Essays on Energy Markets

In the general framework of the raising global environmental concerns, the energy market is facing the challenge of decarbonization. This translates in raising shares of renewable generation, in increasing competition, and in the need of having a reliable power system with security of supply during the process of low-carbon transition. This thesis analyses some of the most relevant recent changes in the power market relatively to the European area, evaluating different measures that have been recently implemented, or whose implementation has been planned. Specifically, it investigates the role and scope of the European Union Emission Trading System, its impact on the electricity generation sector and ways in which it could be more effective; it looks upon capacity markets, and, in particular, the pricing of reliability options; and, finally, it provides tools for a dynamic interconnector valuation in the context of the growing European market integration. Each theme is analyzed using different instruments, such as real option theory, Monte Carlo analysis and stochastic control theory.

Nel contesto generale delle crescenti preoccupazioni per i problemi ambientali globali, il mercato energetico si trova a dover fronteggiare la sfida per la decarbonizzazione. Ciò si traduce in crescenti quote di produzione di energia tramite fonti rinnovabili, in crescente competizione e nella necessità di avere un sistema energetico affidabile durante la transizione verso un mercato dell’energia a minor impatto ambientale. Questa tesi analizza alcuni dei cambiamenti più rilevanti nel settore elettrico, relativamente all’area europea, valutando diverse misure che sono state messe recentemente in atto, o di cui è prevista l’implementazione. In particolare, analizza il ruolo e la portata del mercato europeo di emission trading, il suo impatto sul settore elettrico e le modalità con cui potrebbe aumentare la sua efficacia; esamina i cosiddetti mercati della capacità, e in particolare fornisce modelli per il prezzaggio di reliability options; infine, fornisce strumenti per una valutazione dinamica degli interconnettori, nel contesto di una crescente integrazione dei mercati europei. Ogni tema è trattato con strumenti differenti, quali la teoria delle opzioni reali, l’analisi Monte Carlo e la teoria del controllo stocastico.