Suficiencia y Abastecimiento de la Demanda Punta: Modelos Carlos Ocaña International Energy Agency/OECD Papel de la IEA l Organización pública internacional, parte de la OCDE l Observatorio de mercados energéticos y regulación l Asesoría a gobiernos l Seguridad energética (particularmente en relación al petróleo) http://www.iea.org/ 1 Estudios recientes de la IEA en electricidad En Prensa: Security of Supply in Electricity Markets Distributed Generation Indice 1. 2. 3. 4. 5. 6. Las grandes preguntas Inversión en un mercado regulado tradicional Inversión y garantía de suministro en un mercado competitivo ideal Distorsiones en los mercados eléctricos y consecuencias para la inversión y la seguridad Mecanismos de capacidad Conclusiones y cuestiones abiertas 2 1. Las Grandes Preguntas Garantía de suministro Las grandes preguntas (1) l ¿Quién es responsable en última instancia? l ¿Es la remuneración de mercado suficiente para los grupos de mayores costes variables? n Precios tope è insuficiencia de ingresos n Incertidumbre de ingresos è aversión al riesgo de inversores n Pasividad de la demanda è escasa posibilidad de contratación de estos grupos ¿y es suficiente para los restantes grupos? 3 Garantía de suministro Las grandes preguntas (2) l ¿Es el precio del mercado suficiente para promover una operación de los grupos con adecuada seguridad de suministro para el sistema? n Gestión hidráulica / Programación mantenimiento l ¿Cómo promover la garantía de suministro sin interferir con el mercado? l ¿Debieran los consumidores poder elegir su nivel de garantía de suministro? Garantía de suministro Las grandes preguntas (3) l ¿Cómo debe suplementarse el mercado para que internalice los costes medioambientales de las distintas tecnologías y las limitaciones en los recursos energéticos? n Establecer objetivos con visión amplia (Libro Verde, Planes para Renovables, planificación indicativa) n Establecer mecanismos de promoción de tecnologías que no serían viables en el puro mercado sin internalización del coste ambiental n Valorar adecuadamente la contribución a la garantía de suministro de las tecnologías renovables n Complementar con acciones sobre la demanda (señales de precios, medidas fiscales) 4 Garantía de suministro Las grandes preguntas (4) l Cómo garantizar una diversificación suficiente de las fuentes de energía primaria? l Cómo evitar una dependencia excesiva de ciertas regiones? l Toman en cuenta los mercados el valor de la diversidad de tecnologías y de fuentes de suministro? Garantía de suministro Las grandes preguntas (5) En resumen: ¿Puede dejarse enteramente al mercado la garantía de suministro? 5 2. Los origenes: Inversión en un mercado regulado tradicional Inversión en un mercado regulado tradicional l l l l La prioridad es garantizar el suministro Minimización de costes también tiene un papel pero subordinado Mínimo riesgo inversor (regulación garantiza la recuperación de los costes) Resultado: Seguridad elevada... ...pero costes no siempre óptimos l Sesgos al alza en las previsiones l Interferencia política en las decisiones l Incentivos inadecuados (Averch-Johnson,...) 6 Margenes de Reserva Elevados United States United Kingdom Belgium Finland Canada Japan Norway Sweden Germany Ireland New Zealand Iceland Greece Turkey France Italy Netherlands Spain Denmark Switzerland 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50% GENERATING CAPACITY RESERVE MARGINS IN OECD COUNTRIES (1995) - La generación supone una parte muy importante de los costes totales - Sobreinvertir tiene un impacto importante sobre la eficiencia de la industria eléctrica Generation Transmission Distribution 100% 80% 60% 40% 20% Isr ae l U De SA nm Sw ark ed en Sp ain Gr ee Ire ce la Be nd lgi u Lu m xem . Sc UK otl an Fra d nce Ho lla n Ja d pa n Ita Po l rtu y g a Fin l lan No d rw ay 0% 7 Razones para el cambio de modelo regulatorio l “Most important opportunities for cost savings are associated with long-run investments in generating capacity” Joskow, 1997 l “Idea”: nDejar que los