[論文レビュー] Decreasing market value of variable renewables is a result of policy, not variability

Tom Brown, Lina Reichenberg|arXiv (Cornell University)|Feb 7, 2020

Climate Change Policy and Economics被引用数 12

ひとこと要約

本論文は、風力や太陽光などの変動型再生可能エネルギーの市場価値の低下が、その固有の変動性ではなく、補助金に基づく政策に起因することを示している。炭素価格が導入され、規制や補助金ではなく導入を促進する場合、風力および太陽光は80％を超える高い導入率を達成でき、収益の食い込み（revenue cannibalization）も生じない。これは、政策設計が市場統合の主な制約要因であるのではなく、変動性ではないことを証明している。

ABSTRACT

Although recent studies have shown that electricity systems with shares of wind and solar above 80% can be affordable, economists have raised concerns about market integration. Correlated generation from variable renewable sources depresses market prices, which can cause wind and solar to cannibalize their own revenues and prevent them from covering their costs from the market. This cannibalization appears to set limits on the integration of wind and solar, and thus contradicts studies that show that high shares are cost effective. Here we show from theory and with numerical examples how market incentives interact with prices, revenue and costs for renewable electricity systems. The decline in average revenue seen in some recent literature is due to an implicit policy assumption that technologies are forced into the system, whether it be with subsidies or quotas. If instead the driving policy is a carbon dioxide cap or tax, wind and solar shares can rise without cannibalising their own market revenue, even at penetrations of wind and solar above 80%. The policy of subsidy is thus the primary factor driving lower market values, and this decline happens even for dispatchable low-emission technologies; the variability of wind and solar is only a secondary factor that accelerates the decline if they are subsidised. The strong dependence of market value on the policy regime means that market value needs to be used with caution as a measure of market integration.

研究の動機と目的

• 高再生可能エネルギー導入が費用対効果に優れているとされる研究と、収益の食い込みに関する懸念との矛盾を解消すること。
• 特に補助金と炭素価格の違いが、風力および太陽光の市場価値にどのように影響するかを調査すること。
• 変動性か政策設計のどちらが、再生可能エネルギーの収益低下の主な要因であるかを明確にすること。
• 市場価値が、裏付けとなる政策制度を考慮しない限り、統合の限界を正確に反映しないことを示すこと。

提案手法

• 炭素排出上限や補助金を含む、異なる政策制度下での電力市場ダイナミクスの理論的モデリング。
• 割当制や買取価格制度による強制的導入と比較して、炭素価格導入下での市場収益を数値シミュレーションで比較。
• 収益分解分析により、政策の影響と発電の変動性の影響を分離する。
• 調節性の高い低排出電源技術を対照群として用い、政策の影響を変動性とは独立して特定する。
• 80％を超える高導入シナリオにおける平均市場価格および収益の比較。
• 政策仮定の変化が再生可能エネルギーの市場価値の認識にどのように影響するかを評価する感度分析。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 高導入システムにおける風力および太陽光電力の市場価値低下の原因は何か？
• RQ2 炭素価格と補助金といった異なる政策手段が、変動型再生可能エネルギーの収益パフォーマンスにどのように影響するか？
• RQ3 収益の食い込みは、政策設計の影響か、風力および太陽光の物理的変動性の影響のどちらが主因か？
• RQ4 炭素価格制度下では、風力および太陽光が80％を超える導入率を達成しても収益の食い込みが生じないか？
• RQ5 なぜ市場価値という指標は、ある政策的文脈では統合可能性を正確に反映しないのか？

主な発見

• 風力および太陽光の平均市場収益の低下は、主に補助金に基づく導入政策に起因する。変動性によるものではない。
• 二酸化炭素排出上限または炭素税の下では、風力および太陽光は80％を超える導入率に達するが、収益の食い込みは生じない。
• 調節性の高い低排出電源技術ですら、補助金制度下では市場価値が低下するため、政策が根本的原因であることが確認された。変動性ではない。
• 風力および太陽光の変動性は、これらの技術が補助金を受けている場合にのみ、収益低下を加速させる。これは二次要因に過ぎない。
• 市場価値は政策制度に極めて敏感であり、統合可能性の指標として使用する際は注意が必要である。
• 本研究は、高再生可能エネルギー導入の費用対効果と収益の食い込みという見かけ上の矛盾を、政策が鍵となる変数であると特定することで解消した。