Development and application of tools for the integration of CO2 capture, utilization, storage, and removal technologies

Abstract

The transition towards climate neutrality requires profound transformations in energy systems, industrial production, and environmental policy frameworks. Although substantial progress has been achieved through renewable energy deployment, energy efficiency improvements, and emissions reduction measures, residual greenhouse gas emissions from hard-to-abate sectors remain a critical challenge. Consequently, carbon management technologies, including Carbon Capture, Utilisation and Storage (CCUS) and Carbon Dioxide Removal (CDR), have emerged as essential components of long-term climate mitigation strategies, particularly for achieving net-zero and potentially net-negative emissions pathways.Carbon dioxide (CO₂) emissions remain the primary driver of anthropogenic climate change, making their mitigation a central objective of contemporary environmental policy. Among the policy instruments developed to address this challenge, the European Union Emissions Trading System (EU ETS) represents the cornerstone of European climate policy and the world’s largest carbon market.The EU ETS operates through a cap-and-trade mechanism, where a predefined emissions cap is translated into tradable emission allowances. The resulting carbon price is intended to reflect the marginal cost of emissions reduction and create economic incentives for cost-effective decarbonisation. Since its establishment, the system has undergone several reforms aimed at strengthening price signals, improving market stability, and aligning emissions trading with increasingly ambitious climate objectives. However, achieving climate neutrality requires more than conventional mitigation strategies such as fuel switching, energy efficiency improvements, and process optimisation. The increasing importance of residual emissions has highlighted the need for carbon removal and utilisation pathways, introducing new challenges regarding the future design and functioning of emissions trading systems. CCUS technologies enable the capture of CO₂ from industrial processes or directly from the atmosphere, followed by permanent storage or utilisation in industrial applications. CDR technologies, including bioenergy with carbon capture and storage (BECCS) and direct air capture (DAC), provide the possibility of removing CO₂ from the atmosphere and are considered essential for achieving net-zero and net-negative emissions scenarios. Despite their technological potential, the integration of CCUS and CDR into carbon markets remains complex and insufficiently understood. Unlike conventional abatement technologies, carbon management technologies may both reduce emissions and generate carbon removals, creating new challenges related to carbon accounting, allowance demand, price formation, compliance behaviour, and institutional credibility. Furthermore, the relationship between carbon markets and carbon management technologies is not unidirectional. On the one hand, the economic viability of CCUS/CDR depends on adequate carbon price signals and regulatory certainty. On the other hand, expectations regarding future technological development may influence market behaviour, investment decisions, and carbon price dynamics. Therefore, understanding these interactions is essential for the future evolution of emissions trading systems. Research Gap and Objectives: The existing literature has extensively investigated the determinants of EU ETS carbon prices, focusing mainly on energy market fundamentals, commodity prices, macroeconomic conditions, regulatory interventions, and market stability mechanisms. In parallel, research on CCUS/CDR technologies has largely focused on technological feasibility, deployment pathways, and cost assessment. However, the interaction between carbon management technologies and emissions trading systems remains insufficiently explored. Three main research gaps can be identified.First, limited empirical evidence exists regarding whether CCUS/CDR-related developments are reflected in EU ETS carbon price dynamics and whether carbon prices influence expectations regarding technological investment. The market relationship between carbon management technologies and carbon markets remains largely unexplored.Second, conventional carbon price forecasting approaches primarily rely on historical carbon price behaviour, energy markets, commodity prices, and macroeconomic variables. The potential contribution of CCUS/CDR-related investment signals as forward-looking information sources has not been systematically examined. Third, the institutional integration of CCUS/CDR into emissions trading systems raises unresolved policy questions. These include the eligibility of carbon removal credits, substitution mechanisms, compliance incentives, interactions with allowance banking behaviour, and the implications for market stabilisation mechanisms such as the Market Stability Reserve (MSR).To address these gaps, the overall aim of this thesis is to develop and apply a multi-method analytical framework for assessing the integration of CCUS and CDR technologies into the EU ETS.This aim is achieved through three interrelated research objectives:1. To examine the empirical interrelations between EU ETS carbon prices and CCUS/CDR-related technological and energy market variables, in order to understand whether these systems co-evolve and whether meaningful statistical relationships exist. 2.To evaluate whether information associated with CCUS/CDR investment activity improves EU ETS carbon price forecasting performance, using econometric, machine learning, deep learning, and hybrid forecasting approaches.3.To assess alternative institutional designs for integrating CCUS/CDR technologies into the EU ETS under uncertainty, focusing on allowance price formation, compliance behaviour, allowance banking, credit utilisation, and market stability. Accordingly, the thesis addresses the following research questions: •How do CCUS and CDR technologies interact with EU ETS carbon price dynamics and related energy market variables? •Can CCUS/CDR investment-related signals improve the forecasting performance of EU ETS carbon price models? •How do alternative institutional designs affect the integration of CCUS/CDR technologies into the EU ETS under uncertainty? Methodological Framework: To answer these research questions, the thesis develops a unified analytical framework combining econometric modelling, forecasting approaches, and stochastic policy simulations. The multi-method approach reflects the complexity