mercados dirigan las inversiones en generación nTransferir los riesgos a los inversores (Por supuesto ésta no es la única razón para el cambio de modelo regulatorio) 3. Inversión en un mercado competitivo ideal 8 Referencia: Qué nivel de capacidad es óptimo? l Intuición: construir capacidad mientras haya alguien dispuesto a pagar por ella: Valor de un MW adicional>= Coste de un MW adicional Referencia: Qué nivel de capacidad es óptimo? l VDNS= Valor de la demanda no suministrada l CMLP= Coste Marginal a Largo Plazo (Coste de aumentar la capacidad en un MW) Si VDNS > CMLP es deseable añadir más capacidad Si VDNS < CMLP no es deseable añadir capacidad El óptimo satisface VDNS=CMLP 9 Referencia: Qué nivel de capacidad es óptimo? l VDNS es muy difícil de estimar l Valoraciones en el orden de: nUSD 10 000/MWh l Niveles más reducidos para uso en la regulación: uUSD 2675/MWh en Australia uUSD4250/MWh en UK uetc. Un mercado competitivo ideal l Precio spot de la energía se fija en cada instante de modo que Oferta=Demanda l Los generadores con coste marginal inferior o igual al precio spot, producen l Los consumidores compran hasta el punto en que el precio iguala el valor (utilidad) que les reporta la última unidad de energía consumida l “Libertad de entrada” en generación: los inversores invierten en capacidad si esperan obtener un beneficio 10 Precios en un mercado competitivo ideal l Caso base: P1=coste marginal de la unidad de mayor coste marginal en operación l Si la demanda excede a la oferta para todo posible P1, P2=P1+S, donde S se fija de modo que la demanda iguale la capacidad del sistema l Si, además, hay pérdidas en el transporte: P3= P2x(1+Pérdidas marginales) l Si, además, hay un nudo de la red congestionado, el precio en ese nudo P4= P3+T donde T iguala oferta y demanda en ese nudo Los precios así calculados se conocen como precios nodales o como precios competitivos Un mercado competitivo ideal l Resultado 1: Los precios fluctuan entre el coste marginal (del sistema) y el VDNS n El precio spot en la punta puede (y debe) igualar VDNS n El precio cubre el coste marginal más una renta de escasez n ”Price spikes model” l Resultado 2: Los precios así determinados permiten a los generadores cubrir todos sus costes l Resultado 3: Es falso que en un mercado competitivo no se “recuperan” los costes fijos 11 Un mercado competitivo ideal l Observación: En principio, un precio “alto” puede ser el resultado de: n Una demanda por encima de la capacidad del sistema n El ejercicio de poder mercado n En la práctica, cuándo la demanda está cercana a la capacidad del sistema, las posibilidades de ejercer poder de mercado son muy grandes n Por qué? Intuitivamente: “cualquier” generador que se retire puede colapsar el sistema n Consecuencia: en la práctica, los precios elevados siempre sugieren un comportamiento no competitivo Un mercado competitivo ideal Consecuencias: l En la práctica, los precios elevados siempre sugieren un comportamiento no competitivo l Muchos sistemas regulatorios incluyen un precio máximo para limitar el ejercicio del poder de mercado l El efecto de un precio máximo depende, entre otras cosas, de su nivel: Es un precio máximo de US$ 6,000 por MWh un desincentivo a la inversión? 12 Example of Long Run Equilibrium in Energy Only Markets (Oren) l Supply: Two types of generators G1: N= 50 Capacity= 80MW FC=$ 926,400/ Month MC=$ 15/ MWh G2: N= 100 Capacity= 60MW FC=$ 288,000/ Month MC=$ 25/ MWh l Demand: Two demand functions Off- Peak: 420 Hrs./Month P= 30- Q/ 1000 Peak: 300Hrs./ Month P= 50- Q/ 1000 Example of Long Run Equilibrium in Energy Only Markets (cont’d) Peak price: $40/ MWh (>>MC) Off- Peak price: $25/ MWh Fixed cost recovery: l G1: 80*[( 40- 15)* 300+( 25- 15)* 420)] 926,400 = $9, 600/ Month (excess profit) l G2: 60*( 40- 25)* 300 - 288, 000 = ($ 18,000/ Month) (deficit) 13 Example of Long Run Equilibrium in Energy Only Markets (cont’d) Long Run Equilibrium: l Entry of 2000MW G1 capacity, N=75 Exit of 3000MW G2 capacity, N=50 l Peak price $41/ MWh