Practical Real Options Valuation Method for Power-to-X Investments - A Case of Decarbonizing the Steel Industry

dc.contributorAalto-yliopistofi
dc.contributorAalto Universityen
dc.contributor.advisorKarimäki, Henri
dc.contributor.advisorCross, Samuel
dc.contributor.authorSipilä, Sauli
dc.contributor.schoolSähkötekniikan korkeakoulufi
dc.contributor.supervisorOliveira, Fabricio
dc.date.accessioned2022-12-18T18:07:18Z
dc.date.available2022-12-18T18:07:18Z
dc.date.issued2022-12-12
dc.description.abstractThe objective of this thesis was to apply a practical real option valuation method to study investment decisions. Real options approach was selected in this thesis, because these methods are recognized to be useful in investment appraisal cases that have significant underlying uncertainty associated with them. Further, real options analysis incorporates the value of managerial flexibility, which is something that is not included in traditional investment appraisal techniques. The results obtained in this thesis indicate that there is information that can be revealed using real options methods that is not captured with the traditional methods. This rises a follow up question: Why is that real option methods are still rarely utilized in practice? Based on the literature review conducted in this thesis, the answer seems to be that investment managers feel that real option methods are too complex to be utilized. This conclusion motivated the real option valuation method selection in this thesis to be the practical Datar-Mathews method for real option valuation. The Datar-Mathews method was implemented as Microsoft Excel spreadsheet model using an add-on of Oracle Crystal Ball software to carry out the required Monte Carlo simulations. The traditional NPV valuations and sensitivity analysis were both implemented as spreadsheet models as well. Results obtained from both approaches agree that at present time in the context of hydrogen-based steelmaking, the recommendation is to invest into the alkaline electrolyzer technology. The results also suggest that due to low maturity and substantial uncertainties related to the solid oxide electrolyzers, it is not recommended to invest into this technology. Interestingly, the results differ for the proton-exchange membrane electrolyzer technology. The real option analysis gives cautiously positive results, while the NPV valuations are all negative. Irrespective of the electrolyzer technology choice, the hydrogen-based steelmaking was found to exhibit substantial emission reduction potential compared to the traditional blast furnace process. The possible CO2 emission reduction that is achievable by changing fossil-fuels to hydrogen ranges from 40 to 97 percent. The amount depends on the type of electricity that is used and the geographical area in which the steel mill is located.en
dc.description.abstractTämän diplomityön tavoitteena oli tutkia investointipäätöksiä soveltaen käytännönläheistä reaalioptio menetelmää. Reaalioptio lähestymistapa valittiin, koska nämä menetelmät toimivat erityisen hyvin tilanteissa, joihin liittyy huomattavaa epävarmuutta. Lisäksi reaalioptio analyysi ottaa huomioon päätöksentekijöiden joustavuuden, mikä ei ole mahdollista käyttäen perinteisiä investointien arviointiin tarkoitettuja menetelmiä. Näistä havainnosta seuraa kysymys siitä, miksi reaalioptio menetelmät eivät ole yleisesti käytettyjä investointipäätöksentekijöiden keskuudessa. Kirjallisuuskatsauksen perusteella vaikuttaa siltä, että vastaus on reaalioptio menetelmien näennäinen kompleksisuus ja vaikea käytännön soveltaminen. Tästä syystä tässä diplomityössä reaalioptio menetelmäksi valikoitui käytännönläheinen Datar-Mathews menetelmä. Datar-Mathews menetelmä toteutettiin Microsoft Excel laskentamallina. Excel-ohjelmistossa käytettiin lisäksi Oracle Crystal Ball nimistä laajennusosaa, jonka avulla mallissa tarvittavat Monte Carlo simulaatiot toteutettiin. Perinteiset nettonykyarvoon perustuvat laskelmat, sekä herkkyysanalyysit toteutettiin myös taulukkolaskenta malleina. Molemmat lähestymistavat tuottivat samansuuntaiset tulokset siitä, että nykyhetkenä vetypohjaisen teräksenvalmistuksen kontekstissa on suositeltavaa investoida alkalipohjaiseen elektrolyyseriteknologiaan. Tulokset osoittavat myös, että matalasta kehitysasteesta, sekä huomattavista epävarmuustekijöistä johtuen ei ole suositeltavaa investoida kiinteäoksidielektrolyysiteknologiaan. Huomionarvoista saavutetuissa tuloksissa on lisäksi se, että menetelmät tuottivat eriävät tulokset polymeerimembraanielektrolyyserien osalta. Siinä missä reaalioptio lähestymistapa tuotti varovaisen positiivisia tuloksia, perinteiseen nettonykyarvolaskentaan perustuva menetelmä tuotti ainoastaan negatiivisia tuloksia. Huolimatta siitä, mikä elektrolyysiteknologia valitaan, vetypohjainen teräksenvalmistus tuottaa huomattavasti vähemmän hiilidioksidipäästöjä verrattuna perinteiseen masuuniteknologiaan perustuvaan teräksentuotantoon. Vaihtamalla fossiiliset polttoaineet vetyyn, on mahdollista saavuttaa 40 - 97 prosentin CO2 päästövähennykset. Päästövähennyksen määrä on riippuvainen sekä käytetyn sähkön tyypistä, että terästehtaan maantieteellisestä sijainnista.fi
dc.format.extent69+5
dc.format.mimetypeapplication/pdfen
dc.identifier.urihttps://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/118351
dc.identifier.urnURN:NBN:fi:aalto-202212187093
dc.language.isoenen
dc.locationP1fi
dc.programmeMaster's Programme in Advanced Energy Solutionsfi
dc.programme.majorEnergy Systems and Marketsfi
dc.programme.mcodeELEC3048fi
dc.subject.keywordpower-to-Xen
dc.subject.keywordreal optionsen
dc.subject.keywordMonte Carlo simulationen
dc.subject.keyworddecarbonizationen
dc.titlePractical Real Options Valuation Method for Power-to-X Investments - A Case of Decarbonizing the Steel Industryen
dc.titleKäytännönläheinen Reaalioptiomenetelmä Power-to-X investointipäätösten analysointia varten - Tapaustutkimus metalliteollisuuden dekarbonisaatiostafi
dc.typeG2 Pro gradu, diplomityöfi
dc.type.ontasotMaster's thesisen
dc.type.ontasotDiplomityöfi
local.aalto.electroniconlyyes
local.aalto.openaccessyes
Files
Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
master_Sipilä_Sauli_2022.pdf
Size:
2.87 MB
Format:
Adobe Portable Document Format