of carbon markets, where observed market relationships, predictive information, and future institutional choices must be analysed simultaneously. The thesis is structured around three complementary analytical dimensions. •Empirical analysis (i): Are CCUS/CDR signals already associated with EU ETS dynamics? To address this question we detrended time-series analysis, used VAR, Granger causality •Forecasting (ii): Do CCUS/CDR signals improve carbon price predictions? To address this question we built ML/DL/hybrid forecasting with augmented datasets •Policy simulation (iii): How could different integration designs affect the future EU ETS? To address this question we bult a partial equilibrium model + Monte Carlo scenario analysis Empirical Analysis of Market Interrelations (i): The first analytical dimension investigates the dynamic interrelations between EU ETS carbon prices, carbon-intensive energy and commodity markets, and indicators associated with CCUS/CDR technology developments. The empirical analysis applies a time-series econometric framework combining detrending techniques, stationarity testing, correlation analysis, Granger causality tests, and Vector Autoregression (VAR) modelling to examine statistical relationships and dynamic interactions among the examined variables. Given that EU ETS carbon prices exhibit long-term trends associated with macroeconomic conditions, regulatory interventions, and changes in allowance supply, detrending methods are applied to isolate short-term deviations from underlying trends and identify interrelation patterns among carbon prices, energy markets, and technological indicators. The analysis initially evaluates the relationship between established carbon price determinants, including fossil energy and commodity markets, and EU ETS carbon prices. Subsequently, CCUS/CDR-related indicators are incorporated into the empirical framework to assess whether emerging carbon management technology developments are statistically associated with carbon market dynamics. The objective is to determine whether CCUS/CDR-related information is already partially reflected in EU ETS carbon price behaviour and whether these technologies constitute emerging factors associated with carbon price expectations. The analysis identifies statistical relationships and potential transmission channels between technological developments and carbon markets, while recognising that observed associations do not necessarily imply direct causal effects. Carbon Price Forecasting Incorporating CCUS/CDR Information (ii): The second analytical dimension examines whether information associated with carbon management technology developments can improve the forecasting performance of EU ETS carbon price models. Building on the premise that the EU ETS carbon prices incorporate expectations regarding future abatement costs, this dimension investigates the reverse information relationship between technological transition signals and carbon emission trading market dynamics. While previous research has mainly examined how EU ETS carbon prices affect low-carbon investment and innovation decisions, this analysis evaluates whether investment-related signals from CCUS/CDR technologies can provide forward-looking information for predicting carbon price movements. To this end, different datasets are constructed, including a baseline dataset containing established carbon price determinants and an augmented dataset incorporating CCUS/CDR investment-linked proxies representing market attention towards emerging carbon management technologies. The forecasting framework applies a systematic predictor-screening and benchmarking procedure to evaluate the incremental predictive contribution of these technology-related variables. A broad range of forecasting approaches is considered, including econometric models, machine learning algorithms, deep learning architectures, and hybrid ensemble models based on stacking techniques. Forecasting performance is evaluated across alternative model specifications and forecasting horizons using multiple accuracy metrics, including mean absolute error (MAE), root mean squared error (RMSE), and mean absolute percentage error (MAPE). The methodological contribution of this dimension lies in extending conventional EU ETS price forecasting frameworks by introducing carbon management technology-related investment signals as potential forward-looking predictors and by systematically assessing their predictive value across alternative modelling approaches. The analysis evaluates whether incorporating CCUS/CDR-related information improves historical out-of-sample forecasting performance, while recognising limitations related to proxy measurement uncertainty, data frequency, and the extrapolation of historical relationships to future market conditions. Policy Design and Simulation under Uncertainty (iii): The third analytical dimension examines alternative institutional approaches for integrating CCUS/CDR mechanisms into the EU ETS through a scenario-based policy simulation framework under uncertainty. A partial equilibrium EU ETS carbon market model combined with Monte Carlo simulations is developed to evaluate how alternative CCUS/CDR integration designs affect key market outcomes, including allowance price formation, compliance behaviour, credit utilisation, allowance banking dynamics, and overall market stability. The scenario-based approach reflects the uncertainty surrounding the future role of carbon management technologies, considering that their market implications depend not only on technological deployment but also on regulatory choices governing eligibility, substitution mechanisms, and interactions with existing EU ETS balancing mechanisms. The framework compares alternative institutional configurations for integrating CCUS/CDR mechanisms into the compliance market, while maintaining identical exogenous stochastic conditions across scenarios. This allows differences in simulated outcomes to be attributed primarily to institutional design choices rather than variations in underlying uncertainty assumptions. To capture different sources of uncertainty, the simulation framework incorporates alternative stochastic specifications representing carbon market uncertainty, energy and policy-related uncertainties, and uncertainty associated with technological deployment and carbon management integration. The analysis therefore evaluates not only expected market outcomes but also the robustness of alternative policy designs across a range of possible future conditions. The methodological contribution of this dimension lies in moving beyond