Off- Peak price $24/ MWh l G1: $ 926,400 926,400 = 80*[( 41- 15)* 300+( 24- 15)* 420] G2: $ 288,000 288,000 = 60*( 41- 25)* 420 Riesgo l Puede incorporarse al modelo l Los resultados son cualitativamente similares l Requiere el desarrollo de instrumentos financieros de cobertura del riesgo para generadores y consumidores 14 4. Distorsiones en los mercados eléctricos y consecuencias para la inversión y la seguridad Posibles distorsiones en mercados eléctricos l Distorsiones en los precios l Políticas y regulaciones energéticas inadecuadas l Imperfecciones en el mercado de capitales/ instrumentos de cobertura del riesgo l Ciclos en precios e inversión (boom & bust)? 15 Distorsiones en los precios l Precios a ciertos grupos de consumidores no varían en el tiempo según la situación del mercado l Resultando en una demanda artificialmente inelástica l Para compensar se establecen precios máximos por el regulador o los comercializadores l Que pueden recortar los precios en periodos de punta l Reduciendo incentivos a invertir (particularmente en “peaking capacity”) Distorsiones en los precios l La solución obvia es introducir precios horarios que se ajusten en tiempo real l Pero esto es costoso porque requiere contadores que midan en tiempo real Table 9: Cost of Metering Equipment (US$) Meter Type Functions Meter Modificatio ns Limited AMR* Existing Electronic Meters AMR* Load Profiling Advanced “Smart” Meters AMR* Load Profiling Time-of-use Control Unit Cost 100 Consumers Unit Cost 50,000 Consumers 175-300 75-300 250 100 600 500 16 Distorsiones en los precios l Existen otras formas más limitadas de aumentar la “participación” de la demanda: n“Demand side bidding” nInterrumpibilidad nOtros incentivos financieros nCampañas de Información l Consenso: los mercados “unilaterales” no funcionan bien Los mercados unilaterales no funcionan bien (Porque la demanda no responde al precio) Precio Demanda Apagones P2 P1 Repuntes de precios Oferta Energia 17 Los mercados unilaterales no funcionan bien Además el poder de mercado es mayor cuando la demanda no responde al precio Distorsiones en los precios l Otras distorsiones en los precios: nPoder de mercado/Oligopolio (no un problema significativo para la inversión) nSubsidios a ciertos combustibles y/o tecnologías: afectan la elección de tecnología netc. 18 Política energética y regulación l Restricciones en el uso de ciertos combustibles y tecnologías l Procesos de concesión de licencias y autorizaciones demasiado largos o inciertos l Riesgo regulatorio ==> Todos estos posibles problemas son específicos de cada marco regulatorio Riesgo y Mercados de Capitales Posibles problemas: l Desarrollo insuficiente de instrumentos de cobertura del riesgo l Falta de incentivos a la inversión en ciertos proyectos de alto riesgo (p.ej.: plantas de gas en un sistema 100% hidroeléctrico) Debate: problema de regulación eléctrica o problema de regulación financiera? 19 Ciclos (Boom and Bust) l Se han observado ciclos de inversión en ciertos sectores (construcción, sector financiero) l La causa es incierta (miopía?) l Se ha sugerido que la inversión en generación podría tener un comportamiento cíclico l Este es un argumento muy “popular” en la industria eléctrica pero el fundamento teórico y empírico está poco desarrollado 5. Mecanismos de capacidad 20 Mecanismos de capacidad: Definición Necesario distinguir entre: l Pagos de capacidad tradicionales (parte de un PPA)== > No son polémicos l Pagos de capacidad en mercados competitivos ==> Polémicos Mecanismos de capacidad: Definición Pagos de capacidad tradicionales: l Parte de los contratos a largo plazo (PPA) l Usados para: n re-asignar el riesgo ncompatibilizar la cobertura de los costes fijos con un despacho eficiente n“Backward looking” 21 Mecanismos de capacidad: Definición l Pagos de capacidad en mercados competitivos: nUsados para reforzar incentivos a la inversión nReducir fluctuaciones en el mercado n“Forward Looking” Opciones regulatorias básicas para el fomento de la inversión 1. No intervenir (“energy-only markets”) 2. Establecer un mecanismo de capacidad “cargo de capacidad” “mercados de capacidad”: Mercados de capacidad instalada Contratos de fiabilidad 3. Operador del mercado adquiere y gestiona la generación de punta (“generadores esenciales”) 22 No intervención l Motivación n Es lo más simple n Evita interferir con el mercado l Implantación n “Minimizar” regulaciones (por coherencia, también debieran evitarse límites de precio) n Requiere fomentar la participación de la demanda (p.ej.: dejar a todos los consumidores expuestos a los precios de mercado) n Desarrollo de mercados de contratos para gestionar el riesgo No intervención l Mercados de contratospara gestionar riesgos de precio y cantidad n Financieros: No requieren entrega física de la energía uForwards (entrega de energía a un precio cierto) uFuturos (forwards estandarizados) uOpciones (derecho a comprar o vender a un cierto precio) n Físicos: Especifican el origen de la energía uPower Purchasing Agreements (PPAs) 23 No intervención l En la práctica casi todos los sistemas regulatorios realizan: nAlgún tipo de supervisión del mercado nPrevisiones indicativas de demanda, necesidades de inversión, etc. por el operador del sistema y/o el regulador ny se reservan la posibilidad de actuar en caso de necesidad Mecanismos de capacidad l La capacidad disponible en periodos punta se retribuye aparte de la energía l Dos modalidades: l Cargo por capacidad nRegulador fija el precio de la capacidad nMercado decide cuanta capacidad l Mercado de capacidad nRegulador fija la capacidad necesaria nMercado decide el precio de la capacidad 24 Mecanismos de capacidad l El cargo por capacidad tiene un coste conocido de antemano pero un efecto incierto en la inversión l Los mercados de capacidad tienen un efecto conocido de antemano en la inversión pero un coste incierto Mecanismos de capacidad l Los mecanismos de capacidad son “competitivamente neutros” nTratan igual a todos los generadores nEste es un requisito esencial en un mercado liberalizado l Por esta razón, aplican a todos los generadores (a diferencia de otras intervenciones discriminatorias pero más localizadas) 25 Cargo de capacidad l Motivación n Promover nueva inversión y desalentar retiros de capacidad con una remuneración adicional de la generación n Estabilizar los ingresos volátiles de generación, aunque se reduzca el precio de mercado (haya capacidad extra) l Implantación n Establecer el nivel deseado de capacidad disponible n Asignar los pagos a los generadores en función de su contribución a la fiabilidad del sistema l Evaluación n No existe un compromiso real de los generadores n Dudosa mejora de la seguridad de suministro n Muy difícil asignar equitativamente los pagos a generadores n Señal puede ser estable pero también interferir en mercado Mercados de capacidad Instalada l Motivación nGarantizar un nivel de cobertura prefijado y ciertos compromisos de los generadores l Implantación nContratos obligatorios de cobertura a toda la demanda nOS y/o regulador especifican el nivel nSubastas organizadas para facilitar las transacciones nMercados secundarios 26 Mercados de capacidad Instalada l Evaluación nLas capacidades firmes se fijan administrativamente nEl compromiso de disponibilidad puede no coincidir con la necesidad real nEl precio de capacidad es determinado por el mercado nEl precio de capacidad puede ser muy volátil nEl horizonte temporal puede ser demasiado corto nEn ciertas condiciones los generadores pueden preferir incumplir, vender en otros mercados y pagar la multa Ejemplo: PJM l ICAP Market desde 1999 (day-ahead, mensual y pluri-mensual y bilateral) l Obligación de poseer o contratar capacidad impuesta en los comercializadores l Obligación de ofertar capacidad no contratada impuesta en los generadores l Incumplimiento penalizado: $177.30/MW por dia 27 PJM Table 1: Installed capacity traded in the PJM capacity credit market (US$/MW) Daily Monthly MultiICAP ICAP monthly ICAP 1999 374 241 740 2000 1,304 634 927 Source: PJM Market Monitoring Unit (2001) PJM l Falta de homogeneidad con regiones vecinas puede crear distorsiones l Precio capacidad ha aumentado significativamente nInsuficiente competencia? nHorizonte temporal de los contratos de capacidad demasiado corto? 