Kommunale Infrastrukturunternehmen zwischen Energiewende und demografischem Wandel (KOMIED) - Industrieökonomische Analysen mit Mikrodaten der Energie-, Wasser- und Abfallwirtschaft

Abgeschlossenes Projekt

Projektleitung

Dr. Astrid Cullmann

Projektzeitraum

1. Juli 2013 - 30. Juni 2016

Zuwendungsgeber

Leibniz-Gemeinschaft im Rahmen der Förderlinie 5 "Frauen in wissenschaftlichen Leitungspositionen" des Paktes für Forschung und Innovation (Leibniz-Wettbewerb 2013)

Kooperationspartner

Abteilungen Wettbewerb und Verbraucher, Energie, Verkehr, Umwelt sowie Staat

Kommunale Infrastrukturunternehmen stehen vor gewaltigen Herausforderungen. Zu erhöhtem Kostensenkungsdruck und verschärften Wettbewerbs- und Regulierungsvorschriften kommen weitreichende energie- und klimapolitische Zielsetzungen sowie Anforderungen durch den demografischen Wandel. Kostensenkende Erwartungen durch Privatisierungen haben sich vielfach nicht erfüllt. Neue Lösungsansätze sind gefragt. Doch es mangelt bislang an theoretisch fundierten, empirisch belastbaren Analysen, welche die Effekte unterschiedlicher Unternehmensorganisationen auf Effizienz, Kosteneinsparungen und Verbraucherpreise bewerten. Der Aufbau eines Paneldatensatzes der Energie-, Wasser- und Abfallwirtschaft ermöglicht erstmals eine umfassende Betrachtung für Deutschland. In einem innovativen mehrdimensionalen Analyserahmen, der explizit das besondere Entscheidungskalkül kommunaler Infrastrukturunternehmen modelliert, werden dringende Aufgaben der Infrastrukturerneuerung unter klimapolitischen und demografischen Anforderungen untersucht.

Förderung: Leibniz-Gemeinschaft im Rahmen der Förderlinie 5 "Frauen in wissenschaftlichen Leitungspositionen" des Paktes für Forschung und Innovation (Leibniz-Wettbewerb 2013)

DIW Team

Forschungsprogramm

Im Fokus des Forschungsvorhabens steht die Entwicklung und Anwendung eines neuartigen Analyseansatzes, der die kommunalen Ver- und Entsorgungsunternehmen im Hinblick auf Produktivität und Effizienz im Sinne von kostenminimaler Leistungserstellung geeignet untersucht. Dieser Ansatz basiert auf mehreren Ebenen und ermöglicht es, die dringenden Aufgaben der Infrastrukturerhaltung und -erneuerung sowie die Anpassung der Ver- und Entsorgungsunternehmen an energie- und klimapolitische sowie an demografische Anforderungen in einem größeren kommunalen Kontext zu analysieren:

Kommunale Ver- und Entsorgungsunternehmen in Deutschland sind durch ein sehr heterogenes Bild in Bezug auf Rechtsform, Gesellschafterstruktur, Unternehmensgröße und Tätigkeitsfelder gekennzeichnet. Oftmals handelt es sich um integrierte Unternehmen (sogenannte „Stadtwerke“), welche in mehreren Ver- und Entsorgungsbereichen tätig sind. Im vorliegenden Forschungsvorhaben sollen zunächst die einzelnen Tätigkeitsbereiche (Elektrizitäts-, Erdgas-, Wärme- und Trinkwasserversorgung sowie Abfall- und Abwasserentsorgung) und die einzelnen Produktionsstufen (Erzeugung, Übertragung, Verteilung, Vertrieb) analysiert werden. Im weiteren Verlauf wird die Entwicklung der Kosteneffizienz in den einzelnen Tätigkeitsbereichen und Produktionsstufen auf Unternehmensebene im Beobachtungszeitraum 2003-2010 herausgearbeitet. Es wird den Fragen nachgegangen, ob sich Kostensenkungen in niedrigeren Endkundenpreisen widergespiegelt haben und ob dabei signifikante Effizienzunterschiede zwischen kommunalen Infrastrukturunternehmen in öffentlicher oder privater Trägerschaft vorliegen. Basierend auf Angaben zu den Forschungs- und Entwicklungsausgaben der Infrastrukturunternehmen werden in diesem Zusammenhang auch die Auswirkungen des Innovationsverhaltens auf die Effizienz betrachtet.

