Modes of governance for municipal energy efficiency services --The case of LED street lighting in Germany

a b s t r a c t

Energy efficiency retrofits are often impeded by high perceived investment risks, long payback periods and a lack of skills. At the municipal level these issues are particularly pronounced as procuring,

implementing, and managing retrofits can exceed existing municipal governance capacities. The diffusion of municipal LED street lighting as a replacement for conventional lighting serves as an example.This paper argues that technological (e.g. complexity and maturity), economic (e.g. selling services vs. products and financing costs), institutional (e.g. property situation and contracts) and competency barriers to retrofitting (e.g. lack of measurement capacity and qualified facilitators) translate into transaction costs. We develop a taxonomy of appropriate modes of municipal retrofitting governance based on transaction costs economics. The findings indicate that more market-based solutions, energy performance contracts in particular, can facilitate the procurement of innovative energy efficiency retrofitting solutions and associated investments among municipalities if neutral tenders, open-book accounting, municipal ownership and intermediary organisations allow municipalities to choose appropriate governance structures for particular technologies and retrofits.

Keywords

Energy efficiency

Public procurement

Energy services

Energy performance contracting

Modes of governance

LED lighting

1. Introduction

Energy efficiency is the cheapest and most effective way of addressing issues such as climate change energy security, rising energy prices and associated social implications such as fuel poverty (EC, 2014; IEA, 2014a, 2014b; IPCC, 2014). As a result of incomplete energy efficiency markets, investments in associated technologies remain below the optimal level (IEA, 2013). Consequently, the rate of adoption and diffusion is low because structures and incentives for application are missing (Jaffe et al., 2005; Schleich, 2009; Sorrell et al., 2004).

Municipalities in particular face difficulties in procuring, implementing and managing energy efficiency projects although these investments can alleviate financial constraints in the long run and help municipalities meet climate change targets (Bratt et al.,2013; Dena, 2015; Nolden et al., 2015; Radulovic et al., 2011;Schonberger, 2013; Singh et al., 2010; Testa et al., 2016). Procuring public sector energy efficiency retrofits and services through outsourcing (relational, long-term or performance-based energy contracts) may help overcome some of these barriers (Aasen et al.,2016). This process and various municipal governance options for procuring and retrofitting have received relatively little academic attention (Patari and Sinkkonen, 2014).

With energy efficiency gains of up to 90% compared to conventional lighting, LED streetlights provide a good example for the analysis of governance options of municipal energy efficiency procurement and retrofitting (Bennich et al., 2014; De Almeida et al., 2014). This paper analyses the role of different municipal governance arrangements for procuring, implementing and managing innovative energy demand reduction technologies (EUEDs) that reduce the absolute consumption of primary energy and the delivery of energy services using the example of Germany (Herring,2006; Wilson et al., 2012). Germany is a particularly interesting research setting due to its diverse municipal energy service

governance arrangements and corresponding procurement and retrofitting activities. This paper combines research on energy service markets (Bertoldi et al., 2014; Marino et al., 2011, 2010;Patari and Sinkkonen, 2014) with an analytical framework based on transaction cost economics (TCE) (Pint and Baldwin, 1997; Sorrell,2007; Toffel, 2002).

The paper argues that, in the absence of appropriate municipal (in-house) governance structures capable of diffusing EUEDs, market-based solutions such as (performance-based or relational) energyservice contracts can acceleratetheircommercialisation and diffusion. The transaction cost analysis reveals that municipal competencies represent a key factor for choosing an appropriate mode of governance for procuring and implementing EUED retrofits. Our research, which combines a longitudinal archival document analysis with 40 semi-structured interviews, addresses the following research question: What is the appropriate mode of governance for procuring and retrofitting EUEDs and delivering associated energy services in municipalities?

The remainder of this article is structured as follows: Section 2 reviews the relevant literature and introduces the theoretical framework. The research design including the qualitative research approach and the data is presented in Section 3. Section 4 displays the results which form the basis for discussion (Section 5) and conclusion (Section 6), including policy and management implications.

