White and black does not make green. Price and volume effects in the energy market under combined use of white and black certificates

摘要

This thesis analyses the implementation of white certificates (increased energy efficiency) in an energy market already bounded by black certificates (CO2 permits). White certificates impose a restriction on energy consumption, (saving commitment) leading to a subsidy to energy efficiency producers. The objective of white certificates is to promote energy efficiency, and thereby reduce total energy consumption. In order to analyze price and volume effects in the power market; the energy market, the market for increased energy efficiency and the market for emission permits are modelled. The analytical model presented in this thesis provides ambiguous price effects as a result of the imposed restriction on energy use. The saving commitment is imposed as a share of purchased power, and reduced power consumption may lead to reduced saving. To locate the effects of the saving commitment a model simulation is carried out. This simulation results in increased saving, leading to reduced power consumption. This thesis shows that reduced demand for electricity will decrease the profitability in the power market. The energy producers are categorized into two groups; green and black. Green producers utilize renewable inputs while black production generates CO2 emissions. The reduced profitability affects both groups, and as a result it leads to reduced power production for both green and black producers. Assumptions made regarding the permit price regime and combinations of elasticities determine which of the two technologies will reduce production volume the most. Under the assumption of exogenous permit prices the relationship between net prices for the two power producing groups is altered in green technology’s favour. Assuming the quota price to be endogenous one gets a situation where black producers will be the relative “winners”. The reason for this is that the reduced demand for energy, hence reduced black production, will result in decreased demand for CO2 permits and consequently the price in the CO2 market will drop. This cost reduction only benefits the black producers, and as a result, increased saving commitment can alter the relationship between the profitability in green and black technology, in black technologie’s favor. Denne masteroppgaven analyserer innføringen av hvite sertifikater (sertifikat for energieffektivisering) i et energimarked som allerede er underlagt sorte sertifikater (marked for CO2-kvoter). Hvite sertifikater innebærer at elektrisitetsforbrukerne blir pålagt et sparekrav. Dette medfører implisitt en subsidie til de som leverer produkter og tjenester som effektiviserer energibruken. Målet med de hvite sertifikatene er å fremme energieffektivisering, og ved det redusere kraftforbruket. For å analysere pris- og volumeffektene i kraftmarkedet utvikles en modell for energimarkedet, energieffektiviseringsmarkedet og kvotemarkedet for utslippstillatelser. Den analytiske modellen presentert i denne oppgaven gir ikke klare priseffekter i sparemarkedet ved innføring av tvungen energisparing. Sparekravet innføres som en andel av omsatt kraft, og det redusert kraftkonsum kan dermed føre til redusert sparevolum. For å finne effektene fra sparekravet på selve sparingen gjennomføres en modellsimulering. Denne simuleringen gir økt sparing for realistiske sparekrav, og med det faller omsatt kraftvolum. Den reduserte etterspørselen etter elektrisitet gjør at lønnsomheten går ned i kraftsektoren. Oppgaven deler kraftprodusentene i to hovedgrupper; grønne og sorte. Den første produsentgruppen benytter fornybare innsatsfaktorer i produksjonen, mens det er knyttet CO2-utslipp til produksjon ved såkalt sort teknologi. Den reduserte lønnsomheten i kraftsektoren rammer begge produsentgruppene og fører til redusert kraftproduksjon fra både grønne og sorte produsenter. Hvilken teknologi som reduserer omsatt volum mest er avhengig av antagelser om kvoteprisregime og elastisitetskombinasjoner, og oppgaven simulerer både under antagelse om eksogen og endogen kvotepris. Under forutsetning om eksogen kvotepris endres forholdet mellom nettoprisen for de to kraftprodusentene i grønn teknologi sin favør. Dersom kvoteprisen kan ansees som endogen vil det derimot være de sorte produsentene som kommer relativt best ut av sparekravet. Årsaken til dette er at ved lavere sort produksjon reduseres etterspørselen etter CO2-kvoter, og prisen i CO2-markedet faller. Denne kostnadsreduksjonen tilfaller kun de skitne kraftprodusentene, mens kraftprisfallet er identisk for begge teknologier. Som en følge av energieffektiviseringen kan derfor det relative forholdet mellom omsatt grønn og sort energi endres, i sort energi sin favør.