Im Zusammenhang mit einer verstärkten Rekommunalisierung und möglicherweise verkleinerten Versorgungsstrukturen werden die Infrastrukturunternehmen auf Skalenvorteile bezüglich der Größe der Versorgungsgebiete und der Größe von Erzeugungsanlagen untersucht. Weiterhin ermöglicht die empirische Analyse von Verbundvorteilen Aussagen darüber, ob der gemeinsame Betrieb mehrerer Tätigkeitsbereiche zu Kosteneinsparungen führen kann. Zur Erhöhung des Wettbewerbs im Bereich der Elektrizitäts- und Erdgasversorgung fordern die Direktiven der Europäischen Union (2003/54/EG und 2003/55/EG) und das deutsche Energiewirtschaftsgesetz (§9 EnWG) seit 2007 außerdem eine Entflechtung der vertikal integrierten Energieversorgungsunternehmen mit mehr als 100.000 Endkunden. Vor diesem Hintergrund stellt sich jedoch die Frage, ob Effizienzvorteile durch positive vertikale Integrationseffekte zwischen Elektrizitätserzeugung und -verteilung bestehen und ob durch die Trennung von Netzen und Betrieb derartige vertikale Integrationseffekte sowie mögliche Koordinierungs- und Transaktionskostenvorteile verloren gehen.

Sowohl die monopolistische Marktstruktur als auch die verschiedenen Zieldimensionen der kommunalen Energie- und Wasserversorgung in öffentlicher und privater Trägerschaft machen eine Analyse von Regulierungsaspekten und deren Auswirkungen auf Effizienz, Investitionen und die Qualität der Versorgung unabdingbar. Gerade auch vor dem Hintergrund eines kontinuierlich steigenden Investitionsbedarfes durch die Integration erneuerbarer Energieträger stellt sich die Frage nach geeigneten Regulierungsinstrumenten und Anreizen für Investitionen in den Elektrizitätssektor.

Zusätzlich zu den Effizienzbetrachtungen auf Unternehmensebene wird die Interaktion zwischen Unternehmenszielen und Zielen der Kommune berücksichtigt. Aufbauend auf unterschiedlichen kommunalen Gestaltungswünschen und der Einflussnahme auf das Unternehmen besteht die Schlüsselfrage, ob öffentliche Unternehmen, anders als private Unternehmen, eine „Präferenz“ für bestimmte Arten von Ineffizienzen aufweisen. Demnach würden sie sich unter Umständen für kostenintensivere Alternativen entscheiden, um politische Zielvorgaben zu erreichen. Beispiele, die im Rahmen des Forschungsprojektes betrachtet werden sollen, sind die Berücksichtigung von Umwelt- und Klimaaspekten bei der Energieerzeugung. Im Ergebnis müssten zumindest Teile der Ineffizienz als Ergebnis rationalen Entscheidungsverhaltens und nicht als reine Verschwendung interpretiert werden. Dies stellt eine neuartige Betrachtungsweise des bisherigen Effizienzkonzeptes kommunaler Infrastrukturunternehmen dar, da unternehmensexterne Ziele und Effekte der Unternehmensentscheidungen auf die Kommunen berücksichtigt werden.

