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May 06, 2023

Überblick über das RIN-Compliance-System und die Preise für RINs für den US-Standard für erneuerbare Kraftstoffe

Der US Renewable Fuel Standard (RFS) ist der Schlüssel zum Verständnis der Richtlinie

Der US Renewable Fuel Standard (RFS) ist der Schlüssel zum Verständnis der politischen Anreize, die den Boom erneuerbarer Dieselkraftstoffe vorantreiben. In einem täglichen Artikel von farmdoc haben wir letzte Woche (17. Mai 2023) einen Überblick über das RFS gegeben, das volumetrische Vorschriften für die Beimischung von Biokraftstoffen zu Kraftstoffen für US-Landtransportfahrzeuge festlegt. Um die Einhaltung der jährlichen RFS-Vorgaben sicherzustellen, wurde das System der erneuerbaren Identifikationsnummern (RIN) geschaffen. Eine RIN steht für Biokraftstoff, der hergestellt und dem Kraftstoff für den Transport beigemischt wurde. RINs sind handelbar und der Marktpreis von RINs spielt eine zentrale Rolle für die Funktionsweise des RFS. In diesem Artikel geben wir einen Überblick über das RIN-Compliance-System und die Preisgestaltung von RINs. Beides ist wichtig, um die politischen Anreize zu verstehen, die den Boom erneuerbarer Dieselkraftstoffe vorantreiben. Dies ist der 11. einer Reihe täglicher Artikel von farmdoc über den Boom bei erneuerbarem Diesel (die vollständige Liste der Artikel finden Sie hier).

Die US-Umweltschutzbehörde (EPA) ist für den Vorschlag und die Durchsetzung jährlicher erneuerbarer Volumenverpflichtungen (RVOs) im Rahmen des RFS verantwortlich. Insbesondere wandelt die EPA die gesetzlich vorgeschriebenen Volumina, sofern vorgesehen, durch jährliche Regelsetzungen in prozentuale Standards um. Die daraus resultierenden jährlichen Prozentsatzstandards legen fest, dass für jede Gallone Erdölkraftstoff, die in den Landtransportsektor in den USA verkauft wird, ein bestimmter Bruchteil einer Gallone Biokraftstoff dem Kraftstoffvorrat für den Landtransport beigemischt werden muss.

Gemäß den RFS-Statuten müssen jährliche Mengenvorgaben für vier Kategorien von Biokraftstoffen festgelegt werden: Zellulose, Biomasse-basierter Diesel, Total Advanced (einschließlich Zellulose- und Biomasse-basierter Diesel) und erneuerbare Kraftstoffe (hier als konventionell bezeichnet). Das gesamte fortgeschrittene Mandat ist ein höheres Volumen als die Summe der Dieselmandate auf Zellulose- und Biomassebasis. Dieser Unterschied wird als undifferenzierter fortgeschrittener Auftrag bezeichnet, der durch eine Kombination qualifizierter fortschrittlicher Biokraftstoffe erfüllt werden kann. Bei herkömmlichen Biokraftstoffen wird im Allgemeinen davon ausgegangen, dass es sich um Ethanol auf Maisbasis handelt, dies ist jedoch in der RFS-Gesetzgebung nicht ausdrücklich vorgeschrieben.

Um sicherzustellen, dass die jährlichen RVOs erfüllt werden, hat die EPA ein Compliance-System auf der Grundlage von Renewable Identification Numbers (RINs) eingerichtet, bei denen es sich um elektronische Zertifikate handelt, die einer bestimmten Charge von Biokraftstoffen zugeordnet sind. Eine RIN entsteht, wenn ein qualifizierter Biokraftstoff hergestellt wird, und sie kann gekauft oder verkauft werden, sobald dieser Kraftstoff dem Kraftstoffvorrat für Landtransporte beigemischt wird. Raffinerien und Importeure von Erdölkraftstoffen sind die verpflichteten Parteien im Rahmen des RFS und können RINs durch ihre eigenen Mischbetriebe oder den Kauf von RINs auf dem Sekundärmarkt erhalten. Sobald RINs durch Mischung oder Kauf erworben wurden, können sie bei der EPA eingereicht werden („die RIN zurückziehen“), um die Konformität nachzuweisen. Für eine ausführliche Erklärung siehe Irwin und Stock (2018).