deterministic assessments of CCUS/CDR integration by evaluating comparative policy performance under uncertainty. Rather than identifying a single optimal integration pathway, the framework examines how institutional design choices shape the relative effectiveness and resilience of alternative approaches for incorporating carbon management technologies into the EU ETS. Main Findings: The findings demonstrate that carbon management technologies increasingly influence EU ETS dynamics through three interconnected channels: market interactions, expectation formation, and institutional design. First, the empirical analyses reveal that CCUS/CDR-related developments exhibit statistically meaningful associations with EU ETS carbon prices. These findings suggest that carbon management technologies may already be partially internalised within market expectations.Rather than representing external technological developments separate from carbon allowance markets, CCUS/CDR technologies appear to interact with traditional energy market drivers and contribute to the evolving process of carbon price formation. Second, the forecasting analysis demonstrates that investment-related information associated with CCUS/CDR technologies improves EU ETS carbon price forecasting performance. The results suggest that market participants respond not only to realised technological deployment but also to expectations regarding future technological development, investment activity, and policy commitment. The incorporation of technology-related indicators provides additional predictive value beyond conventional EU ETS carbon price determinants. Furthermore, hybrid forecasting approaches combining econometric and machine learning models achieve improved predictive performance, demonstrating the value of integrating theory-based and data-driven approaches. Third, the policy simulations demonstrate that the effectiveness of CCUS/CDR integration into the EU ETS depends fundamentally on regulatory design choices. Although uncertainty increases volatility and potential tail risks, it does not substantially alter the relative attractiveness of alternative integration mechanisms. Instead, institutional configurations determine the effects of carbon management technologies on allowance prices, banking behaviour, compliance incentives, and long-term market stability. Collectively, the results indicate that CCUS/CDR technologies should no longer be considered external complements to emissions trading systems. Instead, they increasingly constitute endogenous components of carbon market evolution, influencing prices, expectations, and institutional performance. This finding has broader implications for emerging climate technologies, as it suggests that their relevance for carbon emission trading markets may emerge prior to large-scale deployment through expectation formation and anticipatory responses among market participants. Consequently, the assessment of emerging technologies should extend beyond their technical mitigation potential and incorporate their potential interactions with existing policy instruments, investment decisions, and market dynamics. For the EU ETS, these findings suggest that future regulatory developments may need to consider CCUS/CDR technologies as potential structural elements of carbon emission trading market evolution rather than solely as additional compliance options. Their future integration could have implications for allowance demand, price formation mechanisms, and compliance strategies, emphasizing the importance of a regulatory framework that maintains environmental integrity while supporting innovation. In particular, policymakers should carefully evaluate how the recognition of carbon removals and the deployment of carbon management technologies may interact with allowance scarcity, market expectations, and long-term price signals. Scientific, Methodological, and Policy Contributions: This thesis contributes to the literature on carbon emission trading markets, technological transition, forecasting, and environmental market design. From a methodological perspective, the thesis develops a multi-method analytical framework combining econometric modelling, forecasting approaches, and stochastic policy simulations. This integrated framework enables the analysis of carbon emission trading markets from complementary perspectives: observed market interactions, predictive capability, and future policy design. A key methodological contribution is the incorporation of investment-based proxies for CCUS/CDR technologies into the EU ETS carbon price forecasting models. By integrating technology-related investment signals into conventional carbon price frameworks, the thesis provides an alternative approach for capturing emerging technological influences during periods of market transition. From a theoretical perspective, the findings challenge approaches that consider EU ETS carbon pricing and carbon management technologies as independent policy domains. The observed relationships indicate that technological development and carbon market behaviour are increasingly interconnected. The forecasting results contribute to the EU ETS carbon price formation literature by demonstrating that investment-related signals associated with carbon management technologies possess predictive value beyond traditional market determinants. The policy analysis contributes to environmental market design theory by demonstrating that institutional configurations governing technology integration may have stronger effects on market outcomes than uncertainty itself. Several policy implications emerge. First, the integration of CCUS/CDR into the EU ETS requires clear accounting frameworks, monitoring procedures, and permanence safeguards to maintain environmental integrity and market credibility. Second, policymakers should recognise that credit-based integration mechanisms may significantly influence allowance prices and banking behaviour. Therefore, assessments should consider not only short-term price effects but also intertemporal market dynamics. Third, monitoring CCUS/CDR investment trends may provide policymakers and market participants with early indicators of structural developments in carbon markets. Finally, regulatory clarity regarding carbon management technologies is essential for reducing uncertainty, encouraging investment, and facilitating orderly market adaptation. Publications of the thesis in Peer Reviewed Scientific Journals 1.Maria S. Kasidoni, Konstantinos P. Christopoulos, Maria D. Loizidou. Interrelations Between the EU ETS Carbon Price and the Associated CCU and CDR