Suomen kansallisten päästövähennystoimien epävarmuuksien ja riskien arviointi

Translated title of the contribution: Assessment of uncertainties and risks of national greenhouse gas abatement actions in Finland

Aira Hast, Tommi Ekholm, Ilkka Savolainen

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Suomen tavoitteena on EU:n taakanjakopäätöksen (406/2009/EY) mukaisesti vähentää kansallisia kasvihuonekaasupäästöjä 16 % vuoden 2005 tasosta vuoteen 2020 mennessä. Tavoitteen saavuttamiseksi on toteutettava päästövähennystoimia ja työssä tarkastellaan, miten tavoite voidaan saavuttaa mahdollisimman pienin kustannuksin. Päästövähennyskeinoilla saavutettavien päästövähennysten määrään ja niiden kustannuksiin liittyy epävarmuutta, minkä vuoksi toteutettavista päästövähennyskeinoista koostuvalla portfoliolla on riski ylittää asetettu tavoite tai ennalta arvioidut kustannukset. Työssä muodostettiin stokastinen optimointimalli, jonka avulla etsittiin kokonaiskustannukset minimoivia, itsenäisistä päästövähennyskeinoista ja niiden aloitusajankohdista koostuvia portfolioita eri päästövähennystasoilla. Portfolioilla saavutettaviin päästövähennyksiin ja kustannuksiin liittyviä epävarmuuksia tutkittiin tilanteissa, joissa päästövähennykset tulee tehdä joko kansallisin vähennystoimin tai voidaan lisäksi käydä muiden jäsenmaiden kanssa kauppaa päästökiintiöillä. Tuloksista havaittiin, että kokonaiskustannukset olivat noin 10 % pienempiä, mikäli ei-PKS-päästökauppaa voitiin käydä, mutta kustannuksiin liittyvät riskit olivat huomattavasti suuremmat. Lisäksi työssä tutkittiin, millaiset keinot sisältyvät tehokkaisiin portfolioihin ja milloin ne on optimaalista toteuttaa. Tuloksista erottuivat keinot, jotka toteutuivat lähes aina ja keinot, joita tehokkaissa portfoliossa toteutetaan erittäin harvoin. Tämä johtuu siitä, että kokonaiskustannusten minimoinnin vuoksi valitaan toteutettavaksi keinoja, joiden marginaaliset vähennyskustannukset ovat mahdollisimman pieniä. Jos ei-PKS-päästökauppaa ei voida käydä, nousevat marginaaliset vähennyskustannukset päästövähennysten määrän funktiona. Toisaalta jos ei-PKS-päästökauppaa voidaan käydä, voidaan estää marginaalisten vähennyskustannusten kasvu siten, ettei se ylitä päästökiintiön hintaa. Tällöin päästökiintiöillä käytävä kauppa muuttaa toteutettavaksi valittujen keinojen joukkoa. Lisäksi toimien aloitusajankohta muuttuu, koska mallissa kustannusten minimointi tehdään niiden nykyarvon perusteella. Eri tilanteita vastaaville optimiportfolioille tehtiin herkkyysanalyysi tutkimalla erikseen kustannuksia ja saavutettavia päästövähennyksiä. Molemmissa tilanteissa portfoliolla saavutettavien päästövähennysten epävarmuuteen vaikuttivat eniten samat tekijät, mutta kustannuksiin vaikuttavat tekijät olivat erilaiset eri tilanteissa.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages49
ISBN (Electronic)978-951-38-7512-1
Publication statusPublished - 2011
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

SeriesVTT Working Papers
Number165

Fingerprint

Valsartan
Mink
Finland
Uncertainty
Gases

Keywords

  • climate change mitigation
  • non-emission trading sector
  • stochastic optimization