Bei der Erreichung von Klimaschutzzielen kommt insbesondere der Nutzung von Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) bei kommunalen Energieversorgungsunternehmen eine bedeutende Rolle zu. Hierbei wird neben der Elektrizitätserzeugung Abwärme zur Fernwärmeversorgung einzelner Wohngebiete oder von Industrie- und Gewerbekunden genutzt und Energieträger werden somit effizienter eingesetzt. Mögliche Skalenvorteile auf der Erzeugungsebene mit zentralen Versorgungssystemen stehen der Nutzung dezentraler Wärmeerzeugung mit möglicherweise geringerem Investitionsbedarf in Wärmeübertragungsnetze gegenüber. Für den Betrieb von KWK-Anlagen müssen Entscheidungsträger somit mindestens zwei Aspekte berücksichtigen, die in die Zielfunktion der Effizienzanalysemodelle mit aufgenommen werden müssen: zum einen der eingesetzte Energiemix in der Produktion vor dem Hintergrund von Klimaschutzzielen und zum anderen der Verlust von Skalenerträgen bei der Nutzung dezentraler KWK-Anlagen.

Die Einhaltung von Versorgungszielen wird durch den demografischen Wandel und den damit verbundenen Veränderungen der Bevölkerungs- und Siedlungsstrukturen wesentlich erschwert. Dies gilt vor allem für die Aufrechterhaltung einer flächendeckenden, sicheren und bezahlbaren Versorgung der Bevölkerung und der Wirtschaft im ländlichen Raum. Äquivalent zu den energie- und klimapolitischen Zielsetzungen muss auch die flächendeckende Versorgungssicherheit im Entscheidungskalkül kommunaler Unternehmen berücksichtigt werden, um diese nicht ausschließlich nach Kosteneffizienzgesichtspunkten zu bewerten. Neue technische Lösungen zur dezentralen Ver- und Entsorgung z.B. im Wasser- und Abwasserbereich und ihre Investitionskosten sind dabei in das Bewertungssystem einzubeziehen.

Komplementär zur Analyse von sektorspezifischen Produktions- und Organisationsstrukturen auf Unternehmensebene beabsichtigt das Forschungsvorhaben die Analyse der gesamten Kommune als Entscheidungseinheit. In diesem Zusammenhang soll herausgearbeitet werden, ob Ineffizienzen auch auf die Leistungserstellung der gesamten Kommune zurückzuführen sind, oder ausschließlich durch sektorspezifische Eigenschaften zu begründen sind. Hierfür werden die aggregierten Haushaltsausgaben der Kommunen der gesamten kommunalen Leistungserstellung gegenübergestellt. Im Gegensatz zur Ableitung optimaler Organisationsstrukturen für die einzelnen Sektoren werden die Ergebnisse der Unternehmens- und Interaktionsebene in einen größeren kommunalen Kontext gestellt. Konzepte der Effizienzanalyse werden in der Literatur bereits zur Betrachtung der gesamten kommunalen Leistungserstellung verwendet. Aussagen über die Effizienz der Kommune, in der die kommunalen Infrastrukturunternehmen tätig sind, können somit abgeleitet werden.

Das Aufgabenspektrum der Kommunen ist heterogen und vielfältig. Es umfasst verpflichtende und freiwillige Aufgaben unter kommunaler Selbstverwaltung sowie von Bund und Ländern übertragene Aufgaben. Basierend auf einer geeigneten Modellierung des kommunalen Aufgabenspektrums konzentriert sich das Forschungsvorhaben darauf, effizienzsteigernde Strategien in Zeiten des demografischen Wandels zu untersuchen. Unter Berücksichtigung von politökonomischen Aspekten und der Theorie des Fiskalföderalismus soll untersucht werden, ob dezentrale kommunale Strukturen im Vergleich zu stärker zentralisierten Strukturen (Einheitsgemeinden) einen Effizienznachteil aufweisen.

Im Rahmen des Forschungsvorhabens werden bestehende Statistiken zu technischen Daten oder zu Kosten- und Investitionsdaten in einem umfangreichen Paneldatensatz für die Jahre 2002-2010 zusammengeführt. Dieser ermöglicht es, die unterschiedlichen Sektoren der kommunalen Versorgung sowohl auf Ebene der einzelnen Versorgungsbereiche und auf Ebene integrierter Unternehmensstrukturen, als auch auf Ebene der Gemeinden zu betrachten. Hiermit können die entscheidenden Änderungen regulatorischer, demografischer und klimapolitischer Rahmenbedingungen im Beobachtungszeitraum modelliert werden. Der Datensatz ist in seinem Umfang und seiner Reichweite sowohl national als auch international einzigartig.