Jede der vier Kategorien von Biokraftstoffen im Rahmen des RFS hat ihre eigene RIN: D3 (Zellulose), D4 (fortschrittlicher Diesel auf Biomassebasis), D5 (fortschrittlicher Diesel auf Nichtbiomassebasis) und D6 (konventionell). Diese Kraftstoffe sind auf der Grundlage von Treibhausgasreduktionen im Lebenszyklus verschachtelt (farmdoc daily, 17. Mai 2023), sodass überschüssige D3- und D4-RINs verwendet werden können, um die D5- und D6-Anforderungen zu erfüllen, und überschüssige D3-, D4- und D5-RINs verwendet werden können um die D6-Anforderung zu erfüllen. RINs entstehen bei der Produktion oder dem Import eines qualifizierten Biokraftstoffs und werden von diesem Kraftstoff getrennt (abgetrennt), wenn sie dem Kraftstoffvorrat beigemischt oder verkauft werden. Freistehende RINs sind handelbar, sodass eine verpflichtete Partei RINs zur Einhaltung der Vorschriften erwerben kann, indem sie entweder den erneuerbaren Kraftstoff mit der beigefügten RIN kauft oder RINs auf dem sekundären RIN-Markt kauft.

Ein wichtiges Merkmal des RIN-Systems besteht darin, dass die Anzahl der pro Gallone Biokraftstoff erzeugten RINs auf dem Energieäquivalenzwert mit Ethanol basiert. Konkret erzeugt die Beimischung einer Gallone Ethanol eine RIN, die Beimischung einer Gallone FAME-Biodiesel (Fettsäuremethylester) 1,5 RINs und die Beimischung einer Gallone erneuerbarer Diesel 1,6 oder 1,7 RINs. Dementsprechend ist es notwendig, zwischen „nassen“ (tatsächlichen physikalischen) Gallonen eines Biokraftstoffs und RIN-äquivalenten Gallonen zu unterscheiden. Beispielsweise erzeugt eine nasse Gallone Biodiesel 1,5 Gallonen RIN.

Ein weiteres wichtiges Merkmal ist, dass RINs bankfähig sind. Das heißt, die in einem bestimmten Jahr generierten RINs können zur Erfüllung der Verpflichtung für dieses Kalenderjahr oder das folgende Jahr verwendet werden. Beispielsweise können im Jahr 2023 generierte RINs zur Erfüllung von Compliance-Verpflichtungen im Jahr 2023 oder 2024 verwendet werden. Die Möglichkeit, RINs zu speichern, bietet einen Puffer für Schwankungen bei Kraftstoffangebot und -nachfrage (obwohl gespeicherte RINs 20 Prozent des RVO eines bestimmten Jahres für einen Verpflichteten nicht überschreiten dürfen). Party).

Schließlich gestatten die RFS-Statuten der EPA aufgrund der Unsicherheit in Bezug auf die Herstellung von Zellulose-Ethanol, den verpflichteten Parteien Zellulose-Verzichtsgutschriften zur Verfügung zu stellen, damit sie ihren Zellulose-Verpflichtungen nachkommen können. Die Kosten für Gutschriften für den Verzicht auf Zellulose sind begrenzt und die Gutschrift kann mit einer erweiterten D5-RIN kombiniert werden, um die RVO für Zellulose zu erfüllen.

Der Preis der RINs ist für das Funktionieren des RFS von zentraler Bedeutung. Insbesondere dient der RIN-Preis dazu, Angebot und Nachfrage in Einklang zu bringen, sodass der Anteil des tatsächlich gemischten und verbrauchten erneuerbaren Kraftstoffs dem im jährlichen RVO der EPA angegebenen Anteil entspricht. Diese ausgleichende Rolle wird in den Abbildungen 1 und 2 veranschaulicht. Abbildung 1 zeigt Standardangebots- und Nachfragekurven für einen hypothetischen Biokraftstoffmarkt. In diesem Fall liegt die vorgeschriebene Menge QM unter der Marktgleichgewichtsmenge Q*. Da das Wettbewerbsgleichgewicht dazu führt, dass mehr Biokraftstoff verbraucht wird, als das Mandat vorschreibt, ist das Mandat wirtschaftlich „unverbindlich“. Da zur Erfüllung des Mandats kein zusätzlicher Anreiz erforderlich ist, beträgt der RIN-Preis theoretisch Null.

Dem in Abbildung 1 dargestellten unverbindlichen Mandat wird in Abbildung 2 ein verbindliches Mandat gegenübergestellt. Hier liegt die vorgeschriebene Menge QM über der Marktgleichgewichtsmenge Q*. Um Anreize für die Produktion bei QM zu schaffen, muss den Produzenten ein höherer Preis angeboten werden, Ps. Gleichzeitig muss den Verbrauchern ein niedrigerer Preis (PD) angeboten werden, um die höhere Mandatsmenge zu konsumieren. Das Ergebnis ist ein Keil zwischen Angebotspreis und Nachfragepreis, der dem Marktwert bzw. Preis der RIN entspricht. Der Preis der RIN stellt den nötigen Anreiz dar, um Produktion und Verbrauch in der vorgeschriebenen Menge durchzusetzen.