Cite this

Hast, A., Ekholm, T., & Savolainen, I. (2011). Suomen kansallisten päästövähennystoimien epävarmuuksien ja riskien arviointi. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Working Papers, No. 165
Hast, Aira ; Ekholm, Tommi ; Savolainen, Ilkka. / Suomen kansallisten päästövähennystoimien epävarmuuksien ja riskien arviointi. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 2011. 49 p. (VTT Working Papers; No. 165).
@book{b36889aa9a24451884753c15f03fb50b,
title = "Suomen kansallisten p{\"a}{\"a}st{\"o}v{\"a}hennystoimien ep{\"a}varmuuksien ja riskien arviointi",
abstract = "Suomen tavoitteena on EU:n taakanjakop{\"a}{\"a}t{\"o}ksen (406/2009/EY) mukaisesti v{\"a}hent{\"a}{\"a} kansallisia kasvihuonekaasup{\"a}{\"a}st{\"o}j{\"a} 16 {\%} vuoden 2005 tasosta vuoteen 2020 menness{\"a}. Tavoitteen saavuttamiseksi on toteutettava p{\"a}{\"a}st{\"o}v{\"a}hennystoimia ja ty{\"o}ss{\"a} tarkastellaan, miten tavoite voidaan saavuttaa mahdollisimman pienin kustannuksin. P{\"a}{\"a}st{\"o}v{\"a}hennyskeinoilla saavutettavien p{\"a}{\"a}st{\"o}v{\"a}hennysten m{\"a}{\"a}r{\"a}{\"a}n ja niiden kustannuksiin liittyy ep{\"a}varmuutta, mink{\"a} vuoksi toteutettavista p{\"a}{\"a}st{\"o}v{\"a}hennyskeinoista koostuvalla portfoliolla on riski ylitt{\"a}{\"a} asetettu tavoite tai ennalta arvioidut kustannukset. Ty{\"o}ss{\"a} muodostettiin stokastinen optimointimalli, jonka avulla etsittiin kokonaiskustannukset minimoivia, itsen{\"a}isist{\"a} p{\"a}{\"a}st{\"o}v{\"a}hennyskeinoista ja niiden aloitusajankohdista koostuvia portfolioita eri p{\"a}{\"a}st{\"o}v{\"a}hennystasoilla. Portfolioilla saavutettaviin p{\"a}{\"a}st{\"o}v{\"a}hennyksiin ja kustannuksiin liittyvi{\"a} ep{\"a}varmuuksia tutkittiin tilanteissa, joissa p{\"a}{\"a}st{\"o}v{\"a}hennykset tulee tehd{\"a} joko kansallisin v{\"a}hennystoimin tai voidaan lis{\"a}ksi k{\"a}yd{\"a} muiden j{\"a}senmaiden kanssa kauppaa p{\"a}{\"a}st{\"o}kiinti{\"o}ill{\"a}. Tuloksista havaittiin, ett{\"a} kokonaiskustannukset olivat noin 10 {\%} pienempi{\"a}, mik{\"a}li ei-PKS-p{\"a}{\"a}st{\"o}kauppaa voitiin k{\"a}yd{\"a}, mutta kustannuksiin liittyv{\"a}t riskit olivat huomattavasti suuremmat. Lis{\"a}ksi ty{\"o}ss{\"a} tutkittiin, millaiset keinot sis{\"a}ltyv{\"a}t tehokkaisiin portfolioihin ja milloin ne on optimaalista toteuttaa. Tuloksista erottuivat keinot, jotka toteutuivat l{\"a}hes aina ja keinot, joita tehokkaissa portfoliossa toteutetaan eritt{\"a}in harvoin. T{\"a}m{\"a} johtuu siit{\"a}, ett{\"a} kokonaiskustannusten minimoinnin vuoksi valitaan toteutettavaksi keinoja, joiden marginaaliset v{\"a}hennyskustannukset ovat mahdollisimman pieni{\"a}. Jos ei-PKS-p{\"a}{\"a}st{\"o}kauppaa ei voida k{\"a}yd{\"a}, nousevat marginaaliset v{\"a}hennyskustannukset p{\"a}{\"a}st{\"o}v{\"a}hennysten m{\"a}{\"a}r{\"a}n funktiona. Toisaalta jos ei-PKS-p{\"a}{\"a}st{\"o}kauppaa voidaan k{\"a}yd{\"a}, voidaan est{\"a}{\"a} marginaalisten v{\"a}hennyskustannusten kasvu siten, ettei se ylit{\"a} p{\"a}{\"a}st{\"o}kiinti{\"o}n hintaa. T{\"a}ll{\"o}in p{\"a}{\"a}st{\"o}kiinti{\"o}ill{\"a} k{\"a}yt{\"a}v{\"a} kauppa muuttaa toteutettavaksi valittujen keinojen joukkoa. Lis{\"a}ksi toimien aloitusajankohta muuttuu, koska mallissa kustannusten minimointi tehd{\"a}{\"a}n niiden nykyarvon perusteella. Eri tilanteita vastaaville optimiportfolioille tehtiin herkkyysanalyysi tutkimalla erikseen kustannuksia ja saavutettavia p{\"a}{\"a}st{\"o}v{\"a}hennyksi{\"a}. Molemmissa tilanteissa portfoliolla saavutettavien p{\"a}{\"a}st{\"o}v{\"a}hennysten ep{\"a}varmuuteen vaikuttivat eniten samat tekij{\"a}t, mutta kustannuksiin vaikuttavat tekij{\"a}t olivat erilaiset eri tilanteissa.",
keywords = "climate change mitigation, non-emission trading sector, stochastic optimization",
author = "Aira Hast and Tommi Ekholm and Ilkka Savolainen",
note = "Project code: 72176",
year = "2011",
language = "Finnish",
series = "VTT Working Papers",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "165",
address = "Finland",

