[論文レビュー] Uniform taxation of electricity: incentives for flexibility and cost redistribution among household categories

Philipp Andreas Gunkel, Febin Kachirayil+4 more|arXiv (Cornell University)|Jun 20, 2023

Smart Grid Energy Management被引用数 2

ひとこと要約

本研究では、自家消費太陽光発電の税免除を廃止し、すべての消費に対して均一な電力税を課す政策を提案する。デンマークの15万5千世帯のプロシューマーを対象にした事例研究により、この政策が総合的な税負担を38%削減し、61%の世帯が平均で23%の節約を達成（最大23%）するとともに、高世帯数の世帯に有利な累進的コスト再配分を実現する。同時に、グリッドの柔軟性とシステム効率が向上する。

ABSTRACT

Recent years have shown a rapid adoption of residential solar PV with increased self-consumption and self-sufficiency levels in Europe. A major driver for their economic viability is the electricity tax exemption for the consumption of self-produced electricity. This leads to large residential PV capacities and partially overburdened distribution grids. Furthermore, the tax exemption that benefits wealthy households that can afford capital-intense investments in solar panels in particular has sparked discussions about energy equity and the appropriate taxation level for self-consumption. This study investigates the implementation of uniform electricity taxes on all consumption, irrespective of the origin of the production, by means of a case study of 155,000 hypothetical Danish prosumers. The results show that the new taxation policy redistributes costs progressively across household sizes. As more consumption is taxed, the tax level can be reduced by 38%, leading to 61% of all households seeing net savings of up to 23% off their yearly tax bill. High-occupancy houses save an average of 116 Euro per year at the expense of single households living in large dwellings who pay 55 Euro per year more. Implementing a uniform electricity tax in combination with a reduced overall tax level can (a) maintain overall tax revenues and (b) increase the interaction of batteries with the grid at the expense of behind-the-meter operations. In the end, the implicit cross-subsidy is removed by taxing self-consumption uniformly, leading to a cost redistribution supporting occupant-dense households and encouraging the flexible behavior of prosumers. This policy measure improves economic efficiency and greater use of technology with positive system-wide impacts.

研究の動機と目的

• 自家消費太陽光発電の電力税免除を廃止し、均一な電力税に置き換える政策の経済的・公平性への影響を分析すること。
• このような税制改正が、世帯の規模や所得グループごとの家庭のエネルギー費用に与える影響を評価すること。
• 住宅用バッテリーの導入および運用パターン、およびグリッドとの相互作用に与える影響を評価すること。
• 均一な税制が収支均衡を維持しつつ、エネルギーの公平性を改善できるかどうかを特定すること。

提案手法

• 詳細なエネルギーシステムシミュレーションを用いて、デンマークの15万5千世帯の代表的サンプルをモデル化した。
• 世帯の特徴（居住者数、住宅面積、所得水準、機器所有状況：太陽光発電、バッテリー、電気自動車、ヒートポンプ）を組み込んだ。
• グリッドからの電力輸入、太陽光発電、バッテリーの充電・放電、および各種機器の使用を、時間単位でエネルギーの流れを追跡した。
• 業務遂行状態（BAU）シナリオと新たな税（NTAX）シナリオ、および税額を38%削減したバリエーション（NTAX38）を比較し、費用および公平性への影響を評価した。
• 発電源を問わず、すべての電力消費に均一に課税し、自家消費太陽光発電に対する従来の免税措置を廃止した。
• 太陽光発電の可能性や税額の変動に伴う影響を評価するため、感度分析を実施した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 均一な電力税は、異なる世帯タイプや所得グループの家庭のエネルギー費用にどのように影響を与えるか？
• RQ2 均一な税制は、収支均衡を保ちつつ、総合的な電力税負担をどの程度削減できるか？
• RQ3 この政策は、住宅用バッテリーの導入および運用パターン、およびグリッドとの相互作用にどのように影響を与えるか？
• RQ4 自家消費太陽光発電の税免除を均一な電力消費税に置き換えることで、どのような公平性上の影響が生じるか？
• RQ5 この政策は、配電グリッド全体のシステム効率および柔軟性にどのように影響を与えるか？

主な発見

• 均一な電力税により、総合的な電力税負担は38%削減されつつ、税収は維持される。
• 61%の世帯が年間の電力税請求に対してネットで節約が可能であり、税額を38%削減したシナリオ（NTAX38）では最大23%の節約が達成される。
• 高世帯数の世帯は平均で年間116ユーロの節約が見込まれるが、大規模住宅に単身居住する世帯は年間55ユーロの追加負担を被る。
• この政策により、メーター後方の運用が減少し、バッテリーのグリッドとの連携が増加し、システムの柔軟性が向上する。
• 低所得世帯から高所得世帯への暗黙の補填（補助）が解消され、居住者数の多い世帯に有利な累進的コスト再配分が実現する。
• この改正により経済的効率が向上し、柔軟技術の広範な導入を支援し、全体的なシステムへのポジティブな影響が得られる。