2. Literature review and analytical framework

2.1. Challenges facing adoption of novel end-use energy demand technologies

Compared to supply side low-carbon technologies, EUEDs have been marginalised, despite their diffusion considered essential to reach climate change targets while reducing costs and fossil-fuel dependency (Cagno and Trianni, 2014; IEA, 2014a, 2014b; Mickwitz et al., 2008; Sovacool, 2009). Wilson et al. (2012) attribute this to the nature of these technologies, such as their diversity and widespread application, small scale and low visibility. These factors hinder diffusion because they limit the individual rate of adoption (Rogers, 1995).

In general, barriers to diffusion arise from complex interdependent factors that relate to the nature of innovative techn

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文献翻译

英文题目 Modes of governance for municipal energy efficiency services -- The case of LED

street lighting in Germany

中文题目 市政能效服务模式--德国LED路灯案例

市政能效服务模式--德国LED路灯案例

摘要 经常性的投资风险很高，投资回收期长，能源效率改造往往受到阻碍并且缺乏技能。在市政一级，这些问题尤其明显，因为采购，实施和管理改造可以超过现有的市政治理能力。市政LED路灯的传播作为传统照明的替代品就是一个例子。本文认为，技术（例如复杂性和成熟度），经济（例如销售服务与产品和融资成本），机构（例如财产状况和合同）以及能力改装的障碍（例如缺乏测量能力和合格的协调人）转化为交易成本。我们制定适当的城市改造治理模式的分类法基于交易成本经济学。研究结果表明，更多的以市场为导向的解决方案，能源特别是履约合同，可以促进采购创新能源效率的回收，如果中立投标书，开放式书面交流平台统计，市政和中介组织允许市政选择特定技术和改造的适当治理结构。

关键词 能源效率 公共采购 能源服务 能源绩效承包 治理模式 LED照明

第一章 引言

能源效率是最便宜和最有效的方式解决气候变化能源安全等问题能源价格和相关的社会影响，如燃料贫穷（EC，2014;国际能源署，2014a，2014b; IPCC，2014）。由于能源效率市场不完整，相关投资技术仍然低于最佳水平（国际能源署，2013年）。因此，采用和推广的速度很低，因为缺少应用的结构和激励措施（Jaffe 等，2005;Schleich，2009; Sorrell等人，2004）。

特别是市政府在采购，实施和管理能效项目方面面临困难，尽管这些投资可以缓解长期的财政拮据并帮助各个城市实现气候变化目标（Bratt 等，2013年德纳，2015; Nolden等，2015; Radulovic 等，2011;2013年度Singh等人，2010; Testa等，2016）。通过外包（关系，长期或基于绩效的能源合同）提高公共部门的能源效率改造和服务可能有助于克服这些障碍（Aasen等，2016）。这一进程和各种市政治理方案的采购和改造方面的学术关注相对较少（Patari and Sinkkonen，2014）。

与传统照明相比，能源效率提高了90％，LED路灯为市政节能采购和改造治理选择的分析提供了一个很好的例证（Bennich等，2014; De Almeida等，2014）。本文分析了采用，实施和管理创新型能源需求减少技术（EUEDs）的不同市政治理安排的作用，该技术减少了一次能源的绝对消耗和使用德国的能源服务（Herring，2006; Wilson 等。 2012）。德国是一个非常有趣的研究环境，因为其各种市政能源服务治理安排和相应的采购和改造活动。本文结合基于交易成本经济学（TCE）的分析框架，结合了能源服务市场研究（Bertoldi等，2014; Marino等，2011,2010; Patari和Sinkkonen，2014）（Pint和Baldwin，1997; Sorrell，2007; Toffel，2002）。

该文件认为，如果没有适当的城市（内部）能够扩散EUEDs的治理结构，基于市场的解决方案（如基于绩效或关系）的能源服务合同可以加速商业化和扩散。交易成本分析显示，市场竞争力是选择适当的治理模式以采购和实施EUED改造的关键因素。我们的研究结合了纵向归档文件分析与40个半结构访谈，解决了以下研究问题：什么是采购和改造EUEDs并在市政当局提供相关能源服务的适当的治理模式？

本文的其余部分结构如下：第二部分回顾相关文献，并介绍理论框架。包括定性研究方法和数据在内的研究设计见第3节。第4节显示了作为讨论基础的结果（第5节）和结论（第6节），包括政策和管理的影响。

