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Dissertation
The energy transition: An assessment of drivers and barriers
Abstract
Embedded in an introductory and a concluding chapter, the thesis comprises six distinct but related scientific articles. All articles contribute to a more holistic understanding of drivers and barriers of a successful energy transition. In the first part of the thesis, four articles address energy and economic efficiency in the electricity sector. These articles provide guidance for efficient regulatory policies and analyse measures seeking to increase preferences for dynamic electricity tariffs. The two articles in the second part address the effect of contextual changes on individuals' pro-environmental preferences and behavior. Both articles highlight the large potential of targeted approaches to increase pro-environmental engagement. In the first article of the thesis, we analyse the relationship between the regulatory policy “revenue decoupling” and electricity customers’ energy demand and efficiency in the U.S. electricity sector. Overall, we identify a significant negative correlation between decoupling and electricity consumption. However, the implementation year, which serves as a reference point for later price adjustments, is associated with increasing electricity demand. Therefore, our results suggest that utilities anticipate the implementation of decoupling, allowing them to partially reap the associated benefits. In the second article, we propose a universal mechanism to design dynamic electricity tariffs and analyse their capabilities to overcome households’ adoption barriers. Our results suggest that price signals should not follow the spot price, but rather predicted load pattern or the renewable energy supply to enhance German households’ monetary savings and their CO₂ emission reductions. These factors are also better suited to internalize scarcity signals from the electricity grid or negative externalities from CO₂ emissions. In the third article, we evaluate a stated choice experiment on dynamic electricity tariffs based on two representative household surveys from Germany and Japan. The experimental design allows to disentangle inter- and intraday price changes. Japanese respondents are generally more open to dynamic pricing. Interestingly, respondents are largely indifferent to the number of price changes per day, but prefer stable price pattern. Furthermore, we find highlighting the environmental benefits associated to dynamic tariffs as suitable tool to reduce households' aversions to these tariffs. In the fourth article, I use survey data to analyze the determinants of smart meter-related data privacy concerns and, based on choice experiment, whether these concerns affect households' preferences for dynamic electricity tariffs. The analysis reveals the mediating role of smart meter-related data privacy concerns for households' aversion to dynamic pricing. Furthermore, providing respondents with information on the external handling of their consumption data primarily reduces aversions of respondents with high data privacy concerns. In the fifth article, we use a survey experiment to investigate whether spatial climate messages increase the willingness to pay of cinema visitors for an inclusion of public transport fares in cinema tickets and their willingness to use public transport in case such a combined ticket is introduced. Our results show that only the global treatment increases subjects' willingness to pay compared to the local treatment and the baseline. Both treatments increase subjects' willingness to use public transport. In the sixth article, we use field experimental data to analyze the interplay between signaling or receiving social information and donors’ inherent level of altruism. We find that having the chance to set a positive example is particularly appealing to individuals with high levels of altruism, while exposure to such a social norm predominantly enhances charitable giving among low-level altruists.
Eingebettet in ein einleitendes und ein zusammenfassendes Kapitel, umfasst die Dissertation sechs eigenständige und zugleich zusammenhängende Fachartikel. Alle Artikel tragen zu einem ganzheitlichen Verständnis der Treiber und Barrieren der Energiewende bei. Im ersten Teil der Arbeit befassen sich vier Artikel mit Energie- und ökonomischer Effizienz im Stromsektor. Sie entwickeln Vorschläge für die effektive Gestaltung von Regulierungspolitik und untersuchen Maßnahmen zur Förderung der Akzeptanz von dynamischen Stromtarifen. Im zweiten Teil der Arbeit adressieren zwei Artikel die Auswirkungen von Kontextveränderungen auf umweltfreundliche Präferenzen und Verhalten. Beide verdeutlichen das Potenzial gezielter Ansätze um individuelles Umweltengagement zu steigern. Der erste Artikel der Dissertation analysiert die Beziehung zwischen der Regulierung „Revenue Decoupling“ und der Energienachfrage und -effizienz von Kunden im US-Stromsektor. Insgesamt wird eine signifikante negative Korrelation zwischen der Regulierung und dem Stromverbrauch festgestellt. Das Einführungsjahr, das zugleich als Referenz für spätere Preisanpassungen dient, ist jedoch mit einer steigenden