Es stellt sich immer noch die Frage, wer letztendlich für die zusätzlichen Kosten aufkommt, die erforderlich sind, um Anreize für Produktion und Verbrauch in der in Abbildung 2 angegebenen, über dem Gleichgewicht liegenden Menge zu schaffen. Dies wird durch die „Durchleitung“ der RIN-Kosten durch den Landtransportkraftstoff bestimmt Lieferkette und die Kosten des Biokraftstoffs im Vergleich zum Erdölkraftstoff, den er ersetzt. Ausführliche Diskussionen zu diesem Thema finden sich in Knittel, Meiselman und Stock (2017), Irwin und Stock (2018) sowie Lade und Bushnell (2019).

Wir gehen nun von einer konzeptionellen Demonstration der RIN-Preisgestaltung zur Analyse der tatsächlichen RIN-Preisgestaltung über, wobei der Schwerpunkt auf D4-„Biodiesel“-RINs liegt. Wie oben erwähnt, handelt es sich bei D4-RINs technisch gesehen um „Diesel auf Biomassebasis“-RINs, die potenziell eine Vielzahl von Biokraftstoffen repräsentieren, darunter FAME-Biodiesel, erneuerbarer Diesel und erneuerbares Heizöl. Eine in der Branche übliche Kurzformel ist die Bezeichnung von D4-RINs als Biodiesel-RINs, und wir werden dieser Terminologie hier folgen. Unsere Analyse der D4-RIN-Preise basiert aus drei Gründen auf den FAME-Biodieselpreisen. Erstens war FAME-Biodiesel fast während der gesamten Geschichte des RFS die marginale („letzte“) Gallone zur Erfüllung des Biomasse-Diesel-Mandats. Zweitens war FAME-Biodiesel während des größten Teils der RFS-Geschichte auch die marginale Gallone zur Erfüllung der undifferenzierten fortgeschrittenen und konventionellen Anforderungen, was bedeutet, dass Biodiesel eine Schlüsselrolle bei der Festlegung der Höhe nicht nur der D4-RIN-Preise, sondern auch der D5- und D6-Preise spielt . Drittens sind Marktpreise für FAME-Biodiesel leicht verfügbar.

Das Modell, das wir zur Analyse der RIN-Preise für D4-Biodiesel verwenden, ist dasselbe partielle Gleichgewichtsökonomiemodell, das in mehreren früheren Artikeln zur RFS- und RIN-Preisgestaltung verwendet wurde (z. B. farmdoc daily, 5. April 2017; 23. August 2017, 15. Februar 2023). Das in Abbildung 3 dargestellte Modell stellt das Angebot von Biodieselherstellern und die Nachfrage von Dieselmischern auf Großhandelsebene in einem wettbewerbsintensiven Markt dar. Es ist wichtig zu beachten, dass das Angebot die Summe der inländischen und importierten Produktion darstellt. Die Angebotskurve ist nach oben geneigt, um die steigenden Grenzkosten von Biodiesel mit steigender Angebotsmenge widerzuspiegeln. Die Einzelhandelsnachfrage auf Verbraucherebene wird implizit durch einen einfachen prozentualen Aufschlag der Großhandelsnachfrage dargestellt (siehe Abbildung 3). Dies impliziert eine vollständige Weitergabe von Großhandelspreisänderungen an die Einzelhandelsebene.

Das Modell in Abbildung 3 geht außerdem davon aus, dass die Biodieselnachfrage auf dem Niveau der Preise für Diesel mit extrem niedrigem Schwefelgehalt (ULSD) vollkommen elastisch (horizontal) ist. Dies spiegelt die Annahme wider, dass Biodiesel und Diesel perfekte Substitute sind (nach Berücksichtigung des niedrigeren Energiewerts von Biodiesel) und dass Biodiesel einen ausreichend kleinen Teil des Dieselmarktes ausmacht, sodass Änderungen im BBD-Preis keinen Einfluss auf die Gesamtnachfrage nach Dieselkraftstoff haben. einschließlich etwaiger „Rebound“-Effekte (z. B. Lewis, 2016). Dies bedeutet, dass der Biodieselpreis dem ULSD-Preis entsprechen muss, damit eine positive Biodieselnachfrage besteht. Liegt der Biodieselpreis über dem ULSD-Preis, wird kein Biodiesel nachgefragt.