第二章 文献综述与分析框架

2.1 采用新型终端能源需求技术面临的挑战

与供应方的低碳技术相比，EUEDs被边缘化，尽管它们的扩散被认为是实现气候变化目标的关键，同时降低成本和化石燃料依赖性（Cagno和Trianni，2014; IEA，2014a，2014b; Mickwitz等人，2008; Sovacool，2009）。 Wilson等人（2012）将其归功于这些技术的性质，如其多样性和广泛应用，规模小，能见度低。这些因素阻碍了扩散，因为它们限制了个体采用率（Rogers，1995）。

一般来说，扩散障碍来自于与创新技术和环境外部性相关的复杂相互依存因素（见表1）。在本文中，我们区分技术，制度，经济和能力因素。技术因素包括创新技术和应用的主导设计，质量和复杂性的不确定性（Foxon和Pearson，2008; Schleich，2009; Sorrell等人，2004; van Soest和Bulte，2001）。机构障碍包括与相应基础设施投资相关的路径依赖性技术应用，当地人口接受程度不高或政策设计和行政管理批准的意外或重复变化（Foxon和Pearson，2008; Klein Woolthuis 等，2005; Wilson 等。 2012）。挥发性或人为低能源价格和缺失或不完整的碳市场是增加不确定性的扩散的经济障碍（Gallagher等，2006; Jaffe等，2005; Sorrell等，2004）。由于长期投资回收期与高额成本和节能不确定性有关（Sorrell 等，2004），投资创新型EUEDs可能无利可图。

最后，潜在用户需要增强的能力和能力来评估和实施创新的EUED（Klein Woolthuis 等。，2005; Schleich，2009; Sorrell等。，2004; Testa 等。，2016）。因此，客户经常“等待”未来的改进，不能节省当前的费用。这被称为“能源效率悖论”（van Soest和Bulte，2001）。在市一级，等待未来改善和相关积压的趋势尤为明显（Jensen等，2010）。这些因素是本文试图解决的一系列EUED（包括照明）的关键障碍（De Almeida 等，2014; Fouquet and Pearson，2006; Mills and Schleich，2014）。

2.2 EUED采购和改造的治理模式

为了应对欧盟扩散的障碍，决策者面临着一些支持需求的措施，如监管，公共采购，私人需求支持（如补贴，税收优惠）和系统性政策（例如集群）（ Edler和Georghiou，2007）。在本文中，我们特别关注公共采购与管理和执行，因为它已经被确定为传播清洁技术如EUEDs（Edler和Georghiou，2007; Edquist and Zabala-Iturriagagoitia，2012; Guerzoni and Raiteri，2015; Testa 等，2016）的关键步骤。在市政一级，决策者可以选择直接在内部采购创新解决方案，通过关系合同采购，通过长期合同或履行合同（参见表2，基于Williamson，1985）。文献强调了合同安排的设计（治理模式）关于合同期限和责任是解决风险和复杂性的关键因素，特别是在采购过程中（Hall et al。，2016; Hartmann et al。，2014; Pint and Baldwin，1997; Roehrich and Lewis，2014; Sorrell，2005）。Hartmann等人（2014年，第174页）认为，诸如市政当局等公共部门组织需要在公私合作伙伴关系（PPP）中“确定采购水平和所涉及的合同和关系挑战”，以提高经济可行性，确保适当分配风险和好处。

内部选项最大限度地提高了市政对采购的控制，以及实施和管理以及节省能源和成本的预期。然而，这一过程受到（绿色）创新产品供应商（例如与采购组织缺乏互动，过度指定的投标，缺少环境标准，采购人员能力不足以及风险管理不善等）的一系列障碍的制约在过程中（Testa等，2016年Uyarra等，2014）。

关系合同允许公共组织从提供服务的私营部门的组织效率和效率中获益，而不失去战略控制。取决于市政风险厌恶，市政府要保留战略控制的程度，其所掌握的资源以及周边的监管框架，市政府可以选择（部分）对承运商进行改造的第三方的所有权，并提供能源服务（Hannon and Bolton，2015）。关系合同在德国方面特别重要，因为许多市政当局与市政公用事业公司（MUCOs as known as Stadtwerke）有联系（Bulkeley和Kern，2006）。MUCO倾向于提供广泛的公用事业，如天然气，电力和城市废物管理。强大的本地嵌入确保这些MUCO享受近垄断大多数供应和废物流，可以为综合解决方案提供激励（Betsill和Bulkeley，2006）。