Stromnachfrage assoziiert. Die Ergebnisse deuten an, dass Stromversorger die Einführung der Regulierung antizipieren und so von den damit verbundenen Vorteilen profitieren können. Der zweite Artikel entwickelt einen universellen Ansatz zum Erstellen dynamischer Stromtarife und untersucht inwieweit diese in der Lage sind, um Aversionen von Haushalte gegen diese zu überwinden. Es zeigt sich, dass sich Preissignale an der vorhergesagten Residuallast oder dem Angebot an erneuerbaren Energien orientieren sollten, um die monetären Einsparungen und CO₂ Reduktionen der Haushalte zu erhöhen. Zudem sind diese Faktoren besser geeignet, um Knappheitssignale aus dem Stromnetz oder negative externe Effekte von CO₂ Emissionen zu internalisieren. Der dritte Artikel wertet ein Auswahlexperiment zu dynamischen Stromtarifen aus. Dieses wurde in repräsentativen Haushaltsbefragungen in Japan und Deutschland implementiert. Das verwendete Design ermöglicht es, tagesübergreifende und untertägige Preisänderungen zu unterscheiden. Während japanische Befragte generell offener für häufige Preisanpassungen sind, sind die Befragten beider Länder weitestgehend indifferent bzgl. der Anzahl untertägiger Preisanpassungen. Zudem zeigt sich das Hervorheben der mit dynamischen Tarifen verbundenen Umweltvorteile als ein geeignetes Instrument, um die Abneigungen von Haushalten gegenüber diesen Tarifen zu verringern. Der vierte Artikel analysiert anhand von Umfragedaten die Determinanten von Datenschutzbedenken gegenüber Smart Metern und, basierend auf einem Auswahlexperiment, ob diese Bedenken die Präferenzen von Haushalte für dynamische Stromtarife beeinflussen. Die Auswertung zeigt, dass Datenschutzbedenken eine zentrale Rolle für die Abneigung der Haushalte gegenüber dynamischen Tarifen spielen. Insbesondere für Personen mit hohen Bedenken lassen sich diese Aversionen durch die Bereitstellung von Informationen bzgl. des Umgangs mit ihren Verbrauchsdaten reduzieren. Der fünfte Artikel untersucht, ob lokale oder globale Klimabotschaften die Zahlungsbereitschaft von Kinobesuchern für die Inklusion von ÖPNV-Tickets in Kinokarten und ihre Bereitschaft zur Nutzung des ÖPNV im Falle der Einführung eines solchen Kombitickets erhöhen. Die Ergebnisse zeigen, dass nur das globale Treatment die Zahlungsbereitschaft der Probanden erhöht. Beide Treatments erhöhen dagegen die Bereitschaft der Teilnehmer öffentliche Verkehrsmittel zu nutzen. Der sechste Artikel analysiert anhand eines Feldexperimentes das heterogene Zusammenspiel zwischen dem Signalisieren oder Empfangen sozialer Informationen und dem Level an Altruismus von Spendern. Die Ergebnisse zeigen, dass die Möglichkeit, ein positives Beispiel zu geben, für Personen mit einem hohen Maß an Altruismus besonders attraktiv ist, während die Konfrontation mit einer solchen sozialen Norm vor allem das Spendeverhalten von Personen mit niedrigem Altruismus-Niveau fördert.
Citation
@phdthesis{doi:10.17170/kobra-202302097472,
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These articles provide guidance for efficient regulatory policies and analyse measures seeking to increase preferences for dynamic electricity tariffs. The two articles in the second part address the effect of contextual changes on individuals' pro-environmental preferences and behavior. Both articles highlight the large potential of targeted approaches to increase pro-environmental engagement. In the first article of the thesis, we analyse the relationship between the regulatory policy “revenue decoupling” and electricity customers’ energy demand and efficiency in the U.S. electricity sector. Overall, we identify a significant negative correlation between decoupling and electricity consumption. However, the implementation year, which serves as a reference point for later price adjustments, is associated with increasing electricity demand. Therefore, our results suggest that utilities anticipate the implementation of decoupling, allowing them to partially reap the associated benefits. In the second article, we propose a universal mechanism to design dynamic electricity tariffs and analyse their capabilities to overcome households’ adoption barriers. Our results suggest that price signals should not follow the spot price, but rather predicted load pattern or the renewable energy supply to enhance German households’ monetary savings and their CO₂ emission reductions. These factors are also better suited to internalize scarcity signals from the electricity grid or negative externalities from CO₂ emissions. In the third article, we evaluate a stated choice experiment on dynamic electricity tariffs based on two representative household surveys from Germany and Japan. The experimental design allows to disentangle inter- and intraday price changes. Japanese respondents are generally more open to dynamic pricing. Interestingly, respondents are largely indifferent to the number of price changes per day, but prefer stable price pattern. Furthermore, we find highlighting the environmental benefits associated to dynamic tariffs as suitable tool to reduce households' aversions to these tariffs. In the fourth article, I use survey data to analyze the determinants of smart