Technologies. Environmental Modeling & Assessment, (2026) 31:487–504. https://doi.org/10.1007/s10666-025-10069-3 2.Maria S. Kasidoni, Nikolaos D. Adamopoulos, Maria D. Loizidou. Forecasting EU ETS carbon prices using information on CCU/CDR technologies’ investments. Energy Strategy Reviews, (2026) 66, 102302https://doi.org/10.1016/j.esr.2026.102302 3.Maria S. Kasidoni, Nikolaos D. Adamopoulos, Maria D. Loizidou. Policy Uncertainty and Market Design for Integrating Carbon management Technologies into the EU Emissions Trading System. Environmental Science and Policy. Under peer review. Limitations and Future Research Directions: Several limitations should be acknowledged. First, the empirical analyses rely on proxy indicators representing CCUS/CDR investment activity and technological attention rather than direct measures of deployment intensity and operational performance. Although these indicators provide valuable information, they may not fully capture realised technological implementation. Second, the econometric and forecasting analyses identify statistical associations and predictive relationships rather than definitive causal mechanisms. Therefore, the findings should be interpreted as evidence of interdependence and informational relevance. Third, the policy simulations rely on simplifying assumptions regarding market behaviour, institutional implementation, and uncertainty representation. Future regulatory developments and behavioural adaptation may introduce additional complexities. Finally, data limitations associated with emerging carbon management technologies constrain the temporal scope and granularity of the analysis. Future research could extend this work through improved measures of CCUS/CDR deployment, higher-frequency market data, stronger causal identification strategies, and further investigation of credit eligibility rules, Market Stability Reserve interactions, endogenous policy adaptation mechanisms, and international experiences with carbon management integration. Conclusion: This thesis examined the integration of carbon management technologies into the EU ETS through three complementary perspectives: empirical interrelations, forecasting performance, and policy design under uncertainty. The findings demonstrate that CCUS/CDR technologies increasingly influence carbon emission trading market evolution through interconnected informational, structural, and institutional channels. Technological developments are becoming associated with the EU ETS carbon price dynamics, investment-related signals improve forecasting performance, and regulatory design determines the effectiveness of integration mechanisms. Although uncertainty remains an important factor affecting market volatility and potential risks, institutional design emerges as the decisive factor shaping future EU ETS outcomes. Overall, this thesis demonstrates that carbon management technologies are not merely additional mitigation options but increasingly endogenous components of carbon market evolution. Their successful integration into emissions trading systems will depend on appropriate regulatory frameworks capable of maintaining environmental effectiveness, economic efficiency, and market credibility while supporting the transition towards climate neutrality.

Η μετάβαση προς την κλιματική ουδετερότητα απαιτεί βαθιές μετασχηματιστικές αλλαγές στα ενεργειακά συστήματα, στη βιομηχανική παραγωγή και στα πλαίσια περιβαλλοντικής πολιτικής. Παρότι έχει σημειωθεί σημαντική πρόοδος μέσω της ανάπτυξης των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, της βελτίωσης της ενεργειακής αποδοτικότητας και της εφαρμογής μέτρων μείωσης των εκπομπών, οι εναπομένουσες εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου από τομείς με δύσκολη απανθρακοποίηση (carbon intensive sectors) εξακολουθούν να αποτελούν κρίσιμη πρόκληση. Ως εκ τούτου, οι τεχνολογίες διαχείρισης του άνθρακα, συμπεριλαμβανομένων της Δέσμευσης, Χρήσης και Αποθήκευσης Διοξειδίου του Άνθρακα (Carbon Capture, Utilisation and Storage – CCUS) και της Απομάκρυνσης Διοξειδίου του Άνθρακα (Carbon Dioxide Removal – CDR), έχουν αναδειχθεί σε βασικά στοιχεία των μακροπρόθεσμων στρατηγικών μετριασμού της κλιματικής αλλαγής, ιδιαίτερα για την επίτευξη σεναρίων μηδενικών (net-zero) και δυνητικά αρνητικών (net-negative) καθαρών εκπομπών. Οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα (CO₂) εξακολουθούν να αποτελούν τον κύριο παράγοντα της ανθρωπογενούς κλιματικής αλλαγής, καθιστώντας τον περιορισμό τους κεντρικό στόχο της σύγχρονης περιβαλλοντικής πολιτικής. Μεταξύ των μηχανισμών πολιτικής που έχουν αναπτυχθεί για την αντιμετώπιση αυτής της πρόκλησης, το Ευρωπαϊκό Σύστημα Εμπορίας Δικαιωμάτων Εκπομπών (European Union Emissions Trading System – EU ETS) αποτελεί τον ακρογωνιαίο λίθο της ευρωπαϊκής πολιτικής για το κλίμα και τη μεγαλύτερη αγορά άνθρακα παγκοσμίως.Το EU ETS λειτουργεί μέσω ενός μηχανισμού ανώτατου ορίου και εμπορίας (cap-and-trade), όπου ένα προκαθορισμένο ανώτατο όριο εκπομπών μεταφράζεται σε εμπορεύσιμα δικαιώματα εκπομπών. Η προκύπτουσα τιμή άνθρακα αποσκοπεί στην αποτύπωση του οριακού κόστους μείωσης των εκπομπών και στη δημιουργία οικονομικών κινήτρων για οικονομικά αποδοτική απανθρακοποίηση. Από τη δημιουργία του, το σύστημα έχει υποστεί σειρά μεταρρυθμίσεων με στόχο την ενίσχυση των σημάτων τιμών, τη βελτίωση της σταθερότητας της αγοράς και την ευθυγράμμιση της εμπορίας εκπομπών με ολοένα πιο φιλόδοξους κλιματικούς στόχους. Ωστόσο, η επίτευξη της κλιματικής ουδετερότητας απαιτεί περισσότερα από τις συμβατικές στρατηγικές μετριασμού, όπως η αλλαγή καυσίμου, οι βελτιώσεις ενεργειακής αποδοτικότητας και η βελτιστοποίηση παραγωγικών διεργασιών. Η αυξανόμενη σημασία των υπολειμματικών εκπομπών έχει αναδείξει την ανάγκη ανάπτυξης λύσεων απομάκρυνσης και αξιοποίησης του άνθρακα, δημιουργώντας νέες προκλήσεις σχετικά με τον μελλοντικό σχεδιασμό και τη λειτουργία των συστημάτων εμπορίας εκπομπών. Οι τεχνολογίες CCUS επιτρέπουν τη δέσμευση CO₂ από βιομηχανικές διεργασίες ή απευθείας από την ατμόσφαιρα, ακολουθούμενη από μόνιμη αποθήκευση ή αξιοποίησή του σε βιομηχανικές εφαρμογές. Οι τεχνολογίες CDR, συμπεριλαμβανομένης της βιοενέργειας με δέσμευση και αποθήκευση άνθρακα (Bioenergy with Carbon Capture and Storage – BECCS) και της άμεσης δέσμευσης από τον αέρα (Direct Air Capture – DAC), παρέχουν τη δυνατότητα απομάκρυνσης CO₂ από την ατμόσφαιρα και θεωρούνται απαραίτητες για την επίτευξη σεναρίων μηδενικών και αρνητικών καθαρών εκπομπών. Παρά το τεχνολογικό τους δυναμικό, η ενσωμάτωση των CCUS και CDR στις αγορές άνθρακα παραμένει σύνθετη και ανεπαρκώς κατανοητή. Σε αντίθεση με τις συμβατικές τεχνολογίες μείωσης