiterhin wären die getätigten Investitionen und die Umrüstung der Industrie wertlos und so könnte laut einer Studie der KfW langfristig sogar ein Wettbewerbsnachteil für die USA entstehen. Denn der Effizienzgedanke, sprich wie effizient mit Energie gewirtschaftet wird und die Umweltverträglichkeit der Energieproduktion und der damit verbundenen Investitionen in erneuerbare Energien, spielen in Zukunft eine immer größere Rolle. Doch in den USA geschieht zurzeit das Gegenteil- eine Abwendung von der Energieeffizienz und dem schonenden Ressourceneinsatz hin zur Investition in die Schiefergasförderung. Wenn diese Technologie nicht mehr trägt, dann werden umso höhere Investitionskosten nötig sein, um Effizienznachteile aufzuholen und um die Einsatzkosten der teuren Fracking-Technologie zu decken. „Das kann langfristig zu einer, unter Effizienzgesichtspunkten, nicht wettbewerbsfähigen Wirtschaft führen.“31

Diese Betrachtung der möglichen Auswirkungen von Fracking für die Vereinigten Staaten lässt bislang die Auswirkungen von Fracking auf die Umwelt völlig aus. Die Verhältnisse und Effekte von Fracking auf das Grundwasser und den Erdboden sind nicht vollständig erforscht und mögliche Externalitäten, wie die Grundwasserverunreinigung könnten viele Jahre nach Beginn der Bohrungen auftreten. Sollte sich nach unbestimmter Zeit herausstellen, dass Fracking zu ökologisch nicht umkehrbaren Komplikationen führt, werden die negativen Auswirkungen der unkonventionellen Förderung von Erdgas und Erdöl für die USA zu einem viel größeren Problem, als nur der Verlust von Marktanteilen. Die Rolle des kommerziellen Einsatzes von Fracking in den USA hat innerhalb von zehn Jahren eine deutliche Entwicklung gemacht. Von einem zukünftig aufstrebenden Energieversorger, der politischen Unabhängigkeit von den Opec-Staaten und einem lukrativen Standort für neue Investitionen bis hin zu finanziellen Fehlkalkulationen, Verlusten durch die Förderunternehmen, möglichen langfristigen Wettbewerbsnachteilen durch die Investition in falsche, nicht nachhaltige Energieträger und einer möglichen Umweltkatastrophe, dessen Auswirkungen man gar nicht erst kalkulieren kann.

4. Die Option des Wartens

Im umweltökonomischen Dialog der zukünftigen weltweiten Energieversorgung ist dieser Abschnitt der Rohstoffbeschaffung durch Fracking jedoch bislang nur ein kleiner Meilenstein. Angetrieben durch die ökonomische Entwicklung in den USA, erwägen Volkswirtschaften in der ganzen Welt, so auch Deutschland, ob sie sich an den eigenen Schiefergas- und Schieferölvorräten bedienen und Fracking kommerziell betreiben sollten. Infolgedessen stellt sich die Frage, was man aus dem amerikanischen Vorbild des Einsatzes von Fracking bereits gelernt hat und in den kommenden Jahren noch lernen kann und ob es, wenn man sich dafür entscheidet die Extraktion der Ressourcen durch Fracking zuzulassen, nicht besser ist damit zu warten. Ferner muss man in einem solchen Fall die Kosten und den Nutzen einer aufgeschobenen Ausbeutung der Ressourcen betrachten. Denn wenn man heute das Schieferöl und -gas nicht extrahiert, so besteht zu einem späteren Zeitpunkt noch immer die Option es zu tun und bis dahin kann man weiterhin die Entwicklung in den USA beobachten und daraus lernen, vor allem in Hinsicht auf die längerfristigen ökologischen Schäden, die derzeit noch unerforscht sind und daher eine große Problematik darstellen. Des Weiteren kann man die mittelfristige Preisentwicklung an den Rohstoffmärkten beobachten, um zu erkennen, ob Fracking nur zu einem kurzfristigen Aufwärtstrend oder zu einem langfristigen Wettbewerbsvorteil führt. Da die erneuerbaren Energien in Zukunft definitiv an Bedeutung gewinnen werden, wird in Verbindung damit auch der Optionspreis für „saubere Energie“ von Interesse sein. Letztendlich hält man sich, wenn man die Extraktion verschiebt, weiterhin die Option offen, Fracking gar nicht durchzuführen. Andererseits kann ein aufgeschobener Einsatz von Fracking technologische Nachteile und entgangene Profite erzeugen, die zu Wettbewerbsnachteilen führen können.

