Investment decision-making in clean energy under uncertainties: A real options approach

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

🔬研究者:Real options modeling for clean energy investment with policy uncertainty; useful for further research on investment under climate policy.

🏢実務担当者:Insights on investment timing and the value of flexibility in clean energy projects, relevant for project valuation and risk management.

🏛政策担当者:Evidence that emission trading may be more effective than carbon tax in inducing immediate clean technology investment.

国際的な排出削減へのコミットメントと化石エネルギー資源の劣化により、クリーンエネルギー生産への研究関心が高まっている。エネルギー供給と消費のためのインフラにおける最適な投資ポートフォリオを獲得することは、持続可能なエネルギーシステムへの移行を可能にするための最低限の要件である。環境上の利点から、先進バイオ燃料とクリーン発電は、それぞれ運輸部門と電力部門において将来重要な役割を果たすことが期待されている。本博士論文では、不確実性下におけるクリーン技術投資ポートフォリオの評価、経営上の洞察の探求、および政策への示唆の検討のために、リアル・オプション・アプローチを採用している。本論文は、クリーンエネルギー投資に関する問題を論じる3つの部分から構成される。 改訂された再生可能燃料基準における消費量義務付けに動機づけられたバイオ燃料生産投資は、変動する燃料市場を考慮すると収益の不確実性に直面する長期的で不可逆的な投資である。トウモロコシ茎葉のような農業残渣が豊富なアイオワ州は、セルロース系バイオ燃料義務の達成における主要な担い手である。この最初の部分では、以下の問いに答えることを目的とする：アイオワ州がセルロース系バイオ燃料への投資を開始するのに今が適切な時期なのか？高速熱分解施設を例として、建設リードタイムと不確実な燃料価格に直面するセルロース系バイオ燃料生産のための新技術への投資を評価するリアル・オプション・アプローチを提示する。我々は、プロジェクトの収益性、最適な投資タイミング、およびプロジェクトのリードタイムの影響を調査するケーススタディを実施する。 第二部では、供給リスクと二重調達を組み込むことにより、前述の研究を拡張した。トウモロコシ茎葉はアイオワ州におけるバイオ燃料生産の豊富な原料源である一方、(1)市場の欠如、(2)農場参加率の低さ、(3)変化する気象条件による収量の不確実性という理由により、潜在的な供給リスクが存在する。意思決定者は、バイオ燃料施設への投資に加えて、自らの原料を栽培するための土地への投資を検討するであろう。専用エネルギー作物の栽培を伴う土地オプションは、高速熱分解施設と併用する場合に価値付加効果を持つ。また、二重調達により、供給の不確実性による影響を軽減できる可能性がある。リアル・オプション・アプローチを用いて、最適な投資タイミングと二重調達の便益を分析する。リスク回避は投資意思決定に予期せぬ影響を及ぼし、価値付加オプションの投資決定が主要な基礎的不確実性に非常に敏感になる可能性があり、土地投資への即時行動はもはや単一の燃料価格閾値では説明できなくなる。 政策は、発電事業者の利益に影響を与える最も決定的な外部要因の一つとみなされている。すべてのエネルギープロジェクトは政策リスクにさらされやすいが、そのような事態は予測が困難であり、したがって保険をかけるのに費用がかかる。研究の第三部では、商品価格の重大な不確実性を考慮することに加えて、不確実性の範囲を政府の政策に拡張する。この研究では、既存の政策を廃止するリスクと政策変更のリスクという2つの現実的な政策不確実性ケースに直面した場合に、従来の石炭火力発電機の所有者がクリーン技術を採用するタイミングを検討する。規制された排出関連コストを考慮しつつ、負荷義務を満たし期待される長期利益を最大化するために、天然ガス発電機への投資を検討する。電力、天然ガス、炭素排出における価格不確実性は、政策の不確実性とともに、クリーン技術採用の収益性と意思決定に共同で影響を与える。最適な投資決定を調査するためにリアル・オプション・アプローチが適用される。生産者は不確実な将来の政策環境に直面した場合、リスクを回避する。これは投資計画の遅延と、現在の炭素価格に対して頑健な将来の投資計画の作成に反映される。リスク中立的な価格受容型の発電事業者にとって、排出権取引は炭素税と比較してより効果的な手段であり、炭素税から排出許可証への移行は、クリーン技術への即時投資をより効果的に誘発し得る。

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。

International commitments on emission reduction and the deterioration of fossil energy resources have caused more research attention to clean energy production. Getting the optimal investment portfolio in infrastructure for energy supply and consumption is a minimum requirement to enable the transition towards a sustainable energy system. Due to their environmental benefits, advanced biofuel and clean power generation are expected to play an important role in the future in transportation sector and electricity sector, respectively. In this dissertation, a real options approach is adopted for valuating clean technology investment portfolios under uncertainty, exploring managerial insights, and examining policy implications. The dissertation consists three parts discussing problems on clean energy investment.\nBiofuel production investment, motivated by consumption volume mandates in revised Renewable Fuel Standard, is a long-term irreversible investment facing revenue uncertainty given volatile fuel market. Iowa, rich in agricultural residues like corn stover, is a major player in the fulfillment of the cellulosic biofuels mandate. In this first part, we aim to answer the question: Is now a good time for Iowa to start investing in cellulosic biofuels? Using a fast pyrolysis facility as an example, we present a real options approach for valuating the investment of a new technology for producing cellulosic biofuels subject to construction lead time and uncertain fuel price. We conduct a case study, in which the profitability of the project, optimal investment timing, and the impact of project lead time are investigated.\nThe second part extended the previous work by incorporating supply risk and dual sourcing. While corn stover is an abundant source of feedstock for biofuels production in Iowa, there is a potential supply risk due to the following reasons: (1) lack of market; (2) low percentage of farm participation; and (3) yield uncertainty due to the changing weather conditions. The decision maker would consider investing in a land to grow his own feedstock, in addition to the investment of biofuel facility. Land option with the growing of dedicated energy crops has a value-adding effect when operating with the fast pyrolysis facility. And with dual sourcing, the impact from supply uncertainty could be mitigated. A real options approach is used to analyze the optimal investment timing and benefits of the dual sourcing. Risk-aversion has an unexpected effect on investment decision-making, which may cause the investment decision of the value-adding option can be very sensitive to the primary underlying uncertainty, and the immediate action towards land investment can no longer be described with a single fuel price threshold.\nPolicy is deemed as one of the top decisive external factor that impacts the interest of a power producer. All energy projects are prone to policy risk, yet such eventualities are difficult to predict and therefore expensive to insure. In the third part of the study, we extend the uncertainty to the scope of government policy, in addition to considering the critical uncertainty of commodity prices. In this work, we want to examine the timing that an owner of a traditional coal-fired generator adopts in a clean technology when facing two realistic policy uncertainty cases: risk of repealing an existing policy, and risk of a policy change. The investment of a natural gas generator is considered in order to meet the load obligation while maximizing its expected long-run profit with regulated emission-related costs considered. The price uncertainties in electricity, natural gas, and carbon emission, together with policy uncertainty jointly affect profitability and decision-making of the clean technology adoption. A real options approach is applied to investigate the optimal investment decision. The producers are risk avoiding when facing uncertain future policy environment; and this reflects in delaying investment plan and creating a future investment plan that is stubborn to current carbon price. To a risk-neutral price-taking power producer, emission trading is a more effective instrument compared to carbon tax, and shifting from carbon tax to emission permits could more effectively inducing immediate investment in clean technology.

• openalex https://doi.org/10.31274/etd-180810-6031first seen 2026-08-02 16:59:32