Developing a hurdle rate tool for energy sector investments: A case study on a Finnish energy company

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

School of Science | Master's thesis

Authors

Date

2025-07-07

Department

Major/Subject

Strategy

Mcode

Degree programme

Master's Programme in Industrial Engineering and Management

Language

en

Pages

106

Series

Abstract

As part of the ongoing energy transition, energy companies are increasingly faced with investment decisions related to low-carbon solutions, emerging technologies, and supporting infrastructure. The current operating environment – characterized by the complex nature of energy sector projects and technologies, as well as varying interest rates and exposure to energy price volatility – has made it challenging for energy companies to determine appropriate risk-adjusted returns on investments. The hurdle rate, i.e., the cost of capital and required return of an investment, plays a key role in shaping investment decisions. Despite its importance, the hurdle rate remains a concept with varying interpretations and no clear consensus on how it should be determined, especially for the diverse range of energy sector projects. This thesis develops a tool for estimating the hurdle rate for various energy sector investments. To design, iterate, and implement the tool, this study adopts a design science research approach. First, a generic hurdle rate framework is developed by integrating capital budgeting literature with the unique characteristics of energy sector projects. Then, external expert interviews, case company interviews and workshops, as well as quantitative market data are used to refine the initial framework into a contextual tool tailored for the case company. The final hurdle rate tool applies a CAPM-like methodology, where the traditional beta is segmented into three parts: (1) base risks, (2) merchant risks, and (3) project phase risks. These three form a risk-adjusted sensitivity factor that, together with the risk-free rate, the market risk premium, and project-specific parameters, are used to determine the hurdle rate. The tool provides the core numerical inputs, which, combined with project-specific adjustments, are used to calculate hurdle rates for a total of 24 different types of energy sector assets across various investment scenarios. The results highlight the importance of properly accounting for key risk dimensions, as overlooking factors such as merchant or construction risk could lead to neglecting up to 45–60% of the total project risk. The thesis contributes to the intersection of capital budgeting theory and real-world energy sector investment decision-making by presenting a practical modification of the CAPM and demonstrating its application in the energy sector.

Energiasiirtymän myötä energiayhtiöt kohtaavat yhä enemmän investointipäätöksiä liittyen vähähiilisiin ratkaisuihin, uusiin teknologioihin, ja tukevaan infrastruktuuriin. Nykyinen toimintaympäristö – jota leimaa energia-alan projektien ja teknologioiden monimutkaisuus sekä muuttunut korkoympäristö ja energian hinnan epävarmuus – on tehnyt riskikorjattujen tuottovaatimusten määrittämisestä haastavaa. Investointien tuottotavoite, ns. ”hurdle rate” tai pääoman kustannus, on keskeinen tekijä investointipäätöksissä. Tärkeydestään huolimatta siihen liittyvät tulkinnat vaihtelevat eikä selkeää konsensusta sen määrittämiseen ole, erityisesti kun tarkastellaan useita erilaisia energiahankkeita. Tämä diplomityö kehittää työkalun energia-alan investointien tuottotavoitteiden määrittämiseen. Työkalun kehittämisessä, iteroinnissa ja toteutuksessa hyödynnetään suunnittelutieteellistä lähestymistapaa. Ensimmäisessä vaiheessa kehitetään yleinen tuottotavoiteviitekehys yhdistämällä pääomabudjetoinnin kirjallisuus energia-alan hankkeiden erityispiirteisiin. Tämän jälkeen asiantuntijahaastattelujen, case-yrityksen haastattelujen ja työpajojen, sekä kvantitatiivisen markkinadatan avulla viitekehys jalostetaan case-yrityksen kontekstiin soveltuvaksi työkaluksi. Lopullinen tuottotavoitetyökalu hyödyntää CAP-mallin kaltaista metodologiaa, jossa beta on jaettu kolmeen osaan: (1) perusriskit, (2) hinta- ja markkinariskit sekä (3) projektivaiheen riskit. Nämä kolme muodostavat riskikertoimen, joka yhdessä riskittömän koron, markkinariskipreemion ja projektikohtaisten parametrien kanssa määrittää hankekohtaisen tuottotavoitteen. Työkalu sisältää keskeiset numeeriset komponentit. Käyttämällä näitä ja hankekohtaisia parametreja työkalu laskee tuottotavoitteet yhteensä 24 erityyppiselle energiateknologialle eri investointiskenaarioissa. Tulokset korostavat olennaisten riskitekijöiden merkitystä: jos esimerkiksi hintariski tai rakennusriski laiminlyödään, jopa 45–60 % hankkeen kokonaisriskistä voi jäädä huomioimatta. Tämä tutkimus yhdistää pääomabudjetoinnin teorian ja energia-alan investointipäätöksenteon esittelemällä käytännöllisen CAPM-variaation ja havainnollistamalla sen soveltamista energia-alalla.

Description

Supervisor

Maula, Markku

Thesis advisor

Myllymäki, Mikael

Keywords

hurdle rate, cost of capital, wacc, energy transition, energy sector, renewable energy, CAPM

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202508206670

Collections

[dipl] Perustieteiden korkeakoulu / SCI