Somit ist die Investition in ein Fracking-Projekt mit vielen Nutzen und Kosten verbunden und es stellt sich die Frage, ob man in ein solches Projekt investieren sollte. Ferner ist zu untersuchen, welche Vor-und Nachteile eine aufgeschobene Einführung von Fracking einem Unternehmen und einer Volkswirtschaft einräumt, das heißt welchen Nutzen die Option des Wartens erzeugt. Diese Analyse ist Aufgabe der Investitionsrechnung, die im Folgenden näher betrachtet werden soll.

5. Von der Investitionstheorie zum Realoptionsmodell

5.1. Investitionstheorie

Die Hauptaufgabe des unternehmerischen Handelns liegt in der Allokation knapper Ressourcen auf miteinander konkurrierenden Investitionsprojekten. Die entscheidungsorientierte Investitions- und Finanztheorie beschäftigt sich mit der Bewertung von Investitionen und der Festlegung, für wen unter welchen Umständen eine solche durchgeführt werden sollte. Mit der Investition in Projekte, z.B. auf dem Gebiet der Forschung und Entwicklung oder des Marketings, schaffen sich Unternehmen Handlungsspielräume, die zukünftige Möglichkeiten einräumen sollen. Die Investitionsplanung stellt demnach ein zentrales Planungsinstrument dar, da die Entscheidungen, die hier getroffen werden, weitgehend Auswirkungen auf alle Unternehmensbereiche haben. Eines der in der Praxis weit verbreiteten Bewertungsverfahren stellt die Kapitalwertmethode dar.32 Dabei werden die erwarteten Zahlungsströme oder Cash-Flows zukünftiger Perioden ܥܨ௧ geschätzt und mit dem Diskontierungssatz auf den Barwert (oder Net-Present-Value) abgezinst. Wenn alle Zahlungen sicher sind, dann ist der Diskontierungssatz der risikolose Zinsfuß ݎ௙, der den am Kapitalmarkt gebildeten Preis dafür ausdrückt, dass Kapital erst eine Periode später zu Konsumzwecken bereit steht, sprich dem Zeitwert des Geldes.

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Formel 5. 1 Net Present Value bei der Kapitalwertmethode

Sind zukünftige Zahlungen hingegen unsicher, wird der risikolose Zinsfuß um eine Risikoprämie erhöht oder die Zahlungen werden um einen Risikoabschlag (oder Sicherheitsäquivalent) verringert.33 Neben der Höhe der Cash Flows und der Unsicherheit sollten Bewertungsverfahren auch in der Lage sein, Flexibilität abzubilden, Irreversibilität (Sunk Costs) zu berücksichtigen und eine Marktwertorientierung zu gewährleisten. Je mehr Kriterien erfüllt werden, umso zweckmäßiger ist das Bewertungsverfahren hinsichtlich einer Projektauswahl.34 Die Kapitalwertmethode stellt ein statisches Entscheidungsszenario dar, bei der zwar die Höhe der Zahlungen und teilweise die Unsicherheit berücksichtigt werden, die hingegen nicht-finanzielle Ziele, bestehende Handlungsspielräume und mögliche Veränderungen des Projektrisikos außer Acht lässt. Andere Investitionsbewertungsverfahren, wie die Sensitivitätsanalyse oder die Entscheidungsbaumanalyse, erfüllen mehr Kriterien.35 Da sich bei wirtschaftlichen Entscheidungen, vor allem in der Rohstoffindustrie, die Notwendigkeit ergibt Unsicherheiten zu berücksichtigen und aufgrund der Tatsache, dass durch volatile Rohstoffpreisentwicklungen auch die Flexibilität eines mit einer Investition einhergehenden Handlungsspielraums erheblich ist, muss ein Bewertungsverfahren herangezogen werden, das vor allem diese Kriterien abdeckt. Ein solches stellt das Optionspreismodell dar, das vor allem den Wert des Handlungsspielraums einer Investition und nicht allein den Wert der Basisinvestition selbst abbildet.