Das in Abbildung 3 betrachtete politische Szenario umfasst sowohl ein Mengenmandat als auch eine Steuergutschrift für Mischer. Dieses Szenario spiegelt die Situation der meisten der letzten 15 Jahre wider, als in den USA sowohl das RFS-Mandat als auch die Steuergutschrift für Mischer in Höhe von 1 US-Dollar pro Gallone in Kraft waren. Das Mandat gilt als bindend, da es ein höheres Maß an FAME-Biodieselproduktion erfordert als allein aufgrund einer Steuergutschrift (QM>Q*). Um Anreize für eine höhere Produktion zu schaffen, muss den Biodieselherstellern ein höherer Preis als der ULSD-Preis gezahlt werden. Dies bedeutet, dass die Nachfrage nach FAME-Biodiesel bei der vorgeschriebenen Menge effektiv vollkommen unelastisch wird. Die gesamte Nachfragekurve wird L-förmig, wobei der vertikale und vollkommen unelastische Teil dem Volumenmandat entspricht und der horizontale, vollkommen elastische Teil über dem Mandat dem ULSD-Preis entspricht. Die Wirkung der Steuergutschrift in diesem Szenario ist rein verteilend, da der Preis und die Menge des FAME-Biodiesels von der Steuergutschrift des Mischers nicht beeinflusst werden.

Der nasse D4-RIN-Preis im in Abbildung 3 betrachteten Richtlinienszenario lässt sich leicht berechnen. Es handelt sich einfach um die Differenz zwischen dem Biodieselpreis bei der vorgeschriebenen Menge, PBD, und dem Biodieselpreis bei der Steuergutschriftsmenge, P*BD. Dies lässt sich mathematisch wie folgt ausdrücken:

Nasser D4-RIN-Preis = PBD – (0,927*PULSD + 1),

die in Ethanoläquivalente umgewandelt werden können,

D4 RIN-Preis = [PBD – (0,927*PULSD + 1)]/1,5.

Irwin, McCormick und Stock (2020) betrachten diese letzte Beziehung als die „grundlegende“ im D4-RIN-Markt. Dies ähnelt auch dem Preismodell, das in einem früheren Artikel von farmdoc daily (23. August 2017) entwickelt wurde.

Abbildung 4 zeigt eine Anwendung dieses einfachen D4-Biodiesel-Preismodells am 4. Mai 2023. An diesem Tag betrug der Großhandelspreis für FAME-Biodiesel und ULSD in Chicago 5,53 USD bzw. 2,28 USD pro Gallone. Der energiebereinigte ULSD-Preis betrug 2,11 $ = (0,927*2,25 $). Die Vorhersage des Preismodells lautet wie folgt:

Nasser D4-RIN-Preis = 2,42 $ = 5,53 $ – (2,11 $ + 1 $),

D4 RIN-Preis 1,61 $ = 2,42 $/1,5.

Am selben Tag, dem 4. Mai 2023, betrug der gehandelte Marktpreis für D4-Biodiesel-RINs des Jahrgangs 2023 1,58 US-Dollar pro Gallone.

Um einen längerfristigen Überblick über die Genauigkeit dieses einfachen D4-Preismodells zu erhalten, zeigt Abbildung 5 die gleichen Berechnungen wie oben für jede Woche vom 3. September 2009 bis zum 4. Mai 2023. Die rote Linie in der Abbildung ist der tatsächliche D4-Biodiesel Preis, und die blaue Linie ist der vorhergesagte Preis. Während es Zeiträume gibt, in denen die Prognosen und Preise voneinander abweichen, bildet das einfache Modell die tatsächlichen D4-Marktpreise einigermaßen gut ab. Das R-Quadrat aus einer Regression der Vorhersagen zu tatsächlichen D4-Preisen beträgt 75 Prozent. Es geht uns nicht darum, dass dies das bestmögliche D4-RIN-Preismodell ist, sondern vielmehr darum, zu zeigen, dass die D4-RIN-Preise einem relativ einfachen Preisprozess folgen, der leicht zu verstehen ist. Dies bedeutet auch, dass die D4- und D5-RIN-Preise dem gleichen einfachen Preisprozess folgen, solange FAME-Biodiesel die Grenzgallone für die Einhaltung der undifferenzierten fortgeschrittenen und konventionellen Vorschriften darstellt. Schließlich finden Sie in Irwin, McCormick und Stock (2020) ein ausgefeilteres D4-Preismodell, das die Unsicherheit über den Status der Steuergutschrift des Mixers berücksichtigt.

