Impacts of cost of capital in energy system planning : a case study of financially-detailed scenario design for the southern african power pool

To address the research gap in the literature regarding the assump- tion of the financial parameters in energy modeling, this thesis suggests a rigor- ous methodology to calculate realistic values of weighted average cost of capital (WACC) and discount rate (DR). Adopting this methodology, several scenarios were designed to assess the impact of the increased detail in the calculation of WACC and DR values on future electricity generation pathways in Sub-Saharan Africa using the Hypatia energy model. The study highlights the country risk pre- mium (CRP) as a crucial component of WACC, especially in high-risk countries, while the impact of technological details appears marginal. Different policies were then evaluated to assess their effectiveness. Policy de-risking, acting on CRP, is shown to effective but slow in increasing renewable penetration. Additionally, poli- cies such as increasing deductible shares of debt payments from taxes which have an immediate action, demonstrate potential in promoting renewable energy sources uptake. A higher DR is found to defer policy action, potentially burdening future generations. The thesis advocates for maintaining a distinction between WACC and DR in energy modeling, ensuring accurate cost assessment and societal per- spective consideration. Overall, the findings underscore the significance of unbiased financial information in shaping sustainable energy transitions and highlight the need for comprehensive modeling approaches to guide policy decisions effectively.

Per affrontare la lacuna nella ricerca letteraria riguardante l'assunzione dei parametri finanziari nella modellazione energetica, questa tesi suggerisce una metodologia rigorosa per calcolare valori realistici del costo medio ponderato del capitale (WACC) e del tasso di sconto (DR). Adottando questa metodologia, sono stati progettati diversi scenari per valutare l'impatto del maggiore dettaglio nel calcolo dei valori di WACC e DR sulle future vie di generazione di elettricità nell'Africa subsahariana utilizzando il modello energetico Hypatia. Lo studio evidenzia il premio di rischio paese (CRP) come componente cruciale del WACC, specialmente nei paesi ad alto rischio, mentre l'impatto dei dettagli tecnologici appare marginale. Diverse politiche sono state poi valutate per valutarne l'efficacia. La politica di mitigazione del rischio, agendo sul CRP, si dimostra efficace ma lenta nell'aumentare la penetrazione delle energie rinnovabili. Inoltre, politiche come l'aumento delle quote deducibili dei pagamenti del debito dalle tasse, che hanno un'azione immediata, dimostrano potenzialità nel promuovere l'adozione di fonti di energia rinnovabile. Un DR più elevato viene trovato per procrastinare l'azione politica, potenzialmente gravando sulle generazioni future. La tesi sostiene il mantenimento di una distinzione tra WACC e DR nella modellazione energetica, garantendo una valutazione accurata dei costi e una considerazione prospettica della società. Nel complesso, i risultati sottolineano l'importanza di informazioni finanziarie imparziali nella definizione di transizioni energetiche sostenibili e evidenziano la necessità di approcci di modellazione completi per guidare efficacemente le decisioni politiche.