}

Hast, A, Ekholm, T & Savolainen, I 2011, Suomen kansallisten päästövähennystoimien epävarmuuksien ja riskien arviointi. VTT Working Papers, no. 165, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Suomen kansallisten päästövähennystoimien epävarmuuksien ja riskien arviointi. / Hast, Aira; Ekholm, Tommi; Savolainen, Ilkka.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 2011. 49 p. (VTT Working Papers; No. 165).

Research output: Book/ReportReport

TY - BOOK

T1 - Suomen kansallisten päästövähennystoimien epävarmuuksien ja riskien arviointi

AU - Hast, Aira

AU - Ekholm, Tommi

AU - Savolainen, Ilkka

N1 - Project code: 72176

PY - 2011

Y1 - 2011

N2 - Suomen tavoitteena on EU:n taakanjakopäätöksen (406/2009/EY) mukaisesti vähentää kansallisia kasvihuonekaasupäästöjä 16 % vuoden 2005 tasosta vuoteen 2020 mennessä. Tavoitteen saavuttamiseksi on toteutettava päästövähennystoimia ja työssä tarkastellaan, miten tavoite voidaan saavuttaa mahdollisimman pienin kustannuksin. Päästövähennyskeinoilla saavutettavien päästövähennysten määrään ja niiden kustannuksiin liittyy epävarmuutta, minkä vuoksi toteutettavista päästövähennyskeinoista koostuvalla portfoliolla on riski ylittää asetettu tavoite tai ennalta arvioidut kustannukset. Työssä muodostettiin stokastinen optimointimalli, jonka avulla etsittiin kokonaiskustannukset minimoivia, itsenäisistä päästövähennyskeinoista ja niiden aloitusajankohdista koostuvia portfolioita eri päästövähennystasoilla. Portfolioilla saavutettaviin päästövähennyksiin ja kustannuksiin liittyviä epävarmuuksia tutkittiin tilanteissa, joissa päästövähennykset tulee tehdä joko kansallisin vähennystoimin tai voidaan lisäksi käydä muiden jäsenmaiden kanssa kauppaa päästökiintiöillä. Tuloksista havaittiin, että kokonaiskustannukset olivat noin 10 % pienempiä, mikäli ei-PKS-päästökauppaa voitiin käydä, mutta kustannuksiin liittyvät riskit olivat huomattavasti suuremmat. Lisäksi työssä tutkittiin, millaiset keinot sisältyvät tehokkaisiin portfolioihin ja milloin ne on optimaalista toteuttaa. Tuloksista erottuivat keinot, jotka toteutuivat lähes aina ja keinot, joita tehokkaissa portfoliossa toteutetaan erittäin harvoin. Tämä johtuu siitä, että kokonaiskustannusten minimoinnin vuoksi valitaan toteutettavaksi keinoja, joiden marginaaliset vähennyskustannukset ovat mahdollisimman pieniä. Jos ei-PKS-päästökauppaa ei voida käydä, nousevat marginaaliset vähennyskustannukset päästövähennysten määrän funktiona. Toisaalta jos ei-PKS-päästökauppaa voidaan käydä, voidaan estää marginaalisten vähennyskustannusten kasvu siten, ettei se ylitä päästökiintiön hintaa. Tällöin päästökiintiöillä käytävä kauppa muuttaa toteutettavaksi valittujen keinojen joukkoa. Lisäksi toimien aloitusajankohta muuttuu, koska mallissa kustannusten minimointi tehdään niiden nykyarvon perusteella. Eri tilanteita vastaaville optimiportfolioille tehtiin herkkyysanalyysi tutkimalla erikseen kustannuksia ja saavutettavia päästövähennyksiä. Molemmissa tilanteissa portfoliolla saavutettavien päästövähennysten epävarmuuteen vaikuttivat eniten samat tekijät, mutta kustannuksiin vaikuttavat tekijät olivat erilaiset eri tilanteissa.