第三种替代方案是长期合同，通常与能源公司（EUCO）合作，通常在国家或国际层面从事能源发电和供应。与EUCO的长期合同与MUCO的关系合同类似，尽管城市不太可能拥有EUCO的股份。因此，EUCO不太可能提供集成解决方案（Hannon等，2013）。对于EUCO而言，等待未来改进而不是利用现有储蓄的动机对于MUCO来说也是更大的（Berlo和Wagner，2013）。关系型和长期合同都可以作为一种解决方案，例如公共部门组织，如城市，预算非常紧张（Bennett和Iossa，2006; Hartmann等，2014; Roehrich等，2014）。

最终的选择是使用能源绩效合同（EPCs）进行外包。 EPCs是能源服务公司（ESCO）通常提供的能源服务合同的子类别（Nolden等，2015; Sorrell，2007）。根据Sorrell（2007年，第507e508页），ESCO通常提供综合合同，包括能源信息和控制系统，能源审计，设备的安装，运行和维护，竞争性财务和燃料和电力采购。这些合同将能源设备的关键项目（包括激励措施）的决策权转让给保持和提高设备性能。在本文中，我们提到所有提供创新性能的商业模式，如EPCs作为ESCO的公司。 EPC可以为能源服务的一个子集提供具有成本效益的供应（Nolden等l。，2015; Sorrell，2007）。如果可以提供专门的解决方案，可能是这种情况。提供EPC的独立ESCOs往往受益于缺乏与制造商的长期合同，这可能导致对技术选择的锁定，并且它们通常会降低采购设备的成本（Helle，1997; Patari和Sinkkonen，2014; Sorrell，2007）。在EPC中，ESCO考虑控制二次能源转换和控制设备，将一次能源转换为有用能源，如采暖和照明（Sorrell，2007年，2005年）。这使ESCO能够识别，交付和维护节约（例如，照明），其成本通常低于其客户当前或预计的能源费用（Hannon等，2013; Marino等人，2011; Sorrell，2007）。

2.3 分析框架：交易成本经济学

交易成本经济学（TCE）是分析治理模式和层次与市场之间制度结构的重要理论观点（Delmas，1999; Selviaridis和Wynstra，2015; Williamson，1985）。交易成本（TC）取决于通过治理结构如何组织交易，而TCE在确定哪种治理结构对特定交易最有效时，会对管理行为做出“几个关键假设”（Pint和Baldwin，1997; Toffel，2002，第2页）。，组织中发生技术合作（Sorrell，2007年第512页）。当相同的流和/或服务来自外部提供商时，交易成本与源选择，合同管理和绩效监控，争议解决和机会主义行为相关联（Pint和Baldwin，1997; Sorrell，2007）。交易通过结构来管理，这些结构位于频谱上一级的组织（内部），另一方的现货市场（外部）和两者之间的混合机制（Pint和Baldwin，1997; Toffel，2002）。随着服务定制越来越复杂，更多的层级治理结构可能适合于允许在合同期限内对偶然性（如出现更有效的技术）进行调整（Pint和Baldwin，1997）。根据TCE，市场化，长期合同（外包）政策（内部供应）取决于相关交易（TC）和生产成本（PC）的幅度。

治理结构的选择也取决于交易的特征，因为对交易（专用）资产的投资可能会提高一些交易的效率（Pint和Baldwin，1997）。MUCO，EUCO或ESCO可能已经掌握了操作和维护（O＆M）和测量和验证（M＆V）的技能和设备，并与制造商建立了联系。获得的技能和买卖双方关系可以归类为人力资本特异性，而专门设备属于技术资产特异性。专门的资源是组织支持特定交易的程度（Pint和Baldwin，1997; Toffel，2002）。假设具有高技术资产特异性和专门资源的交易在市场交易中不太可能有效运行，因为没有投资的一方可能会威胁

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