| dc.date.accessioned |
2023-03-14T10:36:14Z |
|
| dc.date.available |
2023-03-14T10:36:14Z |
|
| dc.date.issued |
2023-03-14 |
|
| dc.identifier.uri |
http://hdl.handle.net/123456789/44905 |
|
| dc.title |
On the development of corporate renewable energy procurement and economic modeling of hourly green certificate market |
en |
| ethesis.faculty |
Maatalous-metsätieteellinen tiedekunta |
fi |
| ethesis.faculty |
Faculty of Agriculture and Forestry |
en |
| ethesis.faculty |
Agrikultur- och forstvetenskapliga fakulteten |
sv |
| ethesis.faculty.URI |
http://data.hulib.helsinki.fi/id/b197f237-5f76-4651-a885-b5b849512034 |
|
| ethesis.university.URI |
http://data.hulib.helsinki.fi/id/50ae46d8-7ba9-4821-877c-c994c78b0d97 |
|
| ethesis.university |
Helsingin yliopisto |
fi |
| ethesis.university |
University of Helsinki |
en |
| ethesis.university |
Helsingfors universitet |
sv |
| dct.creator |
Pitkäranta, Nelli |
|
| dct.issued |
2023 |
|
| dct.abstract |
Sähkö on nopeimmin kasvava lopullinen energiamuoto, ja sen kysynnän odotetaan kasvavan nopeasti tulevina vuosikymmeninä. Markkinoille tarvitaan läpinäkyvämpää ja tarkempaa päästölaskentaa, vihreän siirtymän ja kansallisten hiilidioksidipäästötavoitteiden nopeammaksi saavuttamiseksi. Monet organisaatiot kehittävät parhaillaan strategioita tuntitason hiilineutraaliuuteen, sillä monien yksityisten uusiutuvan energian hankintojen kunnianhimo ylittää olemassa olevan sääntelyn tavoitteet. Yritysten kestävyysjohtamisen korkeat standardit ohjaavat siirtymistä kohti uusiutuvan energian ajallista täsmäytystä tai "24/7-täsmäytystä", mikä voisi myös lisätä uskottavuutta hiilineutraaliusväitteisiin sekä vähentää päästöoikeuksien kaksinkertaista laskemista ja viherpesua.
Toistaiseksi sähkön alkuperää on seurattu markkinapohjaisilla vihreillä sertifikaateilla; Euroopassa Guarantees of Origin, jotka mahdollistavat sähkön vuosittaisen tai kuukausittaisen kulutuksen yhdistämisen uusiutuvaan energiaan. Vihreän sähkön osuuden kasvaessa sähköntuotannossa, sähköntuotanto kuitenkin siirtyy aiempaa ajoittaisemmaksi ja vaihtelevammaksi. Kaikilla uusiutuvan energian teknologioilla on omanlaisensa tuotantoprofiilit sekä kausittaiset ja päivänsisäiset vaihtelut. Täten vihreän sähkön kulutus ei aina vastaa sen tuntikohtaista saatavuutta. Lisäksi nykyiset vihreät sertifikaattijärjestelmät eivät heijasta riittävästi uusiutuvan energian oikea-aikaista saatavuutta eivätkä näin ollen edistä investointeja, jotka voisivat tarjota järjestelmän joustavuutta ja vihreän energian ympärivuorokautista saatavuutta. Tämän ongelman ratkaisemiseksi on parhaillaan kehitteillä pilottiversioita vihreän sähkön sertifikaattijärjestelmästä, joka mahdollistaisi sähkön tuotannon ja kulutuksen tuntikohtaisen täsmäytyksen, sillä siirtyminen kohti vihreän energian 24/7-täsmäytystä herättää yhä enemmän kiinnostusta.
Ennen uusien instrumenttien ottamista mukaan markkinoille on kuitenkin välttämätöntä selvittää niiden mahdolliset markkinavaikutukset. Tässä tutkielmassa esittelemme tuntisertifikaattimarkkinoiden taloustieteellisen mallin ja vertaamme 24/7-täsmäytyksen volyymi- ja hintavaikutuksia vihreän sähkön sertifikaateilla perinteisiin sertifikaattimarkkinoihin, joissa sähkönkulutusta täsmäytetään uusiutuvan energian kanssa vuosittain. Analysoimme myös, kuinka kuluttajan hyöty tuntikohtaisista vihreistä sertifikaateista vaihtelee eri ajankohtien välillä, kun uusiutuvan energian saatavuus vaihtelee. Havaitsemme, että kuluttajien hyöty tuntikohtaisten sertifikaattien hankinnasta laskee uusiutuvan energian tuotannon kasvaessa. Näin ollen kuluttajan hyöty sertifikaateista on suurin silloin, kun myös korkeapäästöisen energian osuus on korkea. Tuntikohtaiset vihreät sertifikaatit voisivat siis tarjota eniten hyötyä sekä kuluttajille että tuottajille niinä tunteina, jolloin uusiutuvaa energiaa on tarjolla vähemmän.