AB - Suomen tavoitteena on EU:n taakanjakopäätöksen (406/2009/EY) mukaisesti vähentää kansallisia kasvihuonekaasupäästöjä 16 % vuoden 2005 tasosta vuoteen 2020 mennessä. Tavoitteen saavuttamiseksi on toteutettava päästövähennystoimia ja työssä tarkastellaan, miten tavoite voidaan saavuttaa mahdollisimman pienin kustannuksin. Päästövähennyskeinoilla saavutettavien päästövähennysten määrään ja niiden kustannuksiin liittyy epävarmuutta, minkä vuoksi toteutettavista päästövähennyskeinoista koostuvalla portfoliolla on riski ylittää asetettu tavoite tai ennalta arvioidut kustannukset. Työssä muodostettiin stokastinen optimointimalli, jonka avulla etsittiin kokonaiskustannukset minimoivia, itsenäisistä päästövähennyskeinoista ja niiden aloitusajankohdista koostuvia portfolioita eri päästövähennystasoilla. Portfolioilla saavutettaviin päästövähennyksiin ja kustannuksiin liittyviä epävarmuuksia tutkittiin tilanteissa, joissa päästövähennykset tulee tehdä joko kansallisin vähennystoimin tai voidaan lisäksi käydä muiden jäsenmaiden kanssa kauppaa päästökiintiöillä. Tuloksista havaittiin, että kokonaiskustannukset olivat noin 10 % pienempiä, mikäli ei-PKS-päästökauppaa voitiin käydä, mutta kustannuksiin liittyvät riskit olivat huomattavasti suuremmat. Lisäksi työssä tutkittiin, millaiset keinot sisältyvät tehokkaisiin portfolioihin ja milloin ne on optimaalista toteuttaa. Tuloksista erottuivat keinot, jotka toteutuivat lähes aina ja keinot, joita tehokkaissa portfoliossa toteutetaan erittäin harvoin. Tämä johtuu siitä, että kokonaiskustannusten minimoinnin vuoksi valitaan toteutettavaksi keinoja, joiden marginaaliset vähennyskustannukset ovat mahdollisimman pieniä. Jos ei-PKS-päästökauppaa ei voida käydä, nousevat marginaaliset vähennyskustannukset päästövähennysten määrän funktiona. Toisaalta jos ei-PKS-päästökauppaa voidaan käydä, voidaan estää marginaalisten vähennyskustannusten kasvu siten, ettei se ylitä päästökiintiön hintaa. Tällöin päästökiintiöillä käytävä kauppa muuttaa toteutettavaksi valittujen keinojen joukkoa. Lisäksi toimien aloitusajankohta muuttuu, koska mallissa kustannusten minimointi tehdään niiden nykyarvon perusteella. Eri tilanteita vastaaville optimiportfolioille tehtiin herkkyysanalyysi tutkimalla erikseen kustannuksia ja saavutettavia päästövähennyksiä. Molemmissa tilanteissa portfoliolla saavutettavien päästövähennysten epävarmuuteen vaikuttivat eniten samat tekijät, mutta kustannuksiin vaikuttavat tekijät olivat erilaiset eri tilanteissa.

KW - climate change mitigation

KW - non-emission trading sector

KW - stochastic optimization

M3 - Report

T3 - VTT Working Papers

BT - Suomen kansallisten päästövähennystoimien epävarmuuksien ja riskien arviointi

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Hast A, Ekholm T, Savolainen I. Suomen kansallisten päästövähennystoimien epävarmuuksien ja riskien arviointi. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 2011. 49 p. (VTT Working Papers; No. 165).