The European energy transition : economic impacts on Nordic stakeholders in the energy system

Abstract

This thesis assesses the economic impacts that the European energy transition towards net-zero carbon emissions has on Nordic power system stakeholders. The impacts of climate policies, the role of power system flexibility, and the role of Norway's future power supply and demand are analyzed. This thesis aims to improve the understanding of how Nordic stakeholders will be affected by the energy transition, what opportunities and impediments exist, and what potential conflicts policy makers should be aware of. To answer these research objectives, the partial equilibrium Balmorel energy system model was applied alone, extended by a demand response module, coupled with a general equilibrium model, and linked with an expert survey. The results show that the increasingly ambitious European climate targets will most likely benefit Nordic renewable energy producer revenues and market values in 2030 and beyond. The benefits, however, will depend on the European and national policy choices and producers’ technology characteristics. Model results show that flexibility will be critical for the cost-effective decarbonization of the power sector, with the value of flexibility options for reducing system costs increasing exponentially with more ambitious climate targets. In deep decarbonization scenarios for 2030, transmission and sector coupling with the district heating system are particularly important for energy system efficiency. With less ambitious climate targets, demand side management increases system efficiency most. Another finding is that it will also be important to address ambiguous consumer and producer welfare impacts of the energy transition and infrastructure investment. An optimal decision from a societal point of view may, for example, decrease Nordic consumer welfare in some market areas and thereby increase the likelihood of social opposition if not adequately addressed.

Denne avhandlingen analyserer hvordan den den europeiske energiomstillingen påvirker de økonomiske rammebetingelsene for norske aktører innen fornybar energi. Avhandlingen ser spesifikt på effektene av europeisk klimapolitikk, behov og lønnsomhet i å tilby energisystemfleksibilitet, og inntektsutsiktene for ulike fornybarteknologier. Avhandlingen har som mål å forbedre forståelsen av hvordan nordiske interessenter påvirkes av den europeiske energiomstillingen, belyse muligheter og utfordringer, og analysere hvilke potensielle konflikter beslutningstakere bør være oppmerksomme på. Disse problemstillingene er analysert ved hjelp av den den nord europeiske energisystemmodellen Balmorel. I avhandlingen er Balmorel utvidet med en modul for etterspørselsrespons, koblet med en generell likevektsmodell for EU’s økonomi og i en av studien bruker vi også resultater fra en spørreundersøkelse blant energimarkedseksperter som input i modellen. Resultatene viser at de stadig mer ambisiøse europeiske klimamålene mest sannsynlig vil øke inntektene og markedsverdiene til nordiske fornybarressurser mot 2030 og videre. Effektene vil imidlertid avhenge EU og nasjonenes virkemidler i energiomstillingen, og produksjonsteknologiens egenskaper. Modellresultatene viser at løsninger som kan bidra med energisystemfleksibilitet vil være viktig for å oppnå kostnadseffektive utslippskutt i kraftsektoren. Verdien av fleksibilitet øker eksponentielt med mer ambisiøse klimamål. I scenarier med omfattende utslippskutt er utvekslingskabler mellom land og regioner, og sektorkobling med fjernvarmesystemet, spesielt viktig for energisystemets effektivitet. Med mindre ambisiøse klimamål vil styring av etterspørselssiden øke systemeffektiviteten mest, ifølge modellresultatene i denne avhandlingen. Et annet funn er at det også vil være viktig å adressere fordelingseffekter for forbruker- og produsentvelferd ved investeringer i infrastruktur. En optimal beslutning fra et samfunnsperspektiv kan, for eksempel, redusere konsumentoverskuddet i enkelte markedsområder og dermed øke sannsynligheten for sosial motstand mot energiomstillingen.