Modelling electricity and emission markets

O panorama global da energia está a passar por uma transformação impulsionada por políticas ambientais ambiciosas destinadas a mitigar as alterações climáticas e promover fontes de energia renovável. O Protocolo de Quioto e o Sistema de Comércio de Licenças de Emissão (CELE) desempenharam papéis centrais na remodelação dos mercados de energia e na fixação de preços para licenças de emissão. Esta tese aborda a modelação matemática dos mercados de energia e das licenças de emissão de $\text{CO}_2$, utilizando equações diferenciais estocásticas "forward-backward" (FBSDEs) para desvendar mecanismos complexos de fixação de preços. A pesquisa tem dois objetivos-chave. Em primeiro lugar, visa derivar equações diferenciais parciais (EDPs) fundamentais para a fixação de preços de licenças de emissão dentro do modelo padrão e do modelo conjunto. Estas EDPs servem como base para análises subsequentes. Em segundo lugar, a tese procura desenvolver métodos numéricos eficientes, incluindo esquemas de diferenças finitas e esquemas finitos de direção alternada, para resolver estas EDPs, permitindo a interpretação das dinâmicas de fixação de preços do mundo real. Os resultados revelam a interação entre os preços das licenças de emissão, a procura de eletricidade e as emissões acumuladas, destacando a sua influência nos preços dos certificados. A análise sublinha a natureza discreta dos preços das licenças no final do período de conformidade. Além disso, o estudo enfatiza a importância da incorporação dos preços dos combustíveis fósseis no enquadramento da modelação, o que impulsiona variações nos preços iniciais das licenças. Em resumo, esta pesquisa contribui para a compreensão dos mecanismos de fixação de preços no mercado de emissões no panorama energético em evolução.