εκπομπών, οι τεχνολογίες διαχείρισης του άνθρακα μπορούν τόσο να περιορίσουν τις εκπομπές όσο και να δημιουργήσουν απομακρύνσεις άνθρακα, δημιουργώντας νέες προκλήσεις που σχετίζονται με τη λογιστική καταγραφή άνθρακα, τη ζήτηση δικαιωμάτων εκπομπών, τον σχηματισμό των τιμών, τη συμπεριφορά συμμόρφωσης των συμμετεχόντων και τη θεσμική αξιοπιστία. Επιπλέον, η σχέση μεταξύ των αγορών CO2 και των τεχνολογιών διαχείρισης του CO2 δεν είναι μίας κατεύθυνσης. Από τη μία πλευρά, η οικονομική βιωσιμότητα των CCUS/CDR εξαρτάται από επαρκή σήματα τιμών άνθρακα και ρυθμιστική βεβαιότητα. Από την άλλη πλευρά, οι προσδοκίες σχετικά με τη μελλοντική τεχνολογική ανάπτυξη μπορούν να επηρεάσουν τη συμπεριφορά της αγοράς, τις επενδυτικές αποφάσεις και τη δυναμική των τιμών άνθρακα. Συνεπώς, η κατανόηση αυτών των αλληλεπιδράσεων είναι ουσιώδης για τη μελλοντική εξέλιξη των συστημάτων εμπορίας εκπομπών. Ερευνητικό Κενό και Στόχοι: Η υφιστάμενη βιβλιογραφία έχει διερευνήσει εκτενώς τους προσδιοριστικούς παράγοντες των τιμών άνθρακα του EU ETS, εστιάζοντας κυρίως στα θεμελιώδη μεγέθη των ενεργειακών αγορών, στις τιμές εμπορευμάτων, στις μακροοικονομικές συνθήκες, στις ρυθμιστικές παρεμβάσεις και στους μηχανισμούς σταθεροποίησης της αγοράς. Παράλληλα, η έρευνα σχετικά με τις τεχνολογίες CCUS/CDR έχει επικεντρωθεί σε μεγάλο βαθμό στην τεχνολογική εφικτότητα, στις διαδρομές ανάπτυξης και στην αξιολόγηση του κόστους εφαρμογής τους. Ωστόσο, η αλληλεπίδραση μεταξύ των τεχνολογιών διαχείρισης του άνθρακα και των συστημάτων εμπορίας εκπομπών παραμένει ανεπαρκώς διερευνημένη. Μπορούν να εντοπιστούν τρία βασικά ερευνητικά κενά. Πρώτον, υπάρχουν περιορισμένα εμπειρικά στοιχεία σχετικά με το κατά πόσο οι εξελίξεις που σχετίζονται με τις τεχνολογίες CCUS/CDR αντικατοπτρίζονται στη δυναμική των τιμών CO2 του EU ETS και κατά πόσο οι τιμές επηρεάζουν τις προσδοκίες σχετικά με τις τεχνολογικές επενδύσεις. Η σχέση μεταξύ των τεχνολογιών διαχείρισης του άνθρακα και των αγορών άνθρακα παραμένει σε μεγάλο βαθμό ανεξερεύνητη. Δεύτερον, οι συμβατικές προσεγγίσεις πρόβλεψης των τιμών άνθρακα βασίζονται κυρίως στην ιστορική συμπεριφορά των τιμών άνθρακα, στις ενεργειακές αγορές, στις τιμές εμπορευμάτων και σε μακροοικονομικές μεταβλητές. Η δυνητική συμβολή των σημάτων επενδυτικής δραστηριότητας που σχετίζονται με τις τεχνολογίες CCUS/CDR, ως πηγών πληροφορίας με προγνωστικό χαρακτήρα, δεν έχει εξεταστεί συστηματικά. Τρίτον, η θεσμική ενσωμάτωση των CCUS/CDR στα συστήματα εμπορίας εκπομπών εγείρει σημαντικά και ακόμη μη επιλυμένα ερωτήματα πολιτικής. Σε αυτά περιλαμβάνονται η επιλεξιμότητα των πιστώσεων απομάκρυνσης άνθρακα, οι μηχανισμοί υποκατάστασης, τα κίνητρα συμμόρφωσης, οι αλληλεπιδράσεις με τη συμπεριφορά αποθεματοποίησης δικαιωμάτων (allowance banking), καθώς και οι επιπτώσεις στους μηχανισμούς σταθεροποίησης της αγοράς, όπως το Αποθεματικό Σταθερότητας της Αγοράς (Market Stability Reserve – MSR). Για την αντιμετώπιση αυτών των ερευνητικών κενών, ο συνολικός στόχος της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η ανάπτυξη και εφαρμογή ενός πολυμεθοδολογικού αναλυτικού πλαισίου για την αξιολόγηση της ενσωμάτωσης των τεχνολογιών CCUS και CDR στο EU ETS. Ο στόχος αυτός επιτυγχάνεται μέσω τριών αλληλένδετων ερευνητικών επιμέρους στόχων: 1.Να εξεταστούν οι εμπειρικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των τιμών άνθρακα του EU ETS και των τεχνολογικών μεταβλητών που σχετίζονται με τις CCUS/CDR, καθώς και των μεταβλητών των ενεργειακών αγορών, με σκοπό την κατανόηση του κατά πόσο τα συστήματα αυτά εξελίσσονται από κοινού και εάν υφίστανται ουσιαστικές στατιστικές σχέσεις μεταξύ τους. 2.Να αξιολογηθεί κατά πόσο οι πληροφορίες που σχετίζονται με την επενδυτική δραστηριότητα στις τεχνολογίες CCUS/CDR βελτιώνουν την απόδοση πρόβλεψης των τιμών άνθρακα του EU ETS, μέσω της εφαρμογής οικονομετρικών μοντέλων, μοντέλων μηχανικής μάθησης, βαθιάς μάθησης και υβριδικών προσεγγίσεων πρόβλεψης. 3.Να αξιολογηθούν εναλλακτικοί θεσμικοί σχεδιασμοί για την ενσωμάτωση των τεχνολογιών CCUS/CDR στο EU ETS υπό συνθήκες αβεβαιότητας, με έμφαση στον σχηματισμό των τιμών δικαιωμάτων εκπομπών, στη συμπεριφορά συμμόρφωσης, στην αποθεματοποίηση δικαιωμάτων, στη χρήση πιστώσεων και στη σταθερότητα της αγοράς.Κατά συνέπεια, η διατριβή εξετάζει τα ακόλουθα ερευνητικά ερωτήματα: •Πώς αλληλεπιδρούν οι τεχνολογίες CCUS και CDR με τη δυναμική των τιμών CO2 του EU ETS και με τις σχετικές μεταβλητές των ενεργειακών αγορών; •Μπορούν τα σήματα που σχετίζονται με επενδύσεις στις τεχνολογίες CCUS/CDR να βελτιώσουν την απόδοση πρόβλεψης των μοντέλων τιμών άνθρακα του EU ETS; •Πώς επηρεάζουν οι εναλλακτικοί θεσμικοί σχεδιασμοί την ενσωμάτωση των τεχνολογιών CCUS/CDR στο EU ETS υπό συνθήκες αβεβαιότητας; Μεθοδολογικό Πλαίσιο: Για την απάντηση των ερευνητικών ερωτημάτων, η παρούσα διδακτορική διατριβή αναπτύσσει ένα ολοκληρωμένο αναλυτικό πλαίσιο, το οποίο συνδυάζει οικονομετρική μοντελοποίηση, προσεγγίσεις πρόβλεψης και στοχαστικές προσομοιώσεις πολιτικής.Η προσέγγιση που φέρει πολλαπλές μεθόδους αντανακλά την πολυπλοκότητα των αγορών CO2, στις οποίες οι παρατηρούμενες σχέσεις μεταξύ των μεταβλητών της αγοράς, οι πληροφορίες με προγνωστικό περιεχόμενο και οι μελλοντικές θεσμικές επιλογές πρέπει να αναλύονται ταυτόχρονα. Η διατριβή οργανώνεται γύρω από τρεις συμπληρωματικές αναλυτικές διαστάσεις: •Εμπειρική ανάλυση (i): Συνδέονται ήδη τα σήματα που σχετίζονται με τις CCUS/CDR με τη δυναμική του EU ETS; Για το σκοπό αυτό πραγματοποιήθηκε ανάλυση χρονοσειρών μετά την αφαίρεση τάσης (detrended time-series analysis), μοντέλο Διανυσματικής Αυτοπαλινδρόμησης (Vector Autoregression – VAR), έλεγχος αιτιότητας Granger •Πρόβλεψη (ii): Βελτιώνουν τα σήματα που σχετίζονται με τις CCUS/CDR τις προβλέψεις των τιμών CO2; Για το σκοπό αυτό στοιχειοθετήθηκαν μοντέλα πρόβλεψης μηχανικής μάθησης (Machine Learning – ML), βαθιάς μάθησης (Deep Learning – DL) και υβριδικές προσεγγίσεις πρόβλεψης με επαυξημένα σύνολα δεδομένων. •Προσομοίωση πολιτικής (iii): Πώς θα μπορούσαν διαφορετικοί σχεδιασμοί ενσωμάτωσης να επηρεάσουν το μελλοντικό EU ETS; Για το σκοπό αυτό δημιουργήθηκε μοντέλο μερικής ισορροπίας (Partial Equilibrium Model) σε συνδυασμό με ανάλυση σεναρίων μέσω προσομοιώσεων Monte Carlo. Συνολικά, το μεθοδολογικό πλαίσιο επιδιώκει να εξετάσει την ενσωμάτωση των τεχνολογιών CCUS/CDR στο EU ETS από τρεις διαφορετικές αλλά αλληλοσυμπληρούμενες οπτικές: (i) την εμπειρική διερεύνηση των υφιστάμενων σχέσεων μεταξύ τεχνολογικών εξελίξεων και δυναμικής της αγοράς άνθρακα, (ii) την αξιολόγηση της πληροφοριακής αξίας των σημάτων CCUS/CDR για τη βελτίωση των προβλέψεων τιμών CO2και (iii) την εκτίμηση των πιθανών επιπτώσεων εναλλακτικών θεσμικών σχεδιασμών