The Trade‐Off Between Renewable and Thermal Power in Carbon Trading and Green Certificate–Based Sustainable Electricity Markets

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:The model and nonlinear dynamics methods are valuable for researchers studying market stability under carbon and renewable policies.

🏢実務担当者:Corporate sustainability and energy procurement teams can use these insights to anticipate policy risks and interactions.

🏛政策担当者:Regulators should consider the nonlinear effects of cost parameters and quota levels to avoid market destabilization when combining carbon trading and green certificates.

ダブルカーボン目標の達成は、地球規模の持続可能性にとって中心的な課題であり、電力システムが再生可能エネルギーによる発電を拡大しつつ市場の安定性を維持することを必要とする。持続可能な電力市場は、低炭素政策と競争力学を統合しなければならないが、限定合理性の下での炭素取引とグリーン証明書（GC）制度の影響は、いまだ十分に探究されていない。本研究は、炭素取引とGC制度の下での再生可能エネルギー発電事業者と火力発電事業者の動的複占ゲームモデルを開発する。企業は発電量と排出削減努力を適応的に調整し、分岐図、リアプノフ指数、吸引領域を含む非線形動的手法を用いてシステムの進化を分析する。結果は3つの重要な知見をもたらす：（1）コストパラメータは直感に反する効果を持ち、非常に低い再生可能エネルギーコストは市場シェアを増加させる一方で、分岐とカオスを誘発することによってシステムを不安定化させる。一方、より高い火力発電コストは排出削減を促進するが、再生可能エネルギーをカオス的変動へと押しやる可能性もある；（2）GC割当量は二重の役割を示し、適度な増加は再生可能エネルギーの普及と排出削減を促進するが、過度に高い割当量はカオス的動態を加速させ、長期的な安定性を損なう；（3）初期値はシステムの進化に決定的な影響を及ぼし、同一の政策パラメータの下での発電量と排出削減の異なる初期水準が、市場を安定均衡へ収束させるか、あるいはカオス的領域へ漂流させる可能性があり、顕著な経路依存性を示す。全体として、本研究は電力市場におけるコスト、政策手段、初期状態の間の非線形的相互作用を解明し、再生可能エネルギーへの移行とシステム安定性のバランスをとることによって持続可能性を育成する、協調的な炭素取引と証明書制度を設計するための理論的洞察を提供する。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Achieving the dual‐carbon goals is a central challenge for global sustainability, requiring electricity systems to expand renewable generation while maintaining market stability. Sustainable electricity markets must integrate low‐carbon policies with competitive dynamics, yet the impacts of carbon trading and green certificate (GC) schemes under bounded rationality remain insufficiently explored. This study develops a dynamic duopoly game model of renewable and thermal producers under carbon trading and GC regimes. Firms adjust generation and emission reduction efforts adaptively, and nonlinear dynamic methods—including bifurcation diagrams, Lyapunov exponents, and basins of attraction—are employed to analyze system evolution. The results yield three key findings: (1) cost parameters have counterintuitive effects since very low renewable costs, while increasing market share, destabilize the system by inducing bifurcations and chaos, whereas higher thermal costs encourage emission reduction but can also push renewables into chaotic fluctuations; (2) GC quotas exhibit a dual role, where moderate increases promote renewable penetration and emission reduction, but excessively high quotas accelerate chaotic dynamics and undermine long‐term stability; and (3) initial values exert a decisive influence on system evolution, as different starting levels of generation and emission reduction under the same policy parameters may lead the market to converge toward a stable equilibrium or drift into chaotic regimes, indicating pronounced path dependence. Overall, this study uncovers the nonlinear interactions among costs, policy instruments, and initial states in electricity markets, providing theoretical insights for designing coordinated carbon trading and certificate schemes that foster sustainability by balancing renewable transition with system stability.

• semanticscholar https://doi.org/10.1155/cplx/6608447first seen 2026-05-05 22:57:30 · last seen 2026-08-14 05:24:57