Die Einmaligkeit des Datenzugriffs resultiert insbesondere daraus, dass bestehende Datensätze zur Güterproduktion mit amtlichen Statistiken der Forschungsdatenzentren (FDZ) ergänzt werden, welche die Kostenstrukturen und Investitionen der öffentlichen bzw. privaten kommunalen Infrastrukturunternehmen abdecken. Die bereits am DIW Berlin vorhandenen Daten beinhalten auf Unternehmensebene Angaben zu Elektrizitäts-, Erdgas- und Trinkwasserversorgungsunternehmen vom Bundesverband der deutschen Energie- und Wasserwirtschaft. Diese werden mit amtlichen Firmendaten (AFiD) der Energieunternehmen des FDZ (Investitions- und Kostenstrukturerhebung bei Unternehmen der Energie- und Wasserversorgung) und dem AFiD Panel der Energiebetriebe des FDZ (Investitionserhebung und Monatsbericht der Betriebe der Energie- und Wasserversorgung) verknüpft. Die Kosten- und Investitionsdaten werden durch zusätzliche Erhebungen des Statistischen Bundesamtes mit spezifischen technischen Daten der Infrastrukturunternehmen ergänzt. Das Zusammenführen mit der Jahresabschlussstatistik nach dem FPStatG (Gesetz über die Statistiken der öffentlichen Finanzen und des Personals im öffentlichen Dienst) des Statistischen Bundesamtes ermöglicht es, die Eigentümerstrukturen der kommunalen Infrastrukturunternehmen zu bestimmen.

Die zusätzliche Anreicherung der amtlichen Daten mit öffentlich verfügbaren Statistiken der kommunalen Haushalte (Gemeindestatistiken) dient der Beantwortung relevanter Fragestellungen auch auf Gemeindeebene, sowie der Analyse von Interaktionen zwischen den Ver- und Entsorgungsunternehmen und der lokalen Verwaltung.

Im Rahmen des Forschungsprojektes wird zunächst ein umfangreicher Datensatz für den Beobachtungszeitraum von 2002-2010 sowohl auf Unternehmens- als auch Gemeindeebene aufgebaut. Der Datensatz ist in seinem Ausmaß und seiner Reichweite sowohl national als auch international einzigartig. Er ermöglicht für Deutschland erstmals eine flächendeckende Analyse der Infrastrukturunternehmen in den Bereichen der Energie- und Wasserversorgung sowie der Abfallentsorgung.

Veranstaltungen / Vorträge

KOMIED Workshop
Berlin, 2. Oktober 2015

Stadtwerke-Economics 2015 (PDF, 90.94 KB)
Berlin, 13. April 2015

Infratrain 2016 – Efficiency analysis of infrastructure companies
Berlin, 4. – 7. Oktober 2016
Trainer: Prof. Subal Kumbhakar, Dr. Maria Nieswand

Infratrain 2015 – Semi-Parametric Efficiency Analysis
Berlin, 1. – 9. Oktober 2015
Trainer: Prof. Subal Kumbhakar

Infratrain 2014 – Efficiency Analysis of Municipal Services & Infrastructure (PDF, 139.01 KB)
Berlin, 6. – 10. Oktober 2014
Trainers: Prof. Peter Bogetoft, Dr. Astrid Cullmann, Dr. Maria Nieswand, Stefan Seifert, Caroline Stiel, Dr. Michael Zschille

Productivity Growth and the Public and Private Ownership of Regulated Firms
Julia Rechlitz, Astrid Cullmann, Maria Nieswand
Demographischer Wandel : Jahrestagung 2016 des Vereins für Socialpolitik, Augsburg, 4. - 7. September 2016

Productivity Growth and the Public and Private Ownership of Regulated Firms
Julia Rechlitz, Astrid Cullmann, Maria Nieswand
43rd Annual Conference of the European Association for Research in Industrial Economics : EARIE 2016, Lissabon, Portugal, 26. - 28. August 2016