στο μέλλον του EU ETS υπό συνθήκες αβεβαιότητας. Εμπειρική Ανάλυση των Αλληλεπιδράσεων της Αγοράς (i): Η πρώτη αναλυτική διάσταση διερευνά τις δυναμικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των τιμών άνθρακα του EU ETS, των ενεργειακών αγορών και των αγορών εμπορευμάτων υψηλής έντασης άνθρακα, καθώς και των δεικτών που σχετίζονται με την ανάπτυξη των τεχνολογιών CCUS/CDR. Η εμπειρική ανάλυση εφαρμόζει ένα οικονομετρικό πλαίσιο χρονοσειρών, το οποίο συνδυάζει τεχνικές αφαίρεσης τάσης (detrending), ελέγχους στασιμότητας, ανάλυση συσχέτισης, ελέγχους αιτιότητας Granger και μοντελοποίηση μέσω Διανυσματικής Αυτοπαλινδρόμησης (Vector Autoregression – VAR), με στόχο την εξέταση των στατιστικών σχέσεων και των δυναμικών αλληλεπιδράσεων μεταξύ των υπό εξέταση μεταβλητών. Δεδομένου ότι οι τιμές CO2 του EU ETS παρουσιάζουν μακροχρόνιες τάσεις που συνδέονται με μακροοικονομικές συνθήκες, ρυθμιστικές παρεμβάσεις και μεταβολές στην προσφορά δικαιωμάτων εκπομπών, εφαρμόζονται μέθοδοι αφαίρεσης τάσης, προκειμένου να απομονωθούν οι βραχυχρόνιες αποκλίσεις από τις υποκείμενες τάσεις και να εντοπιστούν πρότυπα αλληλεπίδρασης μεταξύ των τιμών άνθρακα, των ενεργειακών αγορών και των τεχνολογικών δεικτών. Η ανάλυση αρχικά αξιολογεί τη σχέση μεταξύ των καθιερωμένων προσδιοριστικών παραγόντων των τιμών CO2, συμπεριλαμβανομένων των αγορών ορυκτών καυσίμων και εμπορευμάτων, και των τιμών άνθρακα του EU ETS. Στη συνέχεια, οι δείκτες που σχετίζονται με τις τεχνολογίες CCUS/CDR ενσωματώνονται στο εμπειρικό πλαίσιο, προκειμένου να αξιολογηθεί κατά πόσο οι αναδυόμενες εξελίξεις στις τεχνολογίες διαχείρισης του άνθρακα συνδέονται στατιστικά με τη δυναμική της αγοράς άνθρακα. Ο στόχος είναι να προσδιοριστεί κατά πόσο οι πληροφορίες που σχετίζονται με τις CCUS/CDR αντικατοπτρίζονται ήδη, σε κάποιο βαθμό, στη συμπεριφορά των τιμών CO2 του EU ETS και κατά πόσο οι τεχνολογίες αυτές αποτελούν αναδυόμενους παράγοντες που συνδέονται με τις προσδοκίες σχετικά με τις μελλοντικές τιμές άνθρακα. Η ανάλυση εντοπίζει στατιστικές σχέσεις και πιθανούς μηχανισμούς μετάδοσης μεταξύ τεχνολογικών εξελίξεων και αγορών εμπορίας δικαιωμάτων CO2, αναγνωρίζοντας παράλληλα ότι οι παρατηρούμενες συσχετίσεις δεν συνεπάγονται απαραίτητα άμεσες αιτιακές επιδράσεις. Πρόβλεψη Τιμών CO2 με Ενσωμάτωση Πληροφοριών που Σχετίζονται με τις CCUS/CDR (ii): Η δεύτερη αναλυτική διάσταση εξετάζει κατά πόσο οι πληροφορίες που σχετίζονται με την ανάπτυξη των τεχνολογιών διαχείρισης του άνθρακα μπορούν να βελτιώσουν την απόδοση πρόβλεψης των μοντέλων τιμών άνθρακα του EU ETS.Βασιζόμενη στην υπόθεση ότι οι τιμές CO2 του EU ETS ενσωματώνουν προσδοκίες σχετικά με το μελλοντικό κόστος μείωσης των εκπομπών, η συγκεκριμένη διάσταση διερευνά την αντίστροφη πληροφοριακή σχέση μεταξύ των σημάτων τεχνολογικής μετάβασης και της δυναμικής της αγοράς εμπορίας εκπομπών άνθρακα. Ενώ η προηγούμενη βιβλιογραφία έχει επικεντρωθεί κυρίως στη διερεύνηση του τρόπου με τον οποίο οι τιμές CO2 του EU ETS επηρεάζουν τις επενδυτικές αποφάσεις και την καινοτομία χαμηλών εκπομπών CO2, η παρούσα ανάλυση αξιολογεί κατά πόσο τα επενδυτικά σήματα που σχετίζονται με τις τεχνολογίες CCUS/CDR μπορούν να παρέχουν πληροφορίες με προγνωστικό χαρακτήρα για την πρόβλεψη των μεταβολών των τιμών άνθρακα. Για τον σκοπό αυτό, διαμορφώνονται διαφορετικά σύνολα δεδομένων, συμπεριλαμβανομένου ενός βασικού συνόλου δεδομένων (baseline dataset), το οποίο περιλαμβάνει τους καθιερωμένους προσδιοριστικούς παράγοντες των τιμών CO2, καθώς και ενός επαυξημένου συνόλου δεδομένων (augmented dataset), στο οποίο ενσωματώνονται μεταβλητές-δείκτες που συνδέονται με επενδύσεις στις τεχνολογίες CCUS/CDR και αποτυπώνουν το ενδιαφέρον της αγοράς για τις αναδυόμενες τεχνολογίες διαχείρισης του άνθρακα. Το πλαίσιο πρόβλεψης εφαρμόζει μια συστηματική διαδικασία επιλογής και αξιολόγησης των προβλεπτικών μεταβλητών, με στόχο την εκτίμηση της πρόσθετης πληροφοριακής συνεισφοράς των τεχνολογικών αυτών μεταβλητών στις προβλέψεις των τιμών CO2. Εξετάζεται ένα ευρύ φάσμα προσεγγίσεων πρόβλεψης, συμπεριλαμβανομένων οικονομετρικών μοντέλων, αλγορίθμων μηχανικής μάθησης, αρχιτεκτονικών βαθιάς μάθησης και υβριδικών μοντέλων συνδυασμού (ensemble models) που βασίζονται σε τεχνικές stacking. Η απόδοση των μοντέλων αξιολογείται για διαφορετικές προδιαγραφές μοντέλων και χρονικούς ορίζοντες πρόβλεψης, χρησιμοποιώντας πολλαπλές μετρικές ακρίβειας, όπως το μέσο απόλυτο σφάλμα (Mean Absolute Error – MAE), τη ρίζα του μέσου τετραγωνικού σφάλματος (Root Mean Squared Error – RMSE) και το μέσο απόλυτο ποσοστιαίο σφάλμα (Mean Absolute Percentage Error – MAPE). Η μεθοδολογική συνεισφορά αυτής της διάστασης έγκειται στην επέκταση των συμβατικών πλαισίων πρόβλεψης των τιμών του EU ETS μέσω της εισαγωγής επενδυτικών σημάτων που σχετίζονται με τις τεχνολογίες διαχείρισης του CO2 ως δυνητικών προβλεπτικών μεταβλητών με προοπτικό χαρακτήρα, καθώς και στη συστηματική αξιολόγηση της προβλεπτικής τους αξίας σε διαφορετικές προσεγγίσεις μοντελοποίησης. Η ανάλυση αξιολογεί κατά πόσο η ενσωμάτωση πληροφοριών που σχετίζονται με τις CCUS/CDR βελτιώνει την ιστορική απόδοση πρόβλεψης εκτός δείγματος (out-of-sample forecasting performance), λαμβάνοντας παράλληλα υπόψη περιορισμούς που σχετίζονται με την αβεβαιότητα μέτρησης των μεταβλητών-δεικτών (proxy measurement uncertainty), τη συχνότητα των διαθέσιμων δεδομένων και την πιθανή προέκταση των ιστορικών σχέσεων σε μελλοντικές συνθήκες της αγοράς. Θεσμικός Σχεδιασμός και Προσομοίωση υπό Συνθήκες Αβεβαιότητας (iii): Η τρίτη αναλυτική διάσταση εξετάζει εναλλακτικές θεσμικές προσεγγίσεις για την ενσωμάτωση μηχανισμών CCUS/CDR στο EU ETS μέσω ενός πλαισίου προσομοίωσης πολιτικής βασισμένου σε σενάρια και λαμβάνοντας υπόψη την αβεβαιότητα. Αναπτύσσεται ένα μοντέλο μερικής ισορροπίας της αγοράς άνθρακα του EU ETS, το οποίο συνδυάζεται με προσομοιώσεις Monte Carlo, με στόχο την αξιολόγηση του τρόπου με τον οποίο εναλλακτικοί σχεδιασμοί ενσωμάτωσης των CCUS/CDR επηρεάζουν βασικά αποτελέσματα της αγοράς, όπως ο σχηματισμός των τιμών δικαιωμάτων εκπομπών CO2, η συμπεριφορά συμμόρφωσης, η χρήση πιστώσεων, η δυναμική αποθεματοποίησης δικαιωμάτων (allowance banking) και η συνολική σταθερότητα της αγοράς. Η προσέγγιση που βασίζεται σε σενάρια αντανακλά την αβεβαιότητα που περιβάλλει τον μελλοντικό ρόλο των τεχνολογιών διαχείρισης του άνθρακα, δεδομένου ότι οι επιπτώσεις τους στην αγορά εξαρτώνται όχι μόνο από την τεχνολογική ανάπτυξη και την κλίμακα εφαρμογής τους, αλλά και από τις ρυθμιστικές επιλογές που καθορίζουν την επιλεξιμότητα, τους μηχανισμούς υποκατάστασης και τις αλληλεπιδράσεις τους με τους υφιστάμενους μηχανισμούς εξισορρόπησης του EU ETS.