Havaitsemme myös, että tuntikohtainen täsmäytys voisi joko lisätä tai vähentää kuluttajan uusiutuvan energian hankintakustannuksia ja tuottajan tuloja yksittäisten tuntien sisällä verrattuna vuosittaiseen tai kuukausittaiseen täsmäyttämiseen. Näin ollen tuntikohtainen sertifiointi voisi tarjota lisähyötyä teknologioille, joita tarvitaan täydelliseen järjestelmän laajuiseen hiilidioksidipäästöjen nollaamiseen, kuten energian varastointiratkaisuille. Näin ollen tuntikohtaisen sertifikaattijärjestelmän kehittämisessä tulisi keskittyä tämän vaikutuksen korostamiseen, mikä voisi edelleen kannustaa investointeja sähkömarkkinajärjestelmän joustavuuteen. Tarvitaan kuitenkin lisätutkimusta mahdollisten vaikutusten selvittämiseksi erityisesti sähkömarkkina-alueilla, joissa uusiutuvan energian osuus on jo korkea. Lisäksi täytyy vielä selvittää, onko tällaiselle järjestelmälle kysyntää yksityissektorilla ja johtaisiko tuntikohtainen täsmäytys yhteiskunnan kannalta optimaalisesti korkeampiin päästövähennyksiin kuin perinteiset sertifikaattijärjestelmät. |
und |
| dct.abstract |
Electricity is the fastest-growing final form of energy, and its demand is expected to increase rapidly in the coming decades. More transparent and accurate emission accounting is needed to accelerate green transition and achieve national decarbonization targets. Many organizations are currently developing strategies to reach carbon neutrality on an hourly basis as private renewable energy procurement is outpacing regulatory targets. The high standards of corporate sustainability management are driving the movement towards temporal matching or “24/7 matching” of renewable energy, which could also provide more credibility to net zero claims as well as decrease double-counting and greenwashing.
Thus far, electricity has been tracked with tradable green certificates, Guarantees of Origin in Europe, which enable matching electricity consumption on an annual or monthly basis with renewable energy. However, while the share of green power grows in the electricity generation mix, it also comes with problems of intermittent and variable production. All renewable energy technologies have unique resource profiles and seasonal and intra-day fluctuations. Thus, supply from green energy is unlikely to always align with the actual timing of consumption. In addition, the current green certificate systems do not adequately reflect the timely availability of renewable energy and hence do not drive investments that could provide system flexibility and around-the-clock availability of green energy. To address this issue, pilot versions of tradable certification instrument that would enable hourly or sub-hourly tracking of electricity are currently under development as the movement towards 24/7 matching of green energy is gaining more interest.
However, before introducing new instruments to the existing markets, it is essential to study the possible market effects. In this thesis, we introduce an economic model for the hourly certificate market and compare the volume and price effects of 24/7 matching with hourly renewable energy certificates with traditional certificate markets, where electricity consumption is matched on an annual basis. We also analyze how the consumer’s utility from hourly green certificates varies between times with more available renewable energy generation and when green power is less abundant. We find that consumers utility from purchasing hourly certificates decreases when the share of renewable energy surges. Accordingly, the consumer’s utility from hourly certificates is the highest when also the share of emitting energy is high. Therefore, hourly green certificates could provide the most benefit to both, consumers, and producers, in hours when renewable energy is less abundant.
We also find that hourly matching could either increase or decrease the consumer’s procurement costs and the revenues of the producer within single hours or sub-hours than matching with an annual or monthly goal. Consequently, hourly certification could provide additionality to technologies needed for complete system-wide decarbonization, such as energy storage solutions. Thus, the scheme’s development should focus on accentuating this effect that could further spur investments into system flexibility. However, more research is needed to examine the possible system effects especially in grids with already high renewable energy penetration, whether there is demand for such a system from the residential sector, and whether hourly certificates would lead to higher grid decarbonization than traditional schemes in a socially optimal way. |
und |
| dct.subject |
24/7 matching, corporate renewable energy procurement, renewable energy certificates, hourly matching |
und |
| ethesis.language.URI |
http://data.hulib.helsinki.fi/id/languages/eng |
und |
| ethesis.language |
englanti |
fi |
| ethesis.language |
English |
en |
| ethesis.language |
engelska |
sv |
| ethesis.supervisor |
Lassi Ahlvik |
und |
| ethesis.thesistype |
pro gradu -tutkielmat |
fi |
| ethesis.thesistype |
master's thesis |
en |
| ethesis.thesistype |
pro gradu-avhandlingar |
sv |
| ethesis.thesistype.URI |
http://data.hulib.helsinki.fi/id/thesistypes/mastersthesis |
|
| dct.identifier.ethesis |
E-thesisID:0b2cdb4c-4d89-415d-9830-84c730aea0ff |
|
| ethesis-internal.timestamp.reviewStep |
2023-02-14 08:02:30:568 |
|
| ethesis.principalprofessor |
Lassi Ahlvik |
und |
| dct.identifier.urn |
URN:NBN:fi:hulib-202303141467 |
|
| dct.alternative |
Yritysten uusiutuvan energian hankinnan kehittymisestä ja tuntikohtaisten vihreän sähkön sertifikaattimarkkinoiden taloudellisesta mallintamisesta |
fi |
| ethesis.facultystudyline |
Ympäristö- ja luonnonvaraekonomia |
fi |
| ethesis.facultystudyline |
Environmental and Natural Resource Economics |
en |
| ethesis.facultystudyline |
Miljö- och naturresursekonomi |
sv |
| ethesis.facultystudyline.URI |
http://data.hulib.helsinki.fi/id/SH80_126 |
und |
| ethesis.mastersdegreeprogram |
Maatalous-, ympäristö- ja luonnonvaraekonomian maisteriohjelma |
fi |
| ethesis.mastersdegreeprogram |
Master´s Programme in Agricultural, Environmental and Rescource Economics) |
en |
| ethesis.mastersdegreeprogram |
Magisterprogrammet i lantbruks -, miljö- och naturresursekonomi |
sv |
| ethesis.mastersdegreeprogram.URI |
http://data.hulib.helsinki.fi/id/MH80_002 |
und |