Finding the Right Yardstick : Regulation under Heterogeneous Environments
Endre Björndal, Mette Björndal, Astrid Cullmann, Maria Nieswand
43rd Annual Conference of the European Association for Research in Industrial Economics : EARIE 2016, Lissabon, Portugal, 26. - 28. August 2016

Do Privately Owned Firms Outperform Publicly Owned Firms in Electricity Distribution?
Astrid Cullmann, Maria Nieswand, Julia Rechlitz
9th International Workshop on Empirical Methods in Energy Economics : EMEE 2016, Oviedo, Spanien, 7. - 8. Juli 2016

Semi-parametric Measures of Scale Characteristics of German Natural Gas-Fired Electricity Generation
Stefan Seifert
9th International Workshop on Empirical Methods in Energy Economics : EMEE 2016, Oviedo, Spanien, 7. - 8. Juli 2016

Productivity in Electricity Retail after Market Liberalisation
Maria Nieswand
XV Milan European Economy Workshop “Recent advances in the Economics and Management of Public Enterprise”, Mailand, Italien, 30. Juni 2016

Finding the Right Yardstick in Different Environments
Endre Bjørndal, Mette Bjørndal, Astrid Cullmann, Maria Nieswand
Benchmarking of Public Utilities, University of Applied Sciences Bremen, 13. November 2015

Operational Conditions in Regulatory Benchmarking – A Monte-Carlo Simulation
Stefan Seifert, Maria Nieswand
Benchmarking of Public Utilities, University of Applied Sciences Bremen, 13. November 2015

Fiscal Illusion
Astrid Cullmann, Massimo Filippini
KOMIED Workshop 2015: Forschungsprojekt Kommunale Infrastrukturunternehmen zwischen Energiewende und demografischem Wandel (KOMIED), Berlin, 2. Oktober 2015

German Electricity Distributors, Capital Structure, and Ownership
Subal Kumbhakar, Oleg Badunenko, Astrid Cullmann, Maria Nieswand
KOMIED Workshop 2015: Forschungsprojekt Kommunale Infrastrukturunternehmen zwischen Energiewende und demografischem Wandel (KOMIED), Berlin, 2. Oktober 2015

Norwegian Municipalities and Electricity Distribution Companies
Stefan Seifert
KOMIED Workshop 2015: Forschungsprojekt Kommunale Infrastrukturunternehmen zwischen Energiewende und demografischem Wandel (KOMIED), Berlin, 2. Oktober 2015

Operational Conditions in Regulatory Benchmarking: A Monte Carlo Analysis
Stefan Seifert
KOMIED Workshop 2015: Forschungsprojekt Kommunale Infrastrukturunternehmen zwischen Energiewende und demografischem Wandel (KOMIED), Berlin, 2.Oktober 2015

Productivity in the Electricity Retail Market: Does Ownership Matter?
Caroline Stiel
KOMIED Workshop 2015: Forschungsprojekt Kommunale Infrastrukturunternehmen zwischen Energiewende und demografischem Wandel (KOMIED), Berlin, 2. Oktober 2015

New Official Firm Data on German Utilities
Caroline Stiel
KOMIED Workshop 2015: Forschungsprojekt Kommunale Infrastrukturunternehmen zwischen Energiewende und demografischem Wandel (KOMIED), Berlin, 2. Oktober 2015

Scale, governance and regional differences: An investigation of the cost structure of German water supply
Michael Zschille
KOMIED Workshop 2015: Forschungsprojekt Kommunale Infrastrukturunternehmen zwischen Energiewende und demografischem Wandel (KOMIED), Berlin, 2. Oktober 2015

Regulation and Investment Incentives in Electricity Distribution: An Empirical Assessment
Astrid Cullmann
Invited Research Seminar, ETH Zürich, Center for Energy Policy and Economy, Zürich, 25. September 2015

