Re-thinking Energy Markets in Times of the Energy Transition : Implications for Market Design and Regulation

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Hanny, Lisa:
Re-thinking Energy Markets in Times of the Energy Transition : Implications for Market Design and Regulation.
Bayreuth , 2026 . - VI, 67 S.
( Dissertation, 2025 , Universität Bayreuth, Rechts- und Wirtschaftswissenschaftliche Fakultät)

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Abstract

Modern energy systems are undergoing a profound transformation. The traditional model of centralized power plants delivering electricity to largely passive consumers is giving way to a decentralized and participatory landscape. Rooftop solar panels, electric vehicles, storage devices, and smart household technologies are shifting the flow of energy and information, creating new opportunities for market participation and trading products such as flexibility services. At the same time, these developments introduce unprecedented complexity: balancing variable renewable generation, coordinating millions of distributed energy resources, and ensuring grid stability are challenges that demand re-thinking existing system and market structures. In this context, energy flexibility emerges as a key mechanism, enabling participants to actively shape supply and demand, respond to market signals, and integrate low-carbon technologies. In this sense, electricity consumers or "prosumers" become active market participants, providing flexibility services that stabilize the system while benefiting economically. Yet flexibility alone is insufficient without clear incentives, reliable monitoring, and transparent reward structures embedded in a suitable market design. Digital technologies provide the critical bridge between market design goals and real-world behavioural changes. They help operationalize incentive schemes, monitor the behaviour of a growing number of market participants, and make economic rewards, e.g., from flexibility provision, tangible. Hence, these technologies transform energy from a passive commodity into an interactive service, allowing markets, regulators, and consumers to interact in small time intervals and exchange a broad portfolio of energy-related goods and services. This dissertation explores how decentralization, sustainability, and digitalization intersect to reshape energy systems. It highlights how digital technologies can operationalize incentives, enhance system resilience, and make energy markets more transparent, efficient, and participatory. Ultimately, it argues that the energy transition is not just a technical challenge, but a societal one requiring an interdisciplinary consideration of policy goals and regulations as well as digital technologies.

Abstract in weiterer Sprache

Moderne Energiesysteme befinden sich in einem tiefgreifenden Wandel. Das traditionelle Modell zentralisierter Kraftwerke, die Strom an weitgehend passive Verbraucher liefern, weicht einer dezentralen und partizipativen Landschaft. Solaranlagen auf Dächern, Elektrofahrzeuge, Speichergeräte und intelligente Haushaltstechnologien verändern den Fluss von Energie und Informationen. Dadurch entstehen neue Möglichkeiten für die Marktteilnahme und den Handel mit Produkten wie Flexibilitätsdienstleistungen. Gleichzeitig bringen diese Entwicklungen eine nie dagewesene Komplexität mit sich: Der Ausgleich der schwankenden Erzeugung erneuerbarer Energien, die Koordination von Millionen dezentraler Energieressourcen und die Gewährleistung der Netzstabilität sind Herausforderungen, die ein Überdenken bestehender System- und Marktstrukturen erfordern. In diesem Zusammenhang erweist sich die Energieflexibilität als ein Schlüsselmechanismus, der es den Teilnehmern ermöglicht, Angebot und Nachfrage aktiv zu gestalten, auf Marktsignale zu reagieren und kohlenstoffarme Technologien zu integrieren. In diesem Sinne werden Stromverbraucher oder „Prosumenten“ zu aktiven Marktteilnehmern, die Flexibilitätsdienstleistungen erbringen, die das System stabilisieren und gleichzeitig wirtschaftliche Vorteile bringen. Dennoch ist Flexibilität allein unzureichend ohne klare Anreize, eine zuverlässige Überwachung und transparente Vergütungsstrukturen, die in ein geeignetes Marktdesign eingebettet sind. Digitale Technologien schlagen die entscheidende Brücke zwischen den Zielen des Marktdesigns und realen Verhaltensänderungen. Sie helfen dabei, Anreizsysteme zu operationalisieren, das Verhalten einer wachsenden Zahl von Marktteilnehmern zu überwachen und wirtschaftliche Belohnungen – z. B. aus der Bereitstellung von Flexibilität – greifbar zu machen. Auf diese Weise verwandeln diese Technologien Energie von einem passiven Wirtschaftsgut in eine interaktive Dienstleistung. Dies ermöglicht es Märkten, Regulierungsbehörden und Verbrauchern, in kurzen Zeitintervallen zu interagieren und ein breites Portfolio an energiebezogenen Gütern und Dienstleistungen auszutauschen. Diese Dissertation untersucht, wie Dezentralisierung, Nachhaltigkeit und Digitalisierung ineinandergreifen, um Energiesysteme neu zu gestalten. Sie zeigt auf, wie digitale Technologien Anreize operationalisieren, die Systemresilienz verbessern und Energiemärkte transparenter, effizienter und partizipativer machen können. Letztlich wird argumentiert, dass die Energiewende nicht nur eine technische, sondern auch eine gesellschaftliche Herausforderung ist, die eine interdisziplinäre Betrachtung von politischen Zielen und Regulierungen sowie digitalen Technologien erfordert.