Uncertainty and the diffusion of renewable technologies in the electricity sector

In times of climate change and energy security concerns, fast diffusion of renewable energy sources (RES) technologies has become fundamental. Moreover, as such technologies are usually more expensive than conventional ones, government support is particularly important to spur investments. This applies also to the electricity sector, that is, the context of the present work. In its first part, a critical literature review analyses the relationship between technology diffusion, policy, and uncertainty. The role of technology policy and, therefore, of policy uncertainty emerges as significant in determining the timing of adoption of a RES technology. In the second part of this work, the decentralized investment decision of a firm which has to choose whether or not to adopt a RES technology for power generation is studied. In a stochastic dynamic programming setting assuming a deterministic, exogenous technological progress, it is found that, independently of the employed technology, the propensity to repower a wind plant is higher under the policy scenario that ensures certain revenues, while the uncertainty on investment costs plays a minor role. European renewable energy policies have been going through a period of revisions, often unanticipated, which are likely to influence timing and level of investments in RES technologies. This issue is addressed in the third part of this work, aiming at studying the effect of policy uncertainty on the decision to adopt a wind power technology. From a dataset containing technical and geographical information about onshore wind plants connected to the grid between 1999 and 2014 in Italy, a Hawkes model is estimated. Results indicate that investors are highly sensitive to policy changes.

In un periodo di generale attenzione ai temi di cambiamento climatico ed energy security, assicurare una diffusione veloce delle tecnologie rinnovabili è diventato cruciale. Inoltre, poiché tali tecnologie sono spesso più costose di quelle convenzionali, le politiche di supporto sono particolarmente importanti per incentivare gli investimenti. Ciò è vero anche per il settore elettrico, ossia, il contesto di questa tesi. Nella prima parte del presente lavoro, una rassegna critica della letteratura analizza la relazione fra diffusion tecnologica, policy e incertezza. Il ruolo della technology policy e, di consequenza, quello dell’incertezza sulla policy stessa, emergono come rilevanti nel determinare quando una tecnologia rinnovabile viene adottata. Nella seconda parte, viene studiata la decisione di investimento di una singola impresa, chiamata a scegliere se adottare o meno una nuova tecnologia rinnovabile per la produzione di elettricità. In un contesto di programmazione dinamica stocastica, assumendo un progresso tecnologico esogeno, troviamo che, indipendentemente dalla tecnologia già impiegata dall’impresa, l’incentivo a potenziare un parco eolico è maggiore in un contesto di policy che assicura certezza dei ricavi, mentre l’incertezza sui costi di investimento ha un ruolo minore. Le politiche europee per le energie rinnovabili stanno attraversando un periodo di revisioni, spesso non anticipate, che probabilmente influenzeranno le tempistiche e il livello degli investimenti futuri. Questo tema viene affrontato nella terza parte di questa tesi, che ha lo scopo di studiare l’effetto dell’incertezza sulla policy sulla decisione di adottare una tecnologia eolica per la generazione elettrica. Partendo da dati riguardanti caratteristiche tecniche e geografiche degli impianti eolici onshore connessi alla rete fra il 1999 e il 2014 in Italia, stimiamo un modello di Hawkes. I risultati indicano che gli investitori sono altamente sensibili alle variazioni, anche minori, nelle politiche di supporto alle rinnovabili.