28 Contratos de fiabilidad (1) l Motivación nCombinar un mercado de capacidad instalada y un precio máximo de modo que: uLos generadores puedan estabilizar la fracción más volátil de sus ingresos uLos consumidores queden protegidos frente a precios elevados Contratos de fiabilidad (2) l Implantación n Subasta organizada para comprar a los generadores un volumen total Q de contratos de fiabilidad especificado por el regulador n El generador con un contrato por q (MW): urecibe el precio P (€/MW anual) de la subasta ucuando el precio pm del mercado excede un valor prefijado s paga (pm - s).q upaga una penalización q.pen siempre que pm>s y no produzca q 29 Contratos de fiabilidad (3) l Evaluación l Las ventajas y las pegas de un mercado de capacidad instalada n El mercado determina el precio de capacidad n Los generadores estabilizan parte de sus ingresos n precios de capacidad pueden ser volátiles n horizonte puede no ser adecuado l MAS las ventajas y las pegas de un precio máximo n Los consumidores uconsiguen que mejore la garantía de suministro uquedan protegidos de precios muy altos (y se pierde su capacidad de respuesta en ese rango) Generadores esenciales l Motivación n Asegurar un volumen de capacidad de generación de punta l Implantación n El Operador del Sistema adquiere y gestiona un determinado volumen de capacidad de punta l Evaluación n Se garantiza la existencia de suficiente capacidad de punta n Grave interferencia con el funcionamiento del mercado n No sólo puede faltar capacidad de punta n Filosofía tiene puntos en común con la propuesta de nueva Directiva Eléctrica de la Comisión Europea 30 Otros Incentivos l La penalización (p. Ej.: a los comercializadores) por interrupciones en el suministro también provee incentivos a “sobrecontratar” l La implementación es compleja y litigiosa l Estos mecanismos son poco usados y la escala de las multas no es significativa... l ...aunque su uso va en aumento Aspectos Institucionales l Implementar cualquiera de estos mecanismos requiere organización y recursos l Cuanto más refinado el sistema, más recursos son necesarios l Los mecanismos de mercado además requieren un cierto grado de liquidez y número de participantes 31 Aspectos de “Economía Política” Cuántas reservas son adecuadas? l Es una decisión administrativa l Distintos actores tienen distintos intereses Quién paga los errores en las inversiones? l Los mecanismos de capacidad transfieren parte del riesgo de los inversores a los consumidores l Aunque lo mismo puede ocurrir en ausencia de estos mecanismos (p. Ej.: en situaciones tipo California) 6. Conclusiones y cuestiones abiertas 32 El argumento a favor de la no intervención (1) “Los mecanismos de capacidad reducen las ganancias potenciales que conlleva la desregulación al conducir a la sobreinversión, a la elección errónea de las tecnologías y al abandono de las opciones disponibles por el lado de la demanda.... El papel de los pagos por capacidad en asegurar una oferta adecuada puede obtenerse con sistemas de gestión del riesgo e instrumentos de cobertura... Si los pagos por capacidad se dirigen a corregir fallos del mercado de capitales, entonces la regulación debería actuar directamente sobre la disponibilidad y el coste de la financiación...” (Prof. S. Oren) El argumento a favor de la no intervención (2) l Los mecanismos de capacidad son: n propensos a la manipulación nde efectividad dudosa ny, en general, difíciles de administrar l Las distorsiones de precios comentadas tienden a veces a compensarse por otras distorsiones (precios excesivos) que incentivan la inversión l En la práctica, se ha desarrollado nueva capacidad en mercados no intervenidos 33 El argumento a favor de la intervención (1) l En la práctica los precios de la electricidad no dan incentivos