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Resource typeDissertation
Title(s)Sustainability transition of the electricity system: Levels, actors and mechanisms
Alternative title(s)Nachhaltigkeitswandel in Elektrizitätssystemen: Betrachtungsebenen, Akteure und Mechanismen
DOI10.48548/pubdata-657
Handle20.500.14123/692
CreatorRollert, Katarzyna Ewa  0000-0001-5471-906X  1241357692
RefereeWeisenfeld, Ursula  0000-0001-5946-836X  112680577
Reihlen, Markus  0000-0002-9863-9472  142446890
Upham, Paul  0000-0003-1998-4698  1146414692
AbstractThe dissertation consists of three scientific papers and a synopsis. The synopsis addresses the relevance of the dissertation and lists the key factors for the sustainability transition in the electricity system as a common denominator of the three papers. The relevance of the dissertation results, on the one hand, from the urgency of the sustainability transition in the electricity system and an insufficient transition willingness of the eastern European Member States. On the other hand, the Multi-Level-Perspective as one of the most important scientific frameworks to grasp transitions does not provide a sufficient explanation of its mechanisms. Moreover, Demand Response aggregators as new enterprises on the European electricity market and potential reform initiators are still under researched. The following key factors for the sustainability transition of the electricity system have been identified: supply security concerns, Europeanisation, policy making and the dominance of short-term oriented economic evaluation. Paper#1 sheds light on the roots of this problem in the context of Poland. It suggests that unfavorable regulation is symptomatic of the real, underlying barriers. In Poland, these barriers are coal dependence and political influence on energy enterprises. As main drivers, supply security concerns, EU regulatory pressure, and a positive cost-benefit profile of DR in comparison to alternatives, are revealed. A conceptual model of DR uptake in electricity systems is proposed. Applying a social mechanisms approach to the Multi-Level Perspective, paper#2 conceptualizes mechanisms of socio-technical transitions and of gaining legitimacy for transitions as co-evolutionary drivers and outcomes. Situational, action-formational, and transformational mechanisms that operate as drivers of change in a socio-technical transition require corresponding framing and framing contests to achieve legitimacy for that transition. The study illustrates the conceptual insight with the case of the coal dependent Polish electricity system. Paper #3, a qualitative study reveals Demand Response (DR) aggregators as institutional entrepreneurs that struggle to reform the still largely supply-oriented European electricity market. Unfavourable regulation, low value of flexibility, resource constraints, complexity, and customer acquisition are the key challenges DR aggregators face. To overcome them they apply a combination of strategies: lobbying, market education, technological proficiency, and upscaling the business. The study highlights DR aggregation as an architectural innovation that alters the interplay between key actors of the electricity system and provides policy recommendations including the necessity to assess the real value of DR in comparison to other flexibility sources by taking all externalities into account, a technology-neutral approach to market design and the need for simplification of DR programmes, and common standards to reduce complexity and uncertainty for DR providers.