Το πλαίσιο συγκρίνει εναλλακτικές θεσμικές διαμορφώσεις για την ενσωμάτωση μηχανισμών CCUS/CDR στην αγορά συμμόρφωσης, διατηρώντας ταυτόσημες τις εξωγενείς στοχαστικές συνθήκες μεταξύ των διαφορετικών σεναρίων. Με αυτόν τον τρόπο, οι διαφορές στα αποτελέσματα των προσομοιώσεων μπορούν να αποδοθούν κυρίως στις επιλογές θεσμικού σχεδιασμού και όχι σε διαφοροποιήσεις των υποκείμενων υποθέσεων αβεβαιότητας. Για την αποτύπωση διαφορετικών πηγών αβεβαιότητας, το πλαίσιο προσομοίωσης ενσωματώνει εναλλακτικές στοχαστικές προδιαγραφές που αντιπροσωπεύουν την αβεβαιότητα της αγοράς άνθρακα, τις αβεβαιότητες που σχετίζονται με την ενέργεια και την πολιτική, καθώς και την αβεβαιότητα που αφορά την τεχνολογική ανάπτυξη και την ενσωμάτωση των τεχνολογιών διαχείρισης του CO2.Κατά συνέπεια, η ανάλυση δεν αξιολογεί μόνο τα αναμενόμενα αποτελέσματα της αγοράς, αλλά εξετάζει επίσης την ανθεκτικότητα (robustness) των εναλλακτικών σχεδιασμών πολιτικής σε ένα ευρύ φάσμα πιθανών μελλοντικών συνθηκών. Η μεθοδολογική συνεισφορά αυτής της διάστασης έγκειται στη μετάβαση πέρα από τις ντετερμινιστικές αξιολογήσεις της ενσωμάτωσης των CCUS/CDR, μέσω της συγκριτικής αξιολόγησης της απόδοσης διαφορετικών πολιτικών επιλογών υπό συνθήκες αβεβαιότητας. Αντί να προσδιορίζει μία μοναδική βέλτιστη διαδρομή ενσωμάτωσης, το πλαίσιο εξετάζει τον τρόπο με τον οποίο οι επιλογές θεσμικού σχεδιασμού διαμορφώνουν τη σχετική αποτελεσματικότητα και την ανθεκτικότητα εναλλακτικών προσεγγίσεων για την ενσωμάτωση των τεχνολογιών διαχείρισης του άνθρακα στο EU ETS. Κύρια Ευρήματα: Τα ευρήματα καταδεικνύουν ότι οι τεχνολογίες διαχείρισης του CO2 επηρεάζουν ολοένα και περισσότερο τη δυναμική του EU ETS μέσω τριών αλληλένδετων διαύλων: των αλληλεπιδράσεων της αγοράς, της διαμόρφωσης προσδοκιών και του θεσμικού σχεδιασμού. Πρώτον, οι εμπειρικές αναλύσεις αποκαλύπτουν ότι οι εξελίξεις που σχετίζονται με τις τεχνολογίες CCUS/CDR παρουσιάζουν στατιστικά σημαντικές συσχετίσεις με τις τιμές άνθρακα του EU ETS. Τα ευρήματα αυτά υποδεικνύουν ότι οι τεχνολογίες διαχείρισης του άνθρακα ενδέχεται ήδη να έχουν ενσωματωθεί, σε κάποιο βαθμό, στις προσδοκίες της αγοράς. Αντί να αποτελούν εξωτερικές τεχνολογικές εξελίξεις, ανεξάρτητες από τις αγορές δικαιωμάτων εκπομπών, οι τεχνολογίες CCUS/CDR φαίνεται να αλληλεπιδρούν με τους παραδοσιακούς προσδιοριστικούς παράγοντες των ενεργειακών αγορών και να συμβάλλουν στη δυναμική διαδικασία διαμόρφωσης των τιμών CO2. Δεύτερον, η ανάλυση πρόβλεψης καταδεικνύει ότι οι πληροφορίες που σχετίζονται με επενδύσεις στις τεχνολογίες CCUS/CDR βελτιώνουν την απόδοση πρόβλεψης των τιμών άνθρακα του EU ETS. Τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι οι συμμετέχοντες στην αγορά δεν ανταποκρίνονται μόνο στην πραγματική ανάπτυξη και εφαρμογή των τεχνολογιών, αλλά και στις προσδοκίες σχετικά με τη μελλοντική τεχνολογική εξέλιξη, την επενδυτική δραστηριότητα και τη δέσμευση της πολιτικής για την ανάπτυξη αυτών των λύσεων. Η ενσωμάτωση τεχνολογικών δεικτών παρέχει πρόσθετη προβλεπτική αξία πέραν των συμβατικών προσδιοριστικών παραγόντων των τιμών άνθρακα του EU ETS. Επιπλέον, οι υβριδικές προσεγγίσεις πρόβλεψης που συνδυάζουν οικονομετρικά μοντέλα και μοντέλα μηχανικής μάθησης επιτυγχάνουν βελτιωμένη προβλεπτική απόδοση, αναδεικνύοντας την αξία της ενσωμάτωσης θεωρητικά θεμελιωμένων και βασισμένων στα δεδομένα προσεγγίσεων. Τρίτον, οι προσομοιώσεις πολιτικής καταδεικνύουν ότι η αποτελεσματικότητα της ενσωμάτωσης των CCUS/CDR στο EU ETS εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις επιλογές ρυθμιστικού σχεδιασμού. Παρότι η αβεβαιότητα αυξάνει τη μεταβλητότητα και τους δυνητικούς κινδύνους ακραίων εξελίξεων (tail risks), δεν μεταβάλλει ουσιαστικά τη σχετική ελκυστικότητα των εναλλακτικών μηχανισμών ενσωμάτωσης. Αντίθετα, οι θεσμικές διαμορφώσεις καθορίζουν τον τρόπο με τον οποίο οι τεχνολογίες διαχείρισης του άνθρακα επηρεάζουν τις τιμές δικαιωμάτων εκπομπών, τη συμπεριφορά αποθεματοποίησης, τα κίνητρα συμμόρφωσης και τη μακροπρόθεσμη σταθερότητα της αγοράς. Συνολικά, τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι οι τεχνολογίες CCUS/CDR δεν θα πρέπει πλέον να θεωρούνται απλώς εξωτερικά συμπληρωματικά εργαλεία των συστημάτων εμπορίας εκπομπών. Αντίθετα, φαίνεται να αποτελούν ολοένα και περισσότερο ενδογενή στοιχεία της εξέλιξης των αγορών άνθρακα, επηρεάζοντας τις τιμές, τις προσδοκίες και την αποτελεσματικότητα των θεσμικών μηχανισμών. Το εύρημα αυτό έχει ευρύτερες επιπτώσεις για τις αναδυόμενες κλιματικές τεχνολογίες, καθώς υποδηλώνει ότι η σημασία τους για τις αγορές εμπορίας εκπομπών άνθρακα μπορεί να εμφανιστεί πριν από την ευρεία ανάπτυξή τους, μέσω της διαμόρφωσης προσδοκιών και των προληπτικών αντιδράσεων των συμμετεχόντων στην αγορά. Κατά συνέπεια, η αξιολόγηση των αναδυόμενων τεχνολογιών θα πρέπει να υπερβαίνει το τεχνικό δυναμικό μετριασμού των εκπομπών τους και να ενσωματώνει τις πιθανές αλληλεπιδράσεις τους με τα υφιστάμενα εργαλεία πολιτικής, τις επενδυτικές αποφάσεις και τη δυναμική των αγορών. Για το EU ETS, τα ευρήματα αυτά υποδεικνύουν ότι οι μελλοντικές ρυθμιστικές εξελίξεις ενδέχεται να χρειαστεί να αντιμετωπίσουν τις τεχνολογίες CCUS/CDR ως δυνητικά διαρθρωτικά στοιχεία της εξέλιξης της αγοράς εμπορίας εκπομπών CO2 και όχι αποκλειστικά ως πρόσθετες επιλογές συμμόρφωσης. Η μελλοντική ενσωμάτωσή τους μπορεί να έχει σημαντικές επιπτώσεις στη ζήτηση δικαιωμάτων, στους μηχανισμούς σχηματισμού τιμών και στις στρατηγικές συμμόρφωσης, υπογραμμίζοντας τη σημασία ενός ρυθμιστικού πλαισίου που διασφαλίζει την περιβαλλοντική ακεραιότητα και παράλληλα υποστηρίζει την καινοτομία. Ειδικότερα, οι υπεύθυνοι χάραξης πολιτικής θα πρέπει να αξιολογήσουν προσεκτικά τον τρόπο με τον οποίο η αναγνώριση των απομακρύνσεων άνθρακα και η ανάπτυξη τεχνολογιών διαχείρισης του άνθρακα μπορούν να αλληλεπιδράσουν με τη σπανιότητα των δικαιωμάτων εκπομπών, τις προσδοκίες της αγοράς και τα μακροπρόθεσμα σήματα τιμών. Επιστημονικές, Μεθοδολογικές και Πολιτικές Συνεισφορές: Η παρούσα διδακτορική διατριβή συμβάλλει στη βιβλιογραφία σχετικά με τις αγορές εμπορίας εκπομπών άνθρακα, την τεχνολογική μετάβαση, τις προσεγγίσεις πρόβλεψης και τον σχεδιασμό περιβαλλοντικών αγορών. Από μεθοδολογική άποψη, η διατριβή αναπτύσσει ένα πλαίσιο πολλαπλών μεθόδων που συνδυάζει οικονομετρική μοντελοποίηση, προσεγγίσεις πρόβλεψης και στοχαστικές προσομοιώσεις πολιτικής. Το ολοκληρωμένο αυτό πλαίσιο επιτρέπει την ανάλυση των αγορών εμπορίας εκπομπών άνθρακα από συμπληρωματικές οπτικές: τις παρατηρούμενες αλληλεπιδράσεις της αγοράς, την προβλεπτική ικανότητα και τον μελλοντικό σχεδιασμό πολιτικής. Μία βασική μεθοδολογική συνεισφορά αποτελεί η ενσωμάτωση μεταβλητών-δεικτών βασισμένων σε επενδυτική δραστηριότητα στις τεχνολογίες CCUS/CDR στα μοντέλα πρόβλεψης των τιμών CO2 του EU ETS. Μέσω της ενσωμάτωσης σημάτων που σχετίζονται με τεχνολογικές επενδύσεις στα συμβατικά πλαίσια πρόβλεψης τιμών CO2, η διατριβή προτείνει μια εναλλακτική προσέγγιση για την αποτύπωση της επίδρασης αναδυόμενων τεχνολογικών παραγόντων κατά τη διάρκεια περιόδων μετασχηματισμού της αγοράς. Από θεωρητική άποψη, τα ευρήματα αμφισβητούν προσεγγίσεις που αντιμετωπίζουν την τιμολόγηση άνθρακα στο EU ETS και τις τεχνολογίες διαχείρισης του άνθρακα ως ανεξάρτητα πεδία πολιτικής. Οι παρατηρούμενες σχέσεις υποδεικνύουν ότι η τεχνολογική ανάπτυξη και η συμπεριφορά των αγορών άνθρακα καθίστανται ολοένα και περισσότερο αλληλένδετες.