Marc André Melliger

• Electricity production contributes to a significant share of greenhouse gas emissions in Europe and is thus an important driver of climate change. To fulfil the Paris Agreement, the European Union (EU) needs a rapid transition to a fully decarbonised power production system. Presumably, such a system will be largely based on renewables. So far, many EU countries have supported a shift towards renewables such as solar and wind power using support schemes, but the economic and political context is changing. Renewables are now cheaper than ever before and have become cost-competitive with conventional technologies. Therefore, European policymakers are striving to better integrate renewables into a competitive market and to increase the cost-effectiveness of the expansion of renewables. The first step was to replace previous fixed-price schemes with competitive auctions. In a second step, these auctions have become more technology-open. Finally, some governments may phase out any support for renewables and fully expose them to theElectricity production contributes to a significant share of greenhouse gas emissions in Europe and is thus an important driver of climate change. To fulfil the Paris Agreement, the European Union (EU) needs a rapid transition to a fully decarbonised power production system. Presumably, such a system will be largely based on renewables. So far, many EU countries have supported a shift towards renewables such as solar and wind power using support schemes, but the economic and political context is changing. Renewables are now cheaper than ever before and have become cost-competitive with conventional technologies. Therefore, European policymakers are striving to better integrate renewables into a competitive market and to increase the cost-effectiveness of the expansion of renewables. The first step was to replace previous fixed-price schemes with competitive auctions. In a second step, these auctions have become more technology-open. Finally, some governments may phase out any support for renewables and fully expose them to the competitive power market. However, such policy changes may be at odds with the need to rapidly expand renewables and meet national targets due to market characteristics and investors’ risk perception. Without support, price risks are higher, and it may be difficult to meet an investor’s income expectations. Furthermore, policy changes across different countries could have unexpected effects if power markets are interconnected and investors able to shift their investments. Finally, in multi-technology auctions, technologies may dominate, which can be a risk for long-term power system reliability. Therefore, in my thesis, I explore the effects of phasing out support policies for renewables, of coordinating these phase-outs across countries, and of using multi-technology designs. I expand the public policy literature about investment behaviour and policy design as well as policy change and coordination, and I further develop an agent-based model. The main questions of my thesis are what the cost and deployment effects of gradually exposing renewables to market forces would be and how coordination between countries affects investors’ decisions and market prices.. In my three contributions to the academic literature, I use different methods and come to the following results. In the first contribution, I use a conjoint analysis and market simulation to evaluate the effects of phasing out support or reintroducing feed-in tariffs from the perspective of investors. I find that a phase-out leads to investment shifts, either to other still-supported technologies or to other countries that continue to offer support. I conclude that the coordination of policy changes avoids such shifts.. In the second contribution, I integrate the empirically-derived preferences from the first contribution in to an agent-based power system model of two countries to simulate the effects of ending auctions for renewables. I find that this slows the energy transition, and that cross-border effects are relevant. Consequently, continued support is necessary to meet the national renewables targets. In the third contribution, I analyse the outcome of past multi-technology auctions using descriptive statistics, regression analysis as well as case study comparisons. I find that the outcomes are skewed towards single technologies. This cannot be explained by individual design elements of the auctions, but rather results from context-specific and country-specific characteristics. Based on this, I discuss potential implications for long-term power system reliability. The main conclusions of my thesis are that a complete phase-out of renewables support would slow down the energy transition and thus jeopardize climate targets, and that multi-technology auctions may pose a risk for some countries, especially those that cannot regulate an unbalanced power plant portfolio in the long term. If policymakers decide to continue supporting renewables, they may consider adopting technology-specific auctions to better steer their portfolio. In contrast, if policymakers still want to phase out support, they should coordinate these policy changes with other countries. Otherwise, overall transition costs can be higher, because investment decisions shift to still-supported but more expensive technologies.…