meter-related data privacy concerns and, based on choice experiment, whether these concerns affect households' preferences for dynamic electricity tariffs. The analysis reveals the mediating role of smart meter-related data privacy concerns for households' aversion to dynamic pricing. Furthermore, providing respondents with information on the external handling of their consumption data primarily reduces aversions of respondents with high data privacy concerns. In the fifth article, we use a survey experiment to investigate whether spatial climate messages increase the willingness to pay of cinema visitors for an inclusion of public transport fares in cinema tickets and their willingness to use public transport in case such a combined ticket is introduced. Our results show that only the global treatment increases subjects' willingness to pay compared to the local treatment and the baseline. Both treatments increase subjects' willingness to use public transport. In the sixth article, we use field experimental data to analyze the interplay between signaling or receiving social information and donors’ inherent level of altruism. We find that having the chance to set a positive example is particularly appealing to individuals with high levels of altruism, while exposure to such a social norm predominantly enhances charitable giving among low-level altruists. Eingebettet in ein einleitendes und ein zusammenfassendes Kapitel, umfasst die Dissertation sechs eigenständige und zugleich zusammenhängende Fachartikel. Alle Artikel tragen zu einem ganzheitlichen Verständnis der Treiber und Barrieren der Energiewende bei. Im ersten Teil der Arbeit befassen sich vier Artikel mit Energie- und ökonomischer Effizienz im Stromsektor. Sie entwickeln Vorschläge für die effektive Gestaltung von Regulierungspolitik und untersuchen Maßnahmen zur Förderung der Akzeptanz von dynamischen Stromtarifen. Im zweiten Teil der Arbeit adressieren zwei Artikel die Auswirkungen von Kontextveränderungen auf umweltfreundliche Präferenzen und Verhalten. Beide verdeutlichen das Potenzial gezielter Ansätze um individuelles Umweltengagement zu steigern. Der erste Artikel der Dissertation analysiert die Beziehung zwischen der Regulierung „Revenue Decoupling“ und der Energienachfrage und -effizienz von Kunden im US-Stromsektor. Insgesamt wird eine signifikante negative Korrelation zwischen der Regulierung und dem Stromverbrauch festgestellt. Das Einführungsjahr, das zugleich als Referenz für spätere Preisanpassungen dient, ist jedoch mit einer steigenden Stromnachfrage assoziiert. Die Ergebnisse deuten an, dass Stromversorger die Einführung der Regulierung antizipieren und so von den damit verbundenen Vorteilen profitieren können. Der zweite Artikel entwickelt einen universellen Ansatz zum Erstellen dynamischer Stromtarife und untersucht inwieweit diese in der Lage sind, um Aversionen von Haushalte gegen diese zu überwinden. Es zeigt sich, dass sich Preissignale an der vorhergesagten Residuallast oder dem Angebot an erneuerbaren Energien orientieren sollten, um die monetären Einsparungen und CO₂ Reduktionen der Haushalte zu erhöhen. Zudem sind diese Faktoren besser geeignet, um Knappheitssignale aus dem Stromnetz oder negative externe Effekte von CO₂ Emissionen zu internalisieren. Der dritte Artikel wertet ein Auswahlexperiment zu dynamischen Stromtarifen aus. Dieses wurde in repräsentativen Haushaltsbefragungen in Japan und Deutschland implementiert. Das verwendete Design ermöglicht es, tagesübergreifende und untertägige Preisänderungen zu unterscheiden. Während japanische Befragte generell offener für häufige Preisanpassungen sind, sind die Befragten beider Länder weitestgehend indifferent bzgl. der Anzahl untertägiger Preisanpassungen. Zudem zeigt sich das Hervorheben der mit dynamischen Tarifen verbundenen Umweltvorteile als ein geeignetes Instrument, um die Abneigungen von Haushalten gegenüber diesen Tarifen zu verringern. Der vierte Artikel analysiert anhand von Umfragedaten die Determinanten von Datenschutzbedenken gegenüber Smart Metern und, basierend auf einem Auswahlexperiment, ob diese Bedenken die Präferenzen von Haushalte für dynamische Stromtarife beeinflussen. Die Auswertung zeigt, dass Datenschutzbedenken eine zentrale Rolle für die Abneigung der Haushalte gegenüber dynamischen Tarifen spielen. Insbesondere für Personen mit hohen Bedenken lassen sich diese Aversionen durch die Bereitstellung von Informationen bzgl. des Umgangs mit ihren Verbrauchsdaten reduzieren. Der fünfte Artikel untersucht, ob lokale oder globale Klimabotschaften die Zahlungsbereitschaft von Kinobesuchern für die Inklusion von ÖPNV-Tickets in Kinokarten und ihre Bereitschaft zur Nutzung des ÖPNV im Falle der Einführung eines solchen Kombitickets erhöhen. Die Ergebnisse zeigen, dass nur das globale Treatment die Zahlungsbereitschaft der Probanden erhöht. Beide Treatments erhöhen dagegen die Bereitschaft der Teilnehmer öffentliche Verkehrsmittel zu nutzen. Der sechste Artikel analysiert anhand eines Feldexperimentes das heterogene Zusammenspiel zwischen dem Signalisieren oder Empfangen sozialer Informationen und dem Level an Altruismus von Spendern. 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