Regulation and Investment Incentives in Electricity Distribution
Astrid Cullmann, Maria Nieswand
Ökonomische Entwicklung – Theorie und Politik: Jahrestagung des Vereins für Socialpolitik 2015, Münster, 8. September 2015

Productivity Growth and Its Sources: A StoNED Metafrontier Analyis of the German Electricity Generating Sector
Stefan Seifert
Ökonomische Entwicklung – Theorie und Politik: Jahrestagung des Vereins für Socialpolitik 2015, Münster, 8. September 2015

Productivity in the Electricity Retail Market: Does Ownership Matter? A Structural Production Function Approach for Germany
Caroline Stiel, Astrid Cullmann, Maria Nieswand
Ökonomische Entwicklung – Theorie und Politik: Jahrestagung des Vereins für Socialpolitik 2015, Münster, 8. September 2015

Voting for Inefficiency
Maria Nieswand, Pio Baake, Lilo Wagner
Ökonomische Entwicklung – Theorie und Politik: Jahrestagung des Vereins für Socialpolitik 2015, Münster, 7. September 2015

Productivity in the Electricity Retail Market: Does Ownership Matter? A Structural Production Function Approach for Germany
Caroline Stiel, Astrid Cullmann, Maria Nieswand
European Association for Research in Industrial Economics – 42. EARIE Conference, München, 30. August 2015

Regulation and Investment Incentives in Electricity Distribution: An Empirical Assessment
Astrid Cullmann, Maria Nieswand
European Association for Research in Industrial Economics – 42. EARIE Conference, München, 28. August 2015

Voting for Inefficiency
Maria Nieswand
European Association for Research in Industrial Economics – 42. EARIE Conference, München, 28. August 2015

Productivity Growth and its Sources - A StoNED Metafrontier Analyis of the German Electricity Generating Sector
Stefan Seifert
European Association for Research in Industrial Economics – 42. EARIE Conference, München, 28. August 2015

Capital structure and ownership in regulated electricity distribution

Astrid Cullmann, Maria Nieswand, Julia Rechlitz, Stefan Seifert
European Workshop on Efficiency and Productivity Analysis – XIV EWEPA, Helsinki, Finnland, 18. Juni 2015

Challenged, or just inefficient? Compensating for exogenous cost drivers in the regulation of electricity networks
Endre Bjørndal, Mette Bjørndal, Astrid Cullmann, Maria Nieswand
European Workshop on Efficiency and Productivity Analysis – XIV EWEPA, Helsinki, Finnland, 16. Juni 2015

Operational conditions in regulatory benchmarking models - A Monte Carlo simulation study
Maria Nieswand, Stefan Seifert
European Workshop on Efficiency and Productivity Analysis – XIV EWEPA, Helsinki, Finnland, 16. Juni 2015

Incentive Regulation and Investment Behavior: Evidence from the German Electricity Distribution Sector
Ferdinand Pavel, Astrid Cullmann, Maria Nieswand
Conference on Applied Infrastructure Research (Infraday 2014), Berlin, 9. Oktober 2014

Technical Change in German Electricity Generation
Stefan Seifert
Statistische Woche 2014, Hannover, 18. September 2014

Rational Inefficiency in the German Public Electricity Distribution Sector
Pio Baake, Maria Nieswand
North American Productivity Workshop VIII, Ottawa, Kanada, 6. Juni 2014

Improving Benchmarking for Multi-Utilities in the Electricity Sector
Astrid Cullmann, David Saal
North American Productivity Workshop VIII, Ottawa, Kanada, 5. Juni 2014

Markups in the German utility sector: a multisegment approach
Caroline Stiel, Astrid Cullmann, Maria Nieswand
North American Productivity Workshop VIII, Ottawa, Kanada, 4. Juni 2014

Technical Change and Technology Convergence in German Electricity and Heat Generation – A StoNED Metafrontier Analysis
Stefan Seifert
North American Productivity Workshop VIII, Ottawa, Kanada, 4. Juni 2014

Kontakt

Astrid Cullmann

Wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Abteilung Unternehmen und Märkte

Partner