Assessing the Competitiveness of Renewable Power Plants in Iran’s Electricity Market under Renewable Energy Certificates (REC) and Power Plant Fuel Price Reform (PFR): A Stackelberg Game Theory Approach

Document Type : Research Paper

Authors

Department of Economics, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran.

Abstract

In an electricity market where hidden fuel subsidies have strengthened the position of thermal power plants and the lack of stable support mechanisms has constrained renewable growth, this study evaluates the impact of implementing two complementary policies, Power Plant Fuel Price Reform (PFR) and Renewable Energy Certificates (REC), on the competitiveness of renewable generation units in Iran. A theoretical framework based on Stackelberg game theory is developed, with the thermal plant as leader and the renewable plant as follower. To validate the model, sensitivity analysis and Monte Carlo simulation are employed. Two scenarios are analyzed: competition between a conventional thermal unit and a solar plant, and between a thermal unit and a wind plant. Since a formal REC market has not been established in Iran, REC price is estimated using the Levelized Cost of Electricity Gap (LCOE–Gap) approach, reflecting the difference between renewable costs and expected market price. The results show that PFR raises the marginal cost of thermal generation, reducing its output and profit. REC enhances both output and profitability of renewable units. Combined, these policies shift market share toward renewables, increase consumer surplus, and improve social welfare. These outcomes remain robust across assumptions. The proposed model, with its behavioral clarity and calibrability, provides a tool for designing policy packages that support the transition toward a competitive, low-carbon, and equitable electricity market in Iran and other developing economies.

Keywords

Main Subjects

Article Title [Persian]

ارزیابی رقابت‌پذیری نیروگاه‌های تجدیدپذیر در بازار برق ایران تحت تأثیر گواهی تولید برق سبز (REC) و اصلاح نرخ سوخت نیروگاهی (PRF): یک رویکرد مبتنی بر تئوری بازی استکلبرگ

Authors [Persian]

  • مجید رئوف مهر
  • زین العابدین صادقی
  • سیدعبدالمجید جلایی
دانشکدۀ مدیریت و اقتصاد، دانشگاه شهیدباهنر کرمان، کرمان، ایران.
Abstract [Persian]

در بستر بازاری که یارانه‌های پنهان سوخت جایگاه نیروگاه‌های حرارتی را تقویت کرده و نبود سازوکارهای پایدار حمایتی رشد تجدیدپذیرها را محدود کرده است، این پژوهش اثر اجرای هم‌زمان دو سیاست «اصلاح نرخ سوخت نیروگاه‌های حرارتی» (PFR) و «گواهی تولید برق تجدیدپذیر» (REC) را بر رقابت‌پذیری واحدهای مولد برق تجدیدپذیر در ایران ارزیابی می‌کند. مدلی نظری مبتنی بر بازی استکلبرگ طراحی شده است که در آن نیروگاه حرارتی رهبر و نیروگاه تجدیدپذیر پیرو وارد تعامل استراتژیک می‌شوند. همچنین، با تعریف تابع رفاه اجتماعی مشتمل بر منافع تولیدکنندگان و مصرف‌کنندگان، هدف دولت حداکثرسازی رفاه اجتماعی در برابر اجرای دو سیاست مذکور است. برای اعتبارسنجی، از تحلیل حساسیت و شبیه‌سازی مونت‌کارلو استفاده شده و در یک سناریو رقابت بین نیروگاه سنتی و خورشیدی و در سناریوی دیگر بین نیروگاه سنتی و بادی بررسی شده است. با توجه به این‌که بازار رسمی REC در ایران شکل نگرفته، نرخ گواهی با رویکرد «شکاف هزینه نهایی تولید برق تجدیدپذیر و قیمت مورد انتظار بازار (LCOE–Gap)» برآورد شد. یافته‌ها نشان می‌دهد PFR هزینه مؤثر تولید برق حرارتی را افزایش داده و تولید و سود آن را می‌کاهد؛ REC نیز درآمد واحد تجدیدپذیر را تقویت کرده و تولید و سود آن را می‌افزاید. ترکیب این دو سیاست باعث جابه‌جایی سهم بازار به نفع تجدیدپذیرها، افزایش مازاد مصرف‌کننده و بهبود رفاه اجتماعی می‌شود. مدل پیشنهادی به‌دلیل صراحت رفتاری و قابلیت کالیبراسیون، ابزار مناسبی برای طراحی بسته‌های سیاستی گذار به نظام برق رقابتی، کم‌کربن و منصفانه در ایران و سایر اقتصادهای در حال توسعه فراهم می‌کند.

Keywords [Persian]

  • تئوری بازی استکلبرگ
  • رقابت‌پذیری
  • سیاست‌های انرژی
  • گواهی تولید برق تجدیدپذیر (REC)
  • اصلاح نرخ سوخت نیروگاهی (PFR)

Files

History

  • Receive Date: 23 October 2025
  • Revise Date: 20 November 2025
  • Accept Date: 21 November 2025

Share

How to cite

Statistics