[논문 리뷰] Decreasing market value of variable renewables is a result of policy, not variability

Tom Brown, Lina Reichenberg|arXiv (Cornell University)|2020. 02. 07.

Climate Change Policy and Economics인용 수 12

한 줄 요약

이 논문은 풍력 및 태양광과 같은 변동성 있는 재생 가능 에너지원의 시장 가치 하락이 본질적인 변동성 때문이 아니라 보조금 기반 정책 때문임을 입증한다. 탄소가격 정책이 규제나 보조금보다 우선시될 경우, 풍력 및 태양광은 수익 침식 없이 80퍼센트 이상의 고비율 통합을 달성할 수 있으며, 이는 정책 설계가 시장 통합의 핵심 제약 조건이며 변동성은 아님을 보여준다.

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.

연구 동기 및 목표

• 고비율 재생 가능 에너지 통합이 경제적으로 가능하다는 연구 결과와 수익 침식에 대한 우려 사이의 모순을 해결하기 위해.
• 특히 보조금과 탄소가격 정책이 풍력 및 태양광의 시장 가치에 미치는 영향을 조사하기 위해.
• 변동성인지 정책 설계가 재생 가능 에너지의 수익 하락의 주요 원인인지 명확히 하기 위해.
• 정책 체제의 배경을 고려하지 않은 채로는 시장 가치가 통합 한계를 신뢰할 수 있는 단독 지표가 아니라는 것을 입증하기 위해.

제안 방법

• 탄소제한 및 보조금을 포함한 다양한 정책 체제 하에서 전력 시장 역학의 이론적 모델링.
• 할당량 또는 피드인 타리프를 통한 강제 배치와 탄소가격 정책 하에서의 시장 수익을 비교하는 수치 시뮬레이션.
• 정책의 영향과 발전 변동성의 영향을 분리하기 위한 수익 분해 분석.
• 변동성과의 영향을 분리하기 위해 조절용으로 태도형 저배출 기술을 사용.
• 80퍼센트 이상의 고비율 시나리오에서 평균 시장 가격과 수익을 비교.
• 정책 가정이 재생 가능 에너지의 시장 가치 인식에 어떻게 영향을 미치는지 평가하기 위한 민감도 분석.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 고비율 시스템에서 풍력 및 태양광 전기의 시장 가치 하락 원인은 무엇인가?
• RQ2 탄소가격 정책과 보조금 정책 등 다양한 정책 수단이 변동성 있는 재생 가능 에너지의 수익 성과에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 수익 침식의 정도가 정책 설계 때문인지 아니면 풍력 및 태양광의 물리적 변동성 때문인지 어느 정도인가?
• RQ4 탄소가격 정책 체제 하에서 풍력 및 태양광이 80퍼센트 이상의 비율로 통합되면서 수익 침식 없이 달성 가능한가?
• RQ5 어떤 정책 맥락에서는 시장 가치 지표가 통합 잠재력 반영에 정확하지 않은 이유는 무엇인가?

주요 결과

• 풍력 및 태양광의 평균 시장 수익 하락은 변동성 때문이 아니라 보조금 기반의 배치 정책 때문임.
• 이산화탄소 배출 제한 또는 세금 정책 하에서는 풍력 및 태양광이 80퍼센트 이상의 비율로 통합되면서도 수익 침식 없이 달성 가능함.
• 조절용 저배출 기술조차도 보조금 제도 하에서는 시장 가치 하락을 경험함으로써 정책이 근본 원인임을 확인함.
• 풍력 및 태양광의 변동성이 보조금 정책 하에서만 수익 하락을 가속화하므로, 이는 보조적인 요인에 불과함.
• 시장 가치 지표는 정책 체제에 매우 민감하며, 통합 잠재력 측정 수단으로 신중하게 사용되어야 함.
• 본 연구는 고비율 재생 가능 에너지의 경제성과 수익 침식 간의 명백한 모순을 정책이 핵심 변수임을 규명함으로써 해결함.