シェール革命と電力市場

今日は、1415日エントリと同様、シェール革命ネタのNBER論文を紹介してみる。以下は、「Natural Gas Prices and Coal Displacement: Evidence from Electricity Markets」(ungated版)の要旨。著者はChristopher R. Knittel(MIT)、Konstantinos Metaxoglou(カールトン大)、Andre Trindade(Fundacao Getulio Vargas / EPGE*1)。

We examine the environmental impact of the post-2005 natural gas glut in the United States due to the shale gas boom. Our focus is on quantifying short-term coal-to-gas switching decisions by different types of electric power plants in response to changes in the relative price of the two fuels. In particular, we study the following entities: investor-owned utilities (IOUs) and independent power producers (IPPs) in restructured markets coordinated by Independent System Operators, as well as IOUs in traditional vertically-integrated markets. Using alternative data aggregations and model specifications, we find that IOUs operating in traditional markets are more sensitive to changes in fuel prices than both IOUs and IPPs in restructured markets. We attribute our findings to differences in available gas-fired generating capacity with the most cost-efficient technology: electricity generators reduced their rate of investment in the restructured markets post restructuring. The heterogeneity in the response of fuel consumption to prices has implications for carbon dioxide (CO2) emissions for the entities considered. Using simple back-of-the-envelope calculations, the almost 70% drop in the price of natural gas between June 2008 and the end of 2012 translates to as much as 33% reduction in CO2 emissions for IOUs in traditional markets, but only up to 19% for IOUs in restructured markets.
(拙訳)
我々は、シェールガスブームによる2005年以降の米国における天然ガスの供給過剰が環境に与えた影響を調べた。各種の発電所が、石炭とガスの相対価格の変化に反応して、片方の燃料からもう片方へと切り替えるという短期的な決断を行ったが、我々はそれを定量化することに焦点を当てた。具体的には、以下の事業体を分析対象とした。即ち、独立電力管理機構が調整を担当している再編市場における投資家所有電気事業者(IOUs)と独立系発電事業者(IPPs)、および、従来型の垂直統合市場におけるIOUsである。我々は、データの集計方法とモデルの仕様を様々に変えて分析した。その結果、従来型市場で運営されているIOUsの方が、再編市場におけるIOUsとIPPsのいずれよりも、燃料価格の変化に敏感であることを見い出した。この結果は、稼働できる費用効率の最も高いガス発電能力の違いに起因していると我々は考えている。即ち再編市場においては、再編後、発電事業者は投資を鈍化させたのである。燃料消費の価格反応の差は、前述の事業体の炭素排出量とも密接に関係している。単純な概算によると、2008年6月から2012年末に掛けての天然ガス価格のおよそ70%の低下は、従来型市場におけるIOUsの炭素排出量を33%も減らしたが、再編市場におけるIOUsではせいぜい19%しか減らさなかった。