Τα αποτελέσματα της ανάλυσης πρόβλεψης συμβάλλουν στη βιβλιογραφία σχετικά με τον σχηματισμό των τιμών άνθρακα του EU ETS, αποδεικνύοντας ότι τα επενδυτικά σήματα που σχετίζονται με τις τεχνολογίες διαχείρισης του άνθρακα διαθέτουν πρόσθετη προβλεπτική αξία πέραν των παραδοσιακών προσδιοριστικών παραγόντων της αγοράς. Η ανάλυση πολιτικής συμβάλλει στη θεωρία του σχεδιασμού περιβαλλοντικών αγορών, καταδεικνύοντας ότι οι θεσμικές διαμορφώσεις που διέπουν την ενσωμάτωση τεχνολογιών μπορεί να έχουν ισχυρότερη επίδραση στα αποτελέσματα της αγοράς από την ίδια την αβεβαιότητα. Προκύπτουν αρκετές σημαντικές επιπτώσεις για την πολιτική.Πρώτον, η ενσωμάτωση των CCUS/CDR στο EU ETS απαιτεί σαφή πλαίσια λογιστικής καταγραφής άνθρακα, διαδικασίες παρακολούθησης και διασφαλίσεις σχετικά με τη μονιμότητα των απομακρύνσεων, προκειμένου να διατηρηθούν η περιβαλλοντική ακεραιότητα και η αξιοπιστία της αγοράς. Δεύτερον, οι υπεύθυνοι χάραξης πολιτικής θα πρέπει να αναγνωρίσουν ότι οι μηχανισμοί ενσωμάτωσης που βασίζονται σε πιστώσεις άνθρακα μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά τις τιμές δικαιωμάτων εκπομπών και τη συμπεριφορά αποθεματοποίησης. Συνεπώς, οι αξιολογήσεις θα πρέπει να λαμβάνουν υπόψη όχι μόνο τις βραχυχρόνιες επιπτώσεις στις τιμές, αλλά και τη διαχρονική δυναμική της αγοράς. Τρίτον, η παρακολούθηση των τάσεων επενδύσεων στις τεχνολογίες CCUS/CDR μπορεί να παρέχει στους υπεύθυνους χάραξης πολιτικής και στους συμμετέχοντες στην αγορά πρώιμους δείκτες διαρθρωτικών εξελίξεων στις αγορές άνθρακα. Τέλος, η κανονιστική σαφήνεια σχετικά με τις τεχνολογίες διαχείρισης του άνθρακα είναι απαραίτητη για τη μείωση της αβεβαιότητας, την ενθάρρυνση των επενδύσεων και τη διευκόλυνση μιας ομαλής προσαρμογής της αγοράς.Δημοσιεύσεις της διατριβής σε επιστημονικά περιοδικά με αξιολόγηση από ομότιμους 1.Maria S. Kasidoni, Konstantinos P. Christopoulos, Maria D. Loizidou. Interrelations Between the EU ETS Carbon Price and the Associated CCU and CDR Technologies. Environmental Modeling & Assessment, (2026) 31:487–504. https://doi.org/10.1007/s10666-025-10069-3 2.Maria S. Kasidoni, Nikolaos D. Adamopoulos, Maria D. Loizidou. Forecasting EU ETS carbon prices using information on CCU/CDR technologies’ investments. Energy Strategy Reviews, (2026) 66, 102302https://doi.org/10.1016/j.esr.2026.102302 3.Maria S. Kasidoni, Nikolaos D. Adamopoulos, Maria D. Loizidou. Policy Uncertainty and Market Design for Integrating Carbon management Technologies into the EU Emissions Trading System. Environmental Science and Policy. Under peer review. Περιορισμοί και Κατευθύνσεις για Μελλοντική Έρευνα: Θα πρέπει να αναγνωριστούν ορισμένοι περιορισμοί της παρούσας διατριβής. Πρώτον, οι εμπειρικές αναλύσεις βασίζονται σε μεταβλητές-δείκτες (proxy indicators) που αποτυπώνουν την επενδυτική δραστηριότητα και το τεχνολογικό ενδιαφέρον γύρω από τις CCUS/CDR, και όχι σε άμεσες μετρήσεις της έντασης ανάπτυξης, της εφαρμογής και της λειτουργικής απόδοσης των τεχνολογιών αυτών. Παρότι οι συγκεκριμένοι δείκτες παρέχουν χρήσιμη πληροφορία, ενδέχεται να μην αποτυπώνουν πλήρως την πραγματική τεχνολογική υλοποίηση και διείσδυση. Δεύτερον, οι οικονομετρικές αναλύσεις και οι αναλύσεις πρόβλεψης εντοπίζουν στατιστικές συσχετίσεις και προβλεπτικές σχέσεις και όχι οριστικούς αιτιώδεις μηχανισμούς. Συνεπώς, τα ευρήματα θα πρέπει να ερμηνεύονται ως ενδείξεις αλληλεξάρτησης και πληροφοριακής συνάφειας μεταξύ των εξεταζόμενων μεταβλητών. Τρίτον, οι προσομοιώσεις πολιτικής βασίζονται σε απλουστευτικές υποθέσεις σχετικά με τη συμπεριφορά της αγοράς, τη θεσμική εφαρμογή και την αναπαράσταση της αβεβαιότητας. Οι μελλοντικές ρυθμιστικές εξελίξεις και η προσαρμογή της συμπεριφοράς των συμμετεχόντων στην αγορά ενδέχεται να εισαγάγουν πρόσθετες πολυπλοκότητες. Τέλος, οι περιορισμοί διαθεσιμότητας δεδομένων που σχετίζονται με τις αναδυόμενες τεχνολογίες διαχείρισης του CO2 περιορίζουν το χρονικό εύρος και το επίπεδο λεπτομέρειας της ανάλυσης. Η μελλοντική έρευνα θα μπορούσε να επεκτείνει την παρούσα εργασία μέσω της ανάπτυξης βελτιωμένων μετρήσεων της ανάπτυξης και εφαρμογής των CCUS/CDR, της αξιοποίησης δεδομένων αγοράς υψηλότερης συχνότητας, της εφαρμογής ισχυρότερων στρατηγικών αιτιώδους ταυτοποίησης, καθώς και της περαιτέρω διερεύνησης των κανόνων επιλεξιμότητας πιστώσεων άνθρακα, των αλληλεπιδράσεων με το Αποθεματικό Σταθερότητας της Αγοράς (Market Stability Reserve – MSR), των ενδογενών μηχανισμών προσαρμογής πολιτικής και των διεθνών εμπειριών σχετικά με την ενσωμάτωση τεχνολογιών διαχείρισης του άνθρακα. Συμπεράσματα: Η παρούσα διδακτορική διατριβή εξέτασε την ενσωμάτωση των τεχνολογιών διαχείρισης του άνθρακα στο EU ETS μέσα από τρεις συμπληρωματικές οπτικές: τις εμπειρικές αλληλεπιδράσεις, την προβλεπτική απόδοση και τον σχεδιασμό πολιτικής υπό συνθήκες αβεβαιότητας.Τα ευρήματα καταδεικνύουν ότι οι τεχνολογίες CCUS/CDR επηρεάζουν ολοένα και περισσότερο την εξέλιξη των αγορών εμπορίας εκπομπών άνθρακα μέσω αλληλένδετων πληροφοριακών, διαρθρωτικών και θεσμικών διαύλων. Οι τεχνολογικές εξελίξεις συνδέονται με τη δυναμική των τιμών άνθρακα του EU ETS, τα επενδυτικά σήματα βελτιώνουν την απόδοση πρόβλεψης και ο ρυθμιστικός σχεδιασμός καθορίζει την αποτελεσματικότητα των μηχανισμών ενσωμάτωσης. Παρότι η αβεβαιότητα παραμένει ένας σημαντικός παράγοντας που επηρεάζει τη μεταβλητότητα της αγοράς και τους δυνητικούς κινδύνους, ο θεσμικός σχεδιασμός αναδεικνύεται ως ο καθοριστικός παράγοντας που διαμορφώνει τα μελλοντικά αποτελέσματα του EU ETS. Συνολικά, η παρούσα διατριβή καταδεικνύει ότι οι τεχνολογίες διαχείρισης του άνθρακα δεν αποτελούν απλώς πρόσθετες επιλογές μετριασμού των εκπομπών, αλλά εξελίσσονται σε ενδογενή στοιχεία της δυναμικής των αγορών άνθρακα. Η επιτυχής ενσωμάτωσή τους στα συστήματα εμπορίας εκπομπών θα εξαρτηθεί από την ανάπτυξη κατάλληλων ρυθμιστικών πλαισίων, ικανών να διατηρούν την περιβαλλοντική αποτελεσματικότητα, την οικονομική αποδοτικότητα και την αξιοπιστία της αγοράς, υποστηρίζοντας παράλληλα τη μετάβαση προς την κλιματική ουδετερότητα.