Emissions trading in pursuit of electricity decarbonisation - market structures and regulations matter : synthesis report / authors: William Acworth, Ernst Kuneman (adelphi, Berlin); Anatole Boute (The Chinese University Hong Kong, Hong Kong); Regina Betz (Zurich University of Applied Sciences, Winterthur) ; project team: Stephanie La Hoz Theuer, William Acworth, Ernst Kuneman, Regina Betz, Anatole Boute, Hao Zhang, Jakob Graichen, Jan Abrell, Mirjam Kosch, Carolina Inclan, Christopher Kardish, Tobias Bernstein, Michael Mehling, Julia Baer, Tobias Müller, Rainer Baisch, Johanna Cludius, Sean Healy ; on behalf of the German Environment Agency ; publisher: Umweltbundesamt ; report performed by: adelphi research gemeinnützige GmbH ; edited by: Section V 3.3 Economic Aspects of Emissions Trading, Monitoring, Evaluation; Claudia Gibis

Abstract

This report assesses the role of emissions trading systems (ETS) in electricity sector decarbonisation through analyses of carbon market designs and interactions with electricity market regulations, market structures and additional policies. We do so through the lens of four carbon price quality criteria (volatility, reflection of marginal abatement cost, predictability, and environmental effectiveness) and three abatement channels (clean dispatch, low-carbon investment, and demand-side response). The analytical framework originates from an earlier conceptual study and has been applied to five case studies comprising seven jurisdictions in the Americas, Europe, and Asia. We find that ETSs are especially effective in capitalising on shortterm abatement opportunities when embedded within liberalised electricity markets (e.g., merit order effects or fuel switching). In this context, they may also send long-term signals on fuel choices and investment decisions; however, the strength of these signals will depend on ETS design and companion policies. ETSs can also be designed to cater to hybrid electricity markets where carbon cost pass through might initially be absent. Limited pass through to industrial consumers and diluted price signals in final electricity bills can result in untapped mitigation potential and require careful assessment across systems. Moreover, path dependency in terms of previous investments in the sector to a certain extent preordain the abatement options that can be induced by the ETS in the short to mid-term. Overall, ETSs form an increasingly indispensable tool in the policy toolkit, assisting jurisdictions in their transition to net-zero electricity production.

Dieser Bericht untersucht die Rolle von Emissionshandelssystemen (EHS) bei der Dekarbonisierung des Elektrizitätssektors durch Analysen der Designmerkmale von CO2-Märkten und deren Interaktionen mit Regulierungen des Strommarktes, Marktstrukturen und zusätzlichen politischen Maßnahmen. Die Untersuchung verläuft entlang von vier Qualitätskriterien eines CO2-Preises (Volatilität, Widerspiegelung der Grenzvermeidungskosten, Vorhersagbarkeit und Umweltwirksamkeit) und entlang von drei Kanälen zur Emissionsminderung (sauberer Dispatch, CO2-arme Investitionen und nachfrageseitige Reaktionen). Der hierbei verwendete analytische Rahmen stammt aus einer früheren konzeptionellen Studie und wurde auf fünf Fallstudien angewandt, die sich mit sieben Ländern in Nord- und Südamerika, Europa sowie Asien beschäftigen. Wir kommen zu dem Ergebnis, dass EHS besonders effektiv in der Ausnutzung kurzfristiger Minderungsmöglichkeiten sind (z.B. Änderung der Reihenfolge des Kraftwerkseinsatzs und Wechsel zu emissionsärmeren Brennstoffen), wenn sie in liberalisierte Strommärkte eingebettet sind. In diesem Zusammenhang können sie auch langfristige Signale für die Wahl von Brennstoffen und Investitionsentscheidungen aussenden; die Stärke dieser Signale hängt jedoch von der Ausgestaltung des EHS und der begleitenden politischen Maßnahmen ab. EHS können auch so gestaltet werden, dass sie hybride Strommärkte bedienen, in denen die Weitergabe von CO2-Kosten zunächst nicht möglich ist. Eine begrenzte Weitergabe des CO2-Preises an industrielle Verbraucher sowie verwässerte Preissignale in den Stromrechnungen können zu ungenutztem Emissionsminderungspotenzial führen und erfordern eine sorgfältige systemübergreifende Bewertung. Die Pfadabhängigkeit in Bezug auf frühere Investitionen im Sektor bestimmen bis zu einem gewissen Grad die Minderungsoptionen, die durch das EHS kurz- bis mittelfristig ausgelöst werden können, vor. Insgesamt bilden EHS ein zunehmend unverzichtbares Werkzeug im politischen Instrumentarium, das die Länder bei ihrem Übergang zu einer Netto-NullStromerzeugung unterstützt.