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Measuring and Incentivizing Network Reliability–NERA Economists Highlight Pitfalls
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The Situation
In Germany, operators of transmission and distribution networks for electricity and gas are subject to incentive regulation. The cornerstone of the regulatory framework is a revenue cap that almost exclusively reflects allowed costs and provides network operators with an incentive to reduce actual costs during a five-year regulatory period. However, the regulatory framework for electricity distribution network operators also includes an output-based element besides the cost-based elements. The quality element increases allowed revenue for operators with relatively high network reliability and reduces allowed revenue for those with relatively low network reliability. The full sample of network operators serves as a benchmark. The quality element is redetermined at two-year intervals. Thereby, the quality element aims to incentivize network operators to increase grid reliability in order to optimize allowed revenues over time.
When setting the quality element for the years 2017 and 2018, the German regulatory authority, the Federal Network Agency, used the Average System Interruption Duration Index (ASIDI) as a measure of network reliability. The regulator adjusted the ASIDI for the influence of load density (i.e., the maximum offtake from the grid in a given year relative to the area served). Accordingly, the reference value for determining the quality element was not the simple average of the ASIDI figures across all network operators, but an econometrically determined reference value function defining different reference values for a given level of load density. The Federal Network Agency set a positive quality element, if the actual ASIDI value of a network operator was below the reference value at the actual level of load density and vice versa.
NERA's Role
Against this background, law firm Flick Gocke Schaumburg (FGS) commissioned NERA Managing Director Tomas Haug and Consultants Dr. Adjmal Sirak and Lorenz Wieshammer on behalf of three German electricity distribution network operators to analyze the regulator’s approach. NERA replicated the analysis of the regulator and provided sensitivity analyses.
NERA’s analyses revealed that the econometric estimation of the reference value function of the quality element was subject to considerable uncertainty. Deviations between the ASIDI value of a network operator and the reference value function were most likely due to statistical noise or omitted variables. In view of these findings, the NERA team opposed the regulator’s approach to ignore the statistical uncertainty in its reference value estimate and interpret even the smallest deviations between the ASIDI values and the reference value function as proof of particularly high or low network reliability. The analysis also revealed that because of the non-linearity of the reference value function, the uncertainty around the reference value is larger for network operators with a low load density than for their peers with higher load density. Thus, ignoring the uncertainty around the reference value function put network operators with low load density at a disadvantage.
The Result
The network operators filed a legal complaint against the regulatory determination of the quality element and submitted a NERA expert opinion to the proceedings. Mr. Haug participated in the oral hearing as an expert witness.
Ausgangslage
Betreiber von Strom- und Gastransportnetzen in Deutschland unterliegen der Anreizregulierung. Deren Kernelement ist die Erlösobergrenze, welche beinahe ausschließlich erlaubte Kosten abbildet und somit den Netzbetreibern einen Anreiz setzt, ihre tatsächlichen Kosten während einer fünfjährigen Regulierungsperiode zu senken. Für Stromverteilnetzbetreiber beinhaltet die Erlösobergrenze neben den kostenbasierten Elementen jedoch auch ein outputbasiertes Element. Das Qualitätselement erhöht die erlaubten Erlöse für Netze mit relativ hoher Netzzuverlässigkeit und reduziert die erlaubten Erlöse für Netze mit relativ geringer Netzzuverlässigkeit. Maßstab sind dabei stets die anderen Netzbetreiber. Die Festlegung des Qualitätselements erfolgt in zweijährigen Abständen. Im Zeitverlauf soll das Qualitätselement Netzbetreiber dazu anreizen, die Netzzuverlässigkeit zu erhöhen, um ihre erlaubten Erlöse zu optimieren.
Bei der Festlegung des Qualitätselements für die Jahre 2017 und 2018 hat die deutsche Regulierungsbehörde, die Bundesnetzagentur, den Average System Interruption Duration Index (kurz: ASIDI) als Maß für die Netzzuverlässigkeit ermittelt. Die Bundesnetzagentur hat den ASIDI um den Einfluss der Lastdichte bereinigt, welche sich als Quotient aus Jahreshöchstlast und versorgter Fläche ergibt. Referenzwert für die Festlegung des Qualitätselements war demnach nicht der einfache Durchschnitt der ASIDI-Werte über alle Netzbetreiber, sondern eine ökonometrisch ermittelte Referenzwertfunktion, die für jede Lastdichte einen unterschiedlichen Referenzwert definierte. Die Bundesnetzagentur hat auf Basis der tatsächlichen Lastdichte eines Netzbetreibers ein positives Qualitätselement festgelegt, wenn sein ASIDI-Wert unter der Referenzwertfunktion lag und umgekehrt.
NERAs Rolle
Vor diesem Hintergrund mandatierte die Kanzlei Flick Gocke Schaumburg (FGS) im Auftrag drei deutscher Stromverteilnetzbetreiber die NERA-Ökonomen Tomas Haug (Managing Director), Dr. Adjmal Sirak (Consultant) und Lorenz Wieshammer (Consultant) mit einer Analyse des Vorgehens der Regulierungsbehörde. NERA hat die Analyse der Regulierungsbehörde daraufhin repliziert und Sensitivitätsbetrachtungen angestellt.
Die Analysen von NERA haben gezeigt, dass die ökonometrische Schätzung der Referenzwertfunktion des Qualitätselements mit erheblicher Unsicherheit behaftet war. Abweichungen zwischen dem ASIDI-Wert eines Netzbetreiber und der Referenzwertfunktion waren mit hoher Wahrscheinlichkeit auf Zufallseinflüsse oder unberücksichtigte Einflüsse zurückzuführen. Angesichts dieser Erkenntnisse haben sich die NERA-Ökonomen gegen den Ansatz der Regulierungsbehörde ausgesprochen, die statistische Unsicherheit in der geschätzten Referenzwertfunktion zu ignorieren und selbst kleinste Abweichungen zwischen den ASIDI-Werten und der Referenzwertfunktion als Merkmale besonders hoher oder geringer Netzzuverlässigkeit zu interpretieren. Die Analyse hat ebenfalls zutage gefördert, dass aufgrund der Nicht-Linearität der Referenzwertfunktion die statistische Unsicherheit der Referenzwerte für Netzbetreiber mit geringer Lastdichte höher ist als für solche mit höherer Lastdichte. Somit werden Netzbetreiber mit geringer Lastdichte benachteiligt, wenn die statistische Unsicherheit der Referenzwertfunktion ignoriert wird.
Ergebnis
Die Netzbetreiber haben gerichtliche Beschwerde gegen die Festlegung des Qualitätselements durch die Bundesnetzagentur eingelegt und ein NERA-Gutachten in das Verfahren eingebracht. Tomas Haug hat als Sachverständiger an der mündlichen Verhandlung teilgenommen.