An innovative real options approach to evaluate investiments in base load plants

The aim of this work is to analyze the investments in base load power plans for a utility. These investments are characterized by a growing uncertainty, due by the deregulamentation of electric and gas markets and by the new issues related to CO2 emissions. For this reason this work will use the real options approach, an evolution of standard evaluation methods particularly indicated for uncertain scenarios. Through a literature review that explains how this approach works and why is suggested in this case, is presented one of the issues of this approach: the need of an evaluation model to calculate the value of these options and then to evaluate investments correctly. Several evaluation methods are analyzed and is noted how, with complex problems they present several weaknesses. In particular is noted how the family of methods in literature (whose most famous is the least squares Monte Carlo method) that resolve complex is unable to give important information to the model user (e.g. in which conditions take strategic decisions). To fill this gap this work tests a new model: the simulation with optimized thresholds. With this method several uncertainties are modeled as stochastic processes, including the price of electricity, the cost of gas fuel, the cost of coal fuel, the cost of carbon emissions and the construction cost. Furthermore several real options are implemented: the option to wait to invest, the option to abandon and the option to switch between investments. With this model four different technologies are evaluated: the large nuclear reactors, the small nuclear reactors, the gas plants and the coal plants. Finally, the work will evaluate these technologies through four different scenarios in which 1,5 GW is supplied: one large nuclear reactor, two coal plants, three gas plants and four small nuclear reactors.

Lo scopo di questo lavoro è di analizzare gli investimenti in centrali energetiche base load dal punto di vista di una utility. Questi investimenti sono caratterizzati da una crescente incertezza, a causa della deregolamentazione dei mercati di energia elettrica e gas ed a causa dell’emergere delle tematiche inerenti le emissioni di CO2. Per questa ragione questo lavoro utilizzerà l’approccio delle opzioni reali, un’evoluzione dei classici metodi di valutazione degli investimenti particolramente indicata in contesti incerti. Attraverso l’analisi della letteratura, in cui verràs piegato come questo approccio funzioni e perché sia consigliato in questo caso, verrà presentato uno degli aspetti critici di questo approccio: i bisogno di un modello di valutazione che caolcoli il valore di queste opzioni e quindi valuti correttamente questi investimenti. Per questa ragione vengono analizzati i metodi di valutazione classici, notando come questi mostrino più di una debolezza nella risoluzione di problemi complessi. In particolare la famiglia di metodi (del quale il più famoso è il metodo Least Squares Monte Carlo) che in letteratura è indicata per risolvere problemi complessi non da importanti informazioni all’utilizzatore del modello (e.g. in quali considzioni prendere le decisioni strategiche). Per risolvere questo limite, questo lavoro propone e testa un nuovo modello: la simulazione con le soglie di esercizio ottimizzate. Per utilizzare questo modello le variabili più critiche (prezzo dell’energia elettriza, costo del gas, costo del carbone, costo di costruzione, costo delle emissioni di CO2) sono state modellizzate attraverso processi stocastici. Allo stesso tempo sono state implementate più di una opzione reale: l’opzione wait to invest, l’opzione to abandon, e l’optzione to switch. Quindi, attraverso questo modello, quattro diverse tecnologie sono state confrontate: i reattori nucleari di taglia grande, i reattori nucleari di taglia piccola, le centrali a gas e le centrali a carbone. Infine queste tecnologie sono state valutate attraverso quattro diversi scenari accomunati dal fatto che si va a soddisfare il bisogno energetico di 1,5 GW: con un reattore nucleare di taglia trande, con due centrali a carbone, con tre centrali a gas e con quattro reattori nucleari di piccola taglia.