Essays on Households' Technology Choices and Long-Term Energy Use

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Business | Doctoral thesis (article-based)
Date
2017
Department
Taloustieteen laitos
Department of Economics
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Language
en
Pages
154
Series
Aalto University publication series DOCTORAL DISSERTATIONS, 38/2017
Abstract
This thesis consists of three essays on households' choice of heating technology at the moment of building a new detached house. The analyses make use of Finnish administrative registry data to study how sensitive these investments are to electricity prices and how socio-demographic characteristics of households are related to technology choices. The data link each new house to the house owner as well as local electricity prices. Identification of price impacts is based on cross-sectional variation in the price of electricity distribution.  The first essay focuses on the binary choice between central heating or direct electric heating. The latter technology fixes electricity as the source of heat whereas central heating can accommodate different energy sources. The results show that the choice of electric heating technology is sensitive to electricity prices, implying that consumers do account for future operating costs at the investment stage. The elasticity of technology choice with respect to distribution costs of electricity is estimated to be -0.63 at the average price level.  The second essay estimates households' willingness to pay higher investment costs in order to obtain reductions in the lifetime costs of heating. This essay introduces additional data on investment costs and the heat consumption of houses, and evaluates sensitivity to total annual heating costs. The results show that there is considerable heterogeneity in the valuation of future energy costs across builders, and this variance is not captured if random coefficients are used to account for heterogeneity. The estimated WTP-values are consistent with reasonable discount rates averaging 8 to 10 percent.  The third essay considers the full range of technologies available, and links household characteristics to technology choices. The findings indicate a strong importance of upfront costs and annual costs for the investment decision. Increasing electricity prices induce substitution from electric heating into wood heating and ground heat. Consequently, the CO2-emissions from heating energy production are reduced. The results suggest that some households are constrained in their ability to pay high investment costs associated with more efficient technologies. Furthermore, previous experience of house ownership is an important determinant of the technology choice, implying there may be information asymmetries between the households.

Tämä väitöskirja koostuu kolmesta esseestä, jotka käsittelevät lämmitysjärjestelmän valintaa uusissa omakotitaloissa. Tutkimuksessa selvitetään kuinka herkkiä investointipäätökset ovat sähkön hinnoille, sekä kuinka kotitalouksien ominaisuudet liittyvät lämmitysteknologian valintaan. Analyysissä hyödynnetään suomalaista rekisteriaineistoa, joka yhdistää uuden rakennuksen talon omistajan tietoihin sekä paikallisiin sähkön hintoihin.  Ensimmäinen essee tarkastelee valintaa suoran sähkölämmityksen ja vesikiertoisen lämmityksen välillä. Ekonometrisen analyysin tulokset osoittavat, että sähkön siirtohinta vaikuttaa merkittävästi suoran sähkölämmityksen valintatodennäköisyyteen. Kuluttajat siis osaavat huomoida tulevaisuuden lämmityskustannukset tehdessään investointipäätöksiä. Suoran sähkölämmityksen kysyntäjousto sähkön siirtohinnan suhteen on -0.63 siirtohintojen keskitasolla.  Toisessa esseessä estimoidaan kotitalouksien halukkuus maksaa korkeampia investointikustannuksia säästääkseen vuosittaisissa lämmityskuluissa yli ajan. Rekisteriaineistoa täydennetään arvioilla lämmitysjärjestelmien investointikustannuksista sekä uusien talojen odotetusta lämmönkulutuksesta. Tulosten mukaan maksuhalukkuus vaihtelee huomattavsti yli kotitalouksien, ja tämän tunnistaminen vaatii kotitalouskohtaisia havaintoja; vaihtelu ei nouse esille simulaatiohin perustuvassa tilastollisessa analyysissä (random coefficients logit). Maksuhalukkuudesta johdettu investointikohtainen korkotaso on keskimäärin 8-10 prosenttia.  Kolmannessa esseessä tarkastellan teknologiavalinnan yhteyttä kotitalouden havaittuihin ominaisuuksiin. Tulosten mukaan sekä investointikustannukset että vuosittaiset lämmityskustannukset ovat merkittäviä investointipäätöksen tekijöitä. Sähkön hintojen nousu siirtää kysyntää sähkölämmityksestä etenkin maalämpöön ja puulämmitykseen, minkä seurauksena lämmitysenergian tuotannosta aiheutuvat CO2-päästöt vähenevät. Tulokset viittaavat siihen, että osa kotitalouksista ei voi investoida haluamaansa järjestelmään korkeiden investointikustannsten takia. Lisäksi aiempi kokemus talon omistamisesta vaikuttaa vahvasti investointipäätökseen, mikä voi olla osoitus epäsymmetrisestä informaatiosta talon rakentajien kesken.
Description
Thesis advisor
Liski, Matti, Prof., Aalto University, Department of Economics, Finland
Bagues, Manuel, Associate Prof., Aalto University, Department of Economics, Finland
Pekkarinen, Tuomas, Research Fellow, VATT Institute for Economic Research, Finland
Keywords
elasticity, electricity, households, discrete choice, energy, sähkö, kysyntäjousto, kotitaloudet, energia
Other note
Parts
  • [Publication 1]: Households’ Technology Choices and Long-Run Energy Price Sensitivity. Unpublished manuscript (Full text is available in the pdf-file of the dissertation).
  • [Publication 2]: Household Heterogeneity in Willingness to Pay for Energy Cost Reductions. Unpublished manuscript (Full text is available in the pdf-file of the dissertation).
  • [Publication 3]: Determinants of Households’ Heating Technology Investments. Unpublished manuscript (Full text is available in the pdf-file of the dissertation).
Citation