| dc.description.abstract | Markedet for vindkraft er i kraftig fremdrift, drevet av hensyn til miljøet og raskt økende global energietterspørsel. Men i tråd med at installert vindkraftkapasitet øker, øker også mengden aldrende kapasitet. På grunn av hensyn til strukturell sikkerhet kan vindturbiner kun brukes innenfor sin tekniske levetid, som er på rundt 25 år. Etter dette kreves aktive tiltak for at vindparken skal være operativ, slik som repowering og life-extension. Siden mange turbiner vil nærme seg slutten av sin tekniske levetid, vil valg og prioritering av disse tiltakene bli viktigere og viktigere over tid. For å adressere dette, anvender vi et realopsjonsrammeverk for å undersøke finansielle strategier for repowering og life-extension av vindparker.
Først, utvikler vi en letthåndterlig enfaktormodell for å oppnå generell innsikt i investeringsproblemet. Spesifikt, analyserer vi hvordan opsjonsverdien generelt avhenger av de underliggende faktorene. Fra denne analysen finner vi at opsjonsverdiene for repowering og life-extension varierer med ulike rater når de underliggende parametrene endres. Opsjonsverdiene øker med forskjellig rate når volatiliteten i profittstrømmen, startnivået for prisen eller skaleringsfaktoren for repowering øker; og opsjonsverdiene synker med varierende rate når avkastningskravet, nedgangsraten for kapasitets-effektiviteten eller investeringskostnadene øker. Disse resultatene tilsier at den relative attraktiviteten mellom opsjonene kan endres når de underliggende faktorene endres.
Deretter, utvikler vi en fleksibel multifaktormodell for å evaluere spesifikke vindkraft-prosjekter. Modellen inkorporerer de stokastiske egenskapene til strømpriser, vindhastighet og teknologisk innovasjon, og kan vurdere prosjektspesifikke karakteristikker slik som teknologiske restriksjoner og langsiktige kraftavtaler. For å vurdere optimale investeringsstrategier for end-of-life vindkraftopsjoner med multifaktormodellen, benytter vi en numerisk algoritme basert på least squares Monte Carlo-metoden.
For å synliggjøre hvor anvendbar og fleksibel modellen er, anvender vi den på en numerisk casestudie av en generisk norsk vindpark. Ved å analysere dette casestudiet finner vi at den optimale beslutningen for vindparkoperatøren er sterkt avhengig av hvordan markedsforholdene utvikler seg gjennom vindparkens levetid. For gunstige markedsforhold tidlig i levetiden, eksempelvis høy strømpris og kraftproduksjon, er repoweringopsjonen foretrukket og vil bli realisert. For moderate markedsforhold tidlig i levetiden, vil operatøren foretrekke å vente for og se hvilken retning markedet utvikler seg. For ugunstige markedsforhold tidlig i levetiden, vil operatøren foretrekke å vente til life-extensionopsjonen blir tilgjengelig og realisere den optimalt innen den resterende levetiden til vindparken. Det siste funnet er at inkludering av langsiktige kraftavtaler vil redusere vindparkens eksponering mot elektrisitetsprisrisiko, noe som gir insentiv for tidligere investering i både repowering og life-extension. | |
| dc.description.abstract | The market for wind power is booming, driven by environmental concerns and rapidly increasing global energy demand. As installed wind power capacity increase, however, so does the amount of aging capacity. Because of structural safety concerns, wind turbines can only be operated within their designed technical lifetime, which is about 25 years. After that point, action need to be taken in order to keep the wind farm operative, such as repowering or life-extension. Since a lot of turbines are reaching the end of their technical lifetime, the choice between these strategies will become an increasingly important issue. To address this, we apply a real options approach to examine financial strategies for repowering and life-extension of wind farms.
First, we develop a tractable single-factor model to gain general insights into the investment problem. In particular, we analyse how the option values in general depend on the underlying factors. From this analysis we find that the repowering and life-extension option values vary at different rates when the underlying parameters are changed. Specifically, we find that the option values are increasing at different rates with the volatility of the profit flow, initial price level and the repowering scaling factor. Also, the option values are decreasing at different rates with the cost of capital, capacity efficiency decline and investment cost. These results show that the relative attractiveness between the options can change when the values of the underlying factors are changed.
Second, we develop a flexible multi-factor model to evaluate and gain insights into specific wind power projects. This model incorporates the stochastic nature of electricity prices, wind speeds and technological innovation, and can also evaluate project-specific characteristics such as technological restrictions and power purchase agreements. In order to determine the optimal investment strategies for end-of-life options with the multi-factor model, we utilize a numerical algorithm based on the least squares Monte Carlo approach.
To showcase the applicability and flexibility of the model, it is applied to a numerical case study of a generic Norwegian wind farm. From analysis of this case study, we find that the optimal decision for a wind farm operator strongly depends on how the market conditions develop throughout the lifetime of the wind farm. For favourable early market conditions, such as high electricity prices and production, the option to repower is preferable and will be exercised. For moderate early market conditions, the operator prefers to wait and see which way the market develops; while for unfavourable market conditions, the operator will wait for the life-extension option to become available and exercise it optimally during the remaining lifetime of the wind farm. Finally, the inclusion of contractual power purchase agreements in the case study shows that increasing the fraction of power production sold through long-term agreements reduces the electricity price risk exposure and incentivises earlier investments in both repowering and life-extension. | |