Die Dissertation besteht aus drei wissenschaftlichen Artikeln und einem Rahmenpapier. Das Rahmenpapier schildert die Relevanz des Dissertationsvorhabens sowie die Schlüsselfaktoren für den Nachhaltigkeitswandel im Elektrizitätssystem als gemeinsamen Nenner der drei Beiträge. Die Relevanz der Dissertation ergibt sich einerseits aus der dringenden Notwendigkeit des Nachhaltigkeitswandels im Elektrizitätssystem sowie einer unzureichenden Wandelbereitschaft der osteuropäischen EU-Mitgliedstaaten diesbezüglich. Anderseits bietet die Multi-Level Perspektive als einer der wichtigsten wissenschaftlichen Ansätze auf diesem Gebiet eine unzureichende Erklärung der Mechanismen des systemischen Nachhaltigkeitswandels. Darüber hinaus sind Demand Response-Aggregatoren als neue Unternehmen in Europa und mögliche Reforminitiatoren auf dem Energiemarkt bisher noch nicht ausreichend untersucht worden. Als Schlüsselfaktoren für den Nachhaltigkeitswandel herausgearbeitet wurden: das Risiko der Versorgungsengpässe, Europäisierung, Policy Making und die Dominanz der kurzfristig orientierten Wirtschaftlichkeitsbewertung. Im Artikel#1 sind die grundlegenden Einflussfaktoren bei der Umsetzung der Nachfragesteuerung im Bereich des Stromverbrauchs, Demand Response (DR), am Beispiel von Polen aufgezeigt. Die DR wird als ausschlaggebend für ein zuverlässigeres, nachhaltigeres und effizienteres Elektrizitätssystem betrachtet. Leider bleibt das Potenzial von DR in Europa größtenteils nicht ausgeschöpft. Die qualitative Studie, die auf halbstrukturierten Interviews mit Hauptakteuren des polnischen Elektrizitätssystems aufbaut, zeigt die Quellen dieser Situation auf. Die Studie weist darauf hin, dass die DR-verhindernde Regulierung nur ein Symptom von grundlegenden Barrieren ist. In Polen sind es die Abhängigkeit von Kohle und politischer Einfluss auf Unternehmen des Energiesektors. Als Treiber von DR wurden die Sorge um die Versorgungssicherheit, regulatorischer Druck seitens der EU und eine positive Kosten-Nutzen-Bilanz von DR im Vergleich zu Alternativen identifiziert. Ein konzeptionelles Model der Umsetzung von DR im Elektrizitätssystem wurde vorgeschlagen. Im Artikel #2 wird die Multi-Level Perspektive durch die Betrachtung der Mechanismen des systemischen Nachhaltigkeitswandels und das Konzept der Legitimität-Transition ergänzt. Diese Mechanismen und Legitimität-Transition funktionieren als gegenseitige Treiber und Ergebnisse. Situationsabhängige, handlungsbeeinflussende und transformative Mechanismen, die den Wandel vorantreiben können, erfordern ein korrespondierendes Framing und Framing-Wettbewerbe um den Wandel zu legitimieren. Dies wird am Beispiel des kohleabhängigen Elektrizitätssystems in Polen aufgezeigt. Artikel #3 befasst sich mit den Demand Response (DR) Aggregatoren, die als Mittler zwischen Elektrizitätskonsumenten und Netzwerkbetreibern agieren, um das Potenzial nachfrageseitiger Flexibilität auszuschöpfen. In der qualitativen Studie werden DR Aggregatoren als institutionelle Entrepreneurs identifiziert, die sich dafür einsetzen, den immer noch angebotsseitig-orientierten Elektrizitätsmarkt zu reformieren. Nachteilige Regulierung, die Unterbewertung der Flexibilität, Ressourcenengpässe, Komplexität und Kundenakquise stellen die Hauptherausforderungen für die DR Aggregatoren dar. Um die zu bewältigen wenden die Aggregatoren Lobbying, Education, Steigerung technologischer Kompetenz und Wachstum an. Die Studie zeigt DR-Aggregation als architectural Innovation auf, die die Beziehungen zwischen den Hauptakteuren des Elektrizitätssystems verändert. Als Policy Recommendation wird insb. empfohlen den tatsächlichen Wert von DR im Vergleich zu anderen Flexibilitätsquellen (samt aller Externalitäten) abzuschätzen, einem technologieneutralen Ansatz bei der Umgestaltung der Märkte zu folgen, die DR-Programme zu vereinfachen und gemeinsame Standards zwecks Komplexitätsreduktion einzuführen.
LanguageEnglish
Date of defense2021-07-07
Year of publication in PubData2021
Publishing typeFirst publication
Date issued2021-09-17
Creation contextResearch
NotesDas Rahmenpapier der kumulativen Dissertation enthält drei Fachartikel.
Granting InstitutionLeuphana Universität Lüneburg
Published byMedien- und Informationszentrum, Leuphana Universität Lüneburg
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