5.2. Optionspreismodelle

Optionen räumen das Recht ein, ein bestimmtes Basisobjekt S zu einem im Voraus festgelegten Ausübungspreis X zu einem gewissen Zeitpunkt (dem Verfallstermin T) oder einer Zeitspanne zu kaufen (Kaufoption, Call) oder zu verkaufen (Verkaufoption, Put). Als Gegenleistung für die Einräumung des Optionsrechtes erhält der Verkäufer oder Stillhalter eine Optionsprämie, die er unabhängig von der späteren Ausübung der Option durch den Käufer behält. Kann eine Option jederzeit ausgeübt werden, so spricht man von einer amerikanischen Option. Bei einer europäischen kann das an die Option gebundene Recht nur am Ende der Optionslaufzeit erfolgen. Amerikanische Optionen räumen dem Optionsbesitzer höhere Flexibilität ein und sind demnach in ihrer Bewertung höher. Da die Ausübung einer Option ein Recht, jedoch keine Pflicht ist, wird der Optionsbesitzer davon Gebrauch machen, wenn er dadurch einen finanziellen Vorteil erwirtschaften kann. Dabei macht z.B. der Käufer bei einer Call-Option erst dann Profit, wenn die Differenz zwischen dem aktuellen Kurs und dem durch die Option festgesetzten Preis zumindest die Optionskosten übersteigt. Sie wird dann „ in the money “ genannt. Das Risiko des Optionsinhabers ist, wie Abbildung A5.1 im Anhang zeigt, asymmetrisch verteilt. Das bedeutet, dass bei einer Kaufoption das Verlustrisiko auf den zur Erlangung der Option gezahlten Preis begrenzt ist und zwar höchstens in Höhe des gezahlten Optionspreises, während die Gewinnmöglichkeiten unbegrenzt sind. Für den Stillhalter sind umgekehrt die Verlustmöglichkeiten unbegrenzt und die Gewinne auf den Optionspreis begrenzt. Der Wert einer solchen Aktienoption besteht aus zwei Komponenten. Zum einen aus dem inneren Wert, der dem Optionswert bei sofortiger Ausübung entspricht, d.h. bei einer Kaufoption die Differenz zwischen dem aktuellen Aktienkurs und dem Basispreis, bei einer Verkaufsoption die Differenz zwischen Basispreis und Aktienkurs und zum anderen aus dem Zeitwert, der durch die Möglichkeit entsteht, die unsichere Entwicklung des Aktienkurses abzuwarten, bevor eine Kauf-oder Verkaufsentscheidung getroffen wird.36 Da man einer Option nicht sofort ihren Wert ablesen kann, benötigt man Bewertungsstrategien, die diesen kalkulieren.

5.2.1. Die Bewertung von Optionen

Optionsbewertungsmodelle widmen sich der Bestimmung des Optionswertes zu Beginn einer Optionsfrist und beziehen sich in der traditionellen Betriebswirtschaftslehre auf Aktien. Das wohl bekannteste Modell ist das Black-Scholes-Modell, das 1973 von Fischer Black, Myron Scholes und Robert Merton vorgestellt wurde und welches einige idealisierte Annahmen für die Option trifft.37 Es muss sich zunächst um eine europäische Option handeln und die Existenz eines vollkommenen und vollständigen Kapitalmarkts und damit der Arbitragefreiheit muss gewährleistet sein. Das heißt, es gibt keine Transaktionskosten oder Steuern und Kreditaufnahme und Mittelanlage müssen zu konstantem und einheitlichem Zinssatz unbeschränkt möglich sein. Weiterhin folgt das zugrundeliegende Basisobjekt, bzw. die relativen Veränderung dessen Kurses, einem stochastischen Binomialprozess. Beim Black-Scholes-Modell handelt es sich um ein stetiges Bewertungsmodell, das eine kontinuierliche Veränderung des Basiskurses voraussetzt. Unterstellt man dagegen dem Basisobjekt, z.B. der Aktie, dass es sich in diskreten Zeitabständen verändert, so muss man das Binomialmodell oder Cox-Rubinstein Modell38 heranziehen.

[...]


1 Vgl. Radio Bremen, 04.05.2012, „Fracking- was ist das?“

2 Vgl. Kölner Stadtanzeiger, 23.02.2013, „Energie aus der Tiefe“

3 Vgl. Spiegel Online, 22.04.2010 „Erdgas: Förder-Boom lässt Rohstoffjäger träumen“; http://www.eia.gov/forecasts/ieo/nat_gas.cfm

4Vgl. RWE, „Fracking in konventionellen Erdgasstätten“,; http://www.rwe.com/web/cms/de/712746/rwe- dea/know-how/foerderung/frac-technologie/fracking-in-konventionellen-erdgaslagerstaetten/