• Die Stromproduktion trägt zu einem bedeutenden Anteil der Treibhausgasemissionen in Europa bei und ist damit ein wichtiger Treiber des Klimawandels. Um das Pariser Abkommen zu erfüllen, muss die Europäische Union (EU) eine Wende hin zu einem vollständig treibhausgasneutralen Stromerzeugungssystem durchlaufen. Vermutlich wird ein solches System zu einem Grossteil auf erneuerbaren Energien beruhen. Obwohl viele EU-Länder die Umstellung auf erneuerbare Energien wie Solar- und Windenergie bisher durch Förderprogramme unterstützt haben, ändert sich der wirtschaftliche und politische Kontext. Erneuerbare Energien sind heute billiger als je zuvor und konkurrenzfähig gegenüber konventionellen Technologien. Daher sind Entscheidungsträger der europäischen Regierungen bestrebt, die erneuerbaren Energien besser in einen wettbewerbsfähigen Markt zu integrieren und die Kosteneffizienz des Ausbaus der erneuerbaren Energien zu erhöhen. In einem ersten Schritt wurden Festpreisvergütungen durch wettbewerbsorientierte Auktionen ersetzt. In einem zweitenDie Stromproduktion trägt zu einem bedeutenden Anteil der Treibhausgasemissionen in Europa bei und ist damit ein wichtiger Treiber des Klimawandels. Um das Pariser Abkommen zu erfüllen, muss die Europäische Union (EU) eine Wende hin zu einem vollständig treibhausgasneutralen Stromerzeugungssystem durchlaufen. Vermutlich wird ein solches System zu einem Grossteil auf erneuerbaren Energien beruhen. Obwohl viele EU-Länder die Umstellung auf erneuerbare Energien wie Solar- und Windenergie bisher durch Förderprogramme unterstützt haben, ändert sich der wirtschaftliche und politische Kontext. Erneuerbare Energien sind heute billiger als je zuvor und konkurrenzfähig gegenüber konventionellen Technologien. Daher sind Entscheidungsträger der europäischen Regierungen bestrebt, die erneuerbaren Energien besser in einen wettbewerbsfähigen Markt zu integrieren und die Kosteneffizienz des Ausbaus der erneuerbaren Energien zu erhöhen. In einem ersten Schritt wurden Festpreisvergütungen durch wettbewerbsorientierte Auktionen ersetzt. In einem zweiten Schritt wurden diese Auktionen technologieoffener gestaltet. Schließlich könnten einige Regierungen die Unterstützung für erneuerbare Energien beenden und diese vollständig dem wettbewerbsorientierten Strommarkt aussetzen. Solche Reformen könnten jedoch aufgrund von Marktmerkmalen und der Risikowahrnehmung von Investoren im Widerspruch zu der Notwendigkeit stehen, die erneuerbaren Energien rasch auszubauen, um die nationalen Ziele zu erreichen. Ohne Förderinstrumente steigen Preisrisiken und es könnte schwierig werden, die Einkommenserwartungen der Investoren zu erfüllen. Darüber hinaus könnten Reformen in verschiedenen Ländern unerwartete Auswirkungen haben, insbesondere wenn deren Strommärkte gekoppelt sind und die Investoren ihre Anlagen in andere Länder verlagern. Schließlich könnten technologieoffene Auktionen zu einer Dominanz einzelner Technologien führen, was ein Risiko für die langfristige Zuverlässigkeit des Stromsystems darstellen würde. In meiner Dissertation untersuche ich daher die Auswirkungen des Ausstiegs aus der Förderung erneuerbarer Energien und deren länderübergreifenden Koordinierung. Außerdem beleuchte ich die Resultate von Multitechnologie-Auktionen. Mit dieser Dissertation erweitere ich die wissenschaftliche Literatur über Investitionsverhalten und Policydesign sowie über Politikänderungen und -koordinierung und entwickle ein agentenbasiertes Modell weiter. Die Hauptforschungsfragen meiner Arbeit sind, wie sich die schrittweise Annäherung der erneuerbaren Energien hin zu Marktkräften auf die Kosten und deren Ausbau auswirken würde und wie die Koordinierung zwischen den Ländern die Entscheidungen der Investoren und die Marktpreise beeinflusst. In meinen drei wissenschaftlichen Artikeln verwende ich unterschiedliche Methoden und gelange zu den folgenden Ergebnissen. Im ersten Artikel wende ich eine Conjoint-Analyse an, um die Auswirkungen einer Beendigung der Förderung oder der Wiedereinführung von Einspeisevergütungen aus der Sicht der Investoren zu bewerten. Ich komme zu dem Ergebnis, dass ein Ende der Förderung zu Investitionsverlagerungen führt, entweder hin zu anderen, weiterhin geförderten Technologien oder in andere Länder, die weiterhin eine Förderung anbieten. Die Koordinierung dieser Politikänderungen kann eine solche Verlagerung jedoch verhindern. Im zweiten Artikel integriere ich die empirisch-erhobenen Präferenzen aus dem ersten Artikel in ein agentenbasiertes Energiesystemmodell für zwei Länder, um die Auswirkungen einer Abschaffung von Auktionen für erneuerbare Energien zu simulieren. Ich stelle fest, dass dies die Energiewende insgesamt verlangsamt und dass grenzübergreifende Effekte von Bedeutung sind. Es wäre eine kontinuierliche Förderung notwendig, um die nationalen Ziele zum Ausbau der Erneuerbaren zu erreichen. Im dritten Artikel analysiere ich die Ergebnisse vergangener Multi-Technologie-Auktionen mittels deskriptiver Statistik, Regressionsanalysen sowie Fallstudienvergleichen. Ich stelle fest, dass die Resultate zugunsten einzelner Technologien ausfallen. Dies lässt sich nicht durch einzelne Designmerkmale der Auktionen erklären, sondern ist vielmehr auf kontext- und länderspezifische Merkmale zurückzuführen. Darauf aufbauend, diskutiere ich mögliche Auswirkungen auf die langfristige Zuverlässigkeit des Stromsystems. Die Hauptaussagen meiner Arbeit sind, dass ein vollständiges Auslaufen der Förderung der Erneuerbaren Energien die Energiewende verlangsamen und damit die Klimaziele gefährden würde, sowie, dass Multi-Technologie-Auktionen ein Risiko für einige Länder darstellen können, insbesondere für solche, die ein unausgewogenes Kraftwerksportfolio nicht regeln können. Wenn die politischen Entscheidungsträger beschließen, erneuerbare Energien weiterhin zu fördern, können sie die Einführung technologiespezifischer Auktionen in Betracht ziehen, um ihr Portfolio besser zu steuern. Falls sie hingegen die Förderung auslaufen lassen möchten, sollten sie diese Politikänderungen mit anderen Ländern koordinieren. Andernfalls können die Gesamtkosten der Energiewende insgesamt höher ausfallen, weil sich Investitionsentscheidungen auf weiterhin geförderte, aber teurere Technologien verlagern.…