Das Renewable Identification Number (RIN)-System gewährleistet die Einhaltung der jährlichen Vorschriften gemäß dem US Renewable Fuel Standard (RFS). Eine RIN steht für Biokraftstoff, der hergestellt und dem Kraftstoff für den Transport beigemischt wurde. Wenn ein RFS-Mandat verbindlich ist, bedeutet dies, dass die Richtlinie vorschreibt, dass mehr Biokraftstoff in die Kraftstoffversorgung eingemischt werden muss, als dies sonst der Fall wäre. Der Preis einer RIN mit einem verbindlichen Mandat ist positiv und entspricht theoretisch der Differenz zwischen dem Angebotspreis, der einen Anreiz zur Produktion in der vorgeschriebenen Menge schafft, und dem Nachfragepreis, der die Verbraucher dazu veranlasst, die vorgeschriebene Menge zu nutzen. Basierend auf dieser Erkenntnis wird ein einfaches Preismodell für den D4-Biodieselmarkt entwickelt. Trotz seiner Einfachheit erklärt das Modell 75 Prozent der Schwankungen der D4-Markt-RIN-Preise seit 2009. Dies deutet darauf hin, dass die D4-RIN-Preise einem relativ einfachen Preisprozess folgen, der leicht zu verstehen ist.

Im nächsten Artikel dieser Reihe werden die vorgeschlagenen EPA-Regeln für 2023, 2024 und 2025 sowie mögliche Auswirkungen auf die Entwicklung des Booms bei erneuerbarem Diesel untersucht.

Haftungsausschluss: Die Ergebnisse und Schlussfolgerungen in dieser Veröffentlichung stammen von den Autoren und sollten nicht als offizielle Festlegung oder Politik des USDA oder der US-Regierung interpretiert werden. Diese Arbeit wurde teilweise vom Economic Research Service des US-Landwirtschaftsministeriums unterstützt.

Gerveni, M., T. Hubbs und S. Irwin. „Biodiesel und erneuerbarer Diesel: Auf die Politik kommt es an.“ farmdoc daily (13):27, Department of Agricultural and Consumer Economics, University of Illinois at Urbana-Champaign, 15. Februar 2023.

Gerveni, M., T. Hubbs und S. Irwin. „Überblick über den US-Standard für erneuerbare Kraftstoffe.“ farmdoc daily (13):90, Department of Agricultural and Consumer Economics, University of Illinois at Urbana-Champaign, 17. Mai 2023.

Irwin, S. „Aufteilung rückwirkend wieder eingeführter Biodiesel-Steuergutschriften durch Blender und Hersteller: Zeit für eine Veränderung?“ farmdoc daily (7):62, Department of Agricultural and Consumer Economics, University of Illinois at Urbana-Champaign, 5. April 2017.

Irwin, S. und D. Gut. „Wie man über die Preise für Biodiesel-RINs unter verschiedenen Richtlinien nachdenkt.“ farmdoc daily (7):154, Department of Agricultural and Consumer Economics, University of Illinois at Urbana-Champaign, 23. August 2017.

Irwin, SH und JH Stock. „Der Standard für erneuerbare Brennstoffe: Compliance und Stakeholder-Perspektiven.“ Forschungsbericht, US Congressional Research Service, November 2018.

Irwin, SH, K. McCormack und JH Stock. „Der Preis von Biodiesel-RINs und wirtschaftliche Grundlagen.“ American Journal of Agricultural Economics 102(2020):734-752. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ajae.12014?casa_token=HANE-Y2aS44AAAAA%3AqOE8j47TZKZqDB9RdnbnuQYtb9zKu83DGqlabKfPTnCyUh9gIYABG6yYJfOERRicwLe8q22e1b1IxRbU

Knittel, CR, BS Meiselman und JH Stock. „Die Weitergabe der RIN-Preise an Kraftstoffe im Groß- und Einzelhandel im Rahmen des Standards für erneuerbare Kraftstoffe.“ Zeitschrift der Association of Environmental and Resource Economists 4(2017):1081-1119. https://www.journals.uchicago.edu/doi/full/10.1086/692071?casa_token=I0SHNZK3_HAAAAAA%3A3HJI2FKVFOAWKHKLDB1FBGQD9DKPUZFUZFUZFUGRQUFGUZKPUZ8U9GEMUMKLAWKLAGREGRAGREGRAFREGRUKDUGRAWKLAWKLAWKLAWKLAWKLAGRADREGRAWKWKTREIDDKASA_TOKE QRSS1BKHI7A

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Lewis, J. „Das RFS, der Rebound-Effekt und weitere 431 Millionen Tonnen CO2.“ Clean Air Task Force, 13. September 2016. https://www.catf.us/2016/09/the-rfs-the-rebound-effect-and-an-additional-431-million-tons-of-co2/

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