5 Abbildung A2.1 im Anhang verdeutlicht den Vorgang des Frackings bildlich.

6 Abbildung A2.2 im Anhang zeigt einige Beispiele solcher Additive und ihrem Zweck beim Fracking.

7 Vgl. Braunschweiger Zeitung, 22.03.2013, „Ein Teil der Fracking- Chemikalien bleibt im Boden“

8 http://www.peak-oil.com/2013/03/facts-on-fracking-eine-deutsche-zusammenfassung/

9 Ebd.

10 Der Verflüssigungsform von Gas.

11 Vgl. ARD-Magazin Monitor vom 18. 11.2010; http://www.zentrum-der-gesundheit.de/fracking-ia.html

12 Vgl. FOCUS, 26.02.2013, „Fracking: Fördermethode mit Risiken.“

13 Vgl. Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, Gutachten Umweltauswirkungen von Fracking bei der Aufsuchung und Gewinnung von Erdgas aus unkonventionellen Lagerstätten, August 2012

14 Vgl. (Samuelson, 2010), S.72

15 Das erste Wohlfahrtstheorem besagt, dass ein in einer Volkswirtschaft, in der vollkommener Wettbewerb ohne externe Effekte und Transaktionskosten herrscht, ein erzieltes kompetitives Marktgleichgewicht pareto- effizient ist.

16 Bei einer pareto-effizienten Allokation kann kein Akteur besser gestellt werden, ohne mindestens einen anderen Akteur schlechter zu stellen.

17 http://www.lebendigesland.de/publikationen/uwh-agraroekonomie/WS%201999-2000/4- Vortrag/Hausarbeit%20Aslak.html

18 Der Energy Policy Act schließt Öl- und Gasproduzenten von den strikten Regulierungen des Safe Drinking Water Acts aus.

19 Vgl. ecoquent-position, 27.02.2013, „Fracking in Deutschland- das muss man wissen.“

20 Abbildungen A2.3, A2.4 und A2.5 im Anhang zeigen eine Reihe von Entwicklungen auf den Märkten von Öl und Gas.

21 Ein Barrel entspricht 159 Liter.

22 Vgl. Handelsblatt, 14.11.2013, „USA fördert mehr Erdöl, als sie importieren“

23 Vgl. Handelsblatt, 22.11.2013, „Go West- Reindustrialisierung in den USA“

24 Vgl. Newsletter Deutscher Industire-und Handelskammertag, 11.04.2013 „Fracking zur Erdgasgewinnung nutzen- aber sicher!“

25 Vgl. Frankfurter Allgemeine, 17.01.2013, „Amerika wird unabhängig von der Golfregion“ Energy Watch Group

26 Vgl. U.S. Energy Information Administration | International Energy Outlook 2013, Juli 2011 8

27 Vgl. BP Statitstical Review of World Energy 2012, 20.06.2012, Humboldt Carré Berlin, Rückblick

28 Vgl. Handelsblatt, 30.11.2013, „OPEC prophezeit Ende des Schieferöl-Booms in den USA“

29 Vgl. finanzen100, 04.12.2013, „Die Fracking-Lüge“

30 Ebd.

31 Vgl. KFW Economic Research, Fokus Volkswirtschaft, 09.04.2013, „Fracking: Wer nicht „frackt“, verliert?“

32 Andere traditionelle Bewertungsverfahren sind z.B. die Sensitivitätsanalyse, die Monte-Carlo-Simulation und die Entscheidungsbaumanalyse, die in Tabelle A5.1 im Anhang gegenübergestellt werden.

33 Vgl. (Ulrich Hommel M. S., 2003, S. 19)

34 Vgl. (Ulrich Hommel P. , 1999, S. 128)

35 Einen Überblick stellt auch hier Tabelle A5.1 und ergänzend Tabelle A5.2 im Anhang dar. 13

36 Vgl. (M. Steiners, 1996, S. 244f)

37 Das Modell gewann 1997 den Nobelpreis für Wirtschaftswissenschaften.

38 Dieses wurde 1979 von John C. Cox, Stephen Ross und Mark Rubinstein entwickelt. 14

Details

Seiten
57
Jahr
2014
ISBN (eBook)
9783668469228
ISBN (Buch)
9783668469235
Dateigröße
2 MB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v368579
Institution / Hochschule
Humboldt-Universität zu Berlin – Lehrstuhl für Wettbewerbspolitik der Wirtschaftswissenschaftlichen Fakultät
Note
1,0
Schlagworte
Fracking Realoptionen Energie Optionspreis

Autor

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Titel: Nutzen und Kosten der Einführung von Fracking in Deutschland im Rahmen des Optionspreismodells