Abstract:
Investments in modern infrastructure to better integrate the European electricity market are one of the strategies implemented to reach the EU energy- and climate targets. As of 2020, the German and the Norwegian electricity market will be coupled, implying that abundant renewable energy in Germany can be stored in Norwegian reservoirs, and exported back to Germany when renewable energy is scarce. Thereby, facilitating electricity trade will lead to a better resource utilization of the existing renewable energy plants. However, trade will also affect the electricity prices, and it is not obvious how these price changes will affect the optimal production level of alternative electricity generating sources in Germany, namely fossil fuels. The theoretical analysis reveals that opening up for electricity trade between two countries with different electricity generating technologies will affect both optimal production level of thermal power as well as investment level in intermittent energy. I find that the relative price change as well as the intermittent capacity coefficient determines the overall effect on total emissions, which in turn is ambiguous. However, increasing the share of electricity generated from intermittent sources without interconnecting transmission cables will put the security of electricity supply at risk. In conclusion, cross-border transmission cables may serve as an important catalyst to increase the RES-E share and thereby to mitigate climate change.
Miljøeffekter av internasjonal krafthandel
Sammendrag:
EU har som mål å redusere klimagassutslipp med 40% innen 2030, relativt til 1990 utslippsnivå. Investeringer i moderne infrastruktur for å sammenkoble europeiske elektrisitetsmarkeder er en av strategiene som iverksettes for å nå dette klimamålet, da mellomlandsforbindelser hevdes å legge til rette for en større andre fornybar kraft i energisystemet. I løpet av de seneste årene har produksjon av elektrisitet generert fra fornybare kilder i Tyskland vokst kraftig. Det har ført til et stort kraftoverskudd i perioder der den fornybare kapasitet er høy som videre fører til store prisfluktuasjoner over døgnet i Tyskland. I 2020 kobles det tyske og det norske kraftmarkedet sammen, hvilket legger til rette for at overskuddskraft i Tyskland kan eksporteres til Norge og lagres i norske vannmagasiner. I perioder med lav fornybar kraftproduksjon i Tyskland, vil Tyskland importere vannkraft fra Norge. Mellomlandsforbindelsen vil dermed bidra til en bedre ressursutnyttelse av eksisterende fornybare kraftverk. Imidlertid vil krafthandel også påvirke strømprisene, og det er ikke åpenbart hvordan disse prisendringene vil påvirke optimalt produksjonsnivå av elektrisitet generert fra fossile brensler. Det er derfor av interesse å analysere effekten på utslippsnivået som følge av å åpne opp for internasjonal krafthandel.
Oppgaven gjør rede for en teoretisk analyse av prisdynamikk som følge av å åpne for krafthandel mellom to land. Ved å innføre en rekke utvidelser og forutsetninger til en eksisterende modell utviklet av Førsund (2015), blir effektene av krafthandel på total produksjon grundig analysert. Videre analyseres hvordan krafthandel vil påvirke investeringer i nye fornybare kraftverk. Den teoretiske analysen illustrerer i hvilken grad krafthandel vil påvirke elektrisitetsprisene i begge land. Gjennom prisendringer påvirker krafthandel både optimal produksjonsnivået av termisk- og fornybar kraftproduksjon. Både de relative prisendringene samt kapasitetsfaktoren til fornybare kilder bestemmer den totale effekten på utslippsnivået. Imidlertid vil det å øke andelen kraft produsert av ikke-regulerbare fornybare kilder uten å koble seg opp mot andre kraftmarkeder, sette forsyningssikkerheten i fare. Analysen konkluderer med at mellomlandsforbindelser kan være en viktig drivkraft for å øke andelen fornybar kraft i energisystemet og dermed bremse opp klimaendringer.