adecuados a la inversión: n Hay límites en los precios impuestos por la regulación n y quizás otras distorsiones (ver punto 4) l Las posibilidades de crear un mercado “normal” están limitadas por el momento: n La demanda cada vez participa más pero sigue siendo pasiva e inelástica n Los precios máximos se mantienen (por ejemplo, para controlar el poder de mercado) l Haciendo conveniente algún tipo de intervención que incentive la inversión El argumento a favor de la intervención (2) l Además, un mecanismo de capacidad combinado con un precio máximo puede demostrarse que: n Da resultados equivalentes a los de un mercado competitivo n Pero permite reducir la volatilidad l En la práctica, situaciones como la vivida en California son social y políticamente inaceptables de modo que el uso de algún tipo de “seguro” está justificado (incluso si éste es imperfecto) 34 Conclusiones l Consenso: los mercados eléctricos presentan distorsiones significativas que, en ciertas circunstancias, pueden llevar a una insuficiente capacidad de generación, particularmente, en lo referente a reservas l Debate: en qué circunstancias se plantea un problema real? Siempre? A veces? Es un problema transitorio o estructural? n Veremos la evidencia más tarde n Factores que inciden: uMadurez de los mercados de capitales uMix de tecnologías Conclusiones l Consenso: Existen instrumentos que pueden efectivamente incentivar la inversión y que son, en principio, “neutrales” para la competencia l Consenso: La implementación de estos instrumentos es compleja y su efectividad está limitada por las posibilidades de manipulación y otros problemas l Consenso: estos problemas de implementación son particularmente importantes en sistemas que comercian con otros sistemas con una regulación diferente l Debate: Talla única para todos? (probablemente no...) 35 Conclusiones Consideraciones prácticas: l Punto de partida es importante: uPJM e Inglaterra ya tenían un sistema parecido a un mecanismo de capacidad antes de liberalizar uOtros países europeos, California, Australia, no lo tenían l Donde los contratos a plazo son la forma predominante nPagos por capacidad reflejan (al menos en parte) la lógica tradicional de los “PPA” Conclusiones l Consideraciones prácticas: nPunto de partida es importante: uPJM e Inglaterra ya tenían un sistema parecido a un mecanismo de capacidad antes de liberalizar uOtros países europeos, California, Australia, no lo tenían nNecesario distinguir entre usos legítimos (incentivos) y trucos contables (amortización implícita de los stranded costs) nEstabilidad del horizonte regulatorio es esencial 36 Conclusiones l A largo plazo ciertas tendencias contribuyen a mejorar las perpectivas para la inversión: nDesarrollo de contratos bilaterales==> “desagregación” de la demanda de seguridad nDesarrollo de mercados de capitales e instrumentos financieros Otros elementos de la seguridad de suministro l Las necesidades de capacidad para mantener una seguridad adecuada están evolucionando con: n El creciente papel de la demanda y la tarifación en tiempo real n La regionalización de los mercados n El aumento de la generación distribuida l La tendencia es hacia una reducción gradual de las necesidades de reservas 37 Otros elementos de la seguridad de suministro l Diversificación de las fuentes de energía l Reducción de la dependencia de ciertas fuentes l Se considerarán más tarde Otros elementos de la seguridad de suministro l Inversión adecuada en el transporte es igualmente esencial l El transporte sigue siendo una actividad regulada l Las redes fueron diseñadas para acomodar unos flujos distintos a los actuales l Como consecuencia hay necesidades de inversión importantes l Los obstaculos para ampliar las redes son significativos 38 Otros elementos de la seguridad de suministro l La seguridad energética es un objetivo importante de la política energética, pero ciertamente no el único: nEficiencia económica nProtección del medio ambiente (p.ej.: “Kyoto”) l Es importante no perder la perspectiva! 39