6 principi per un design di mercato che permetta la transizione energetica

Il modello di business classico delle utilities ha un futuro in Europa data la transizione verso un sistema energetico decentralizzato? Questa è stata la domanda chiave discussa da diversi economisti all'Université Paris-Dauphine su invito del Prof. Keppler. Tra gli esperti c'erano economisti molto rinomati come il Prof. David Newbery dell'Università di Cambridge, il Prof. Glachant della Florence School of Regulation e il Prof. Haucap, l'ex capo della commissione di monopolio in Germania. Gli esperti del panel (le presentazioni possono essere consultate qui) hanno sottolineato come l'ambiente economico per le utility energetiche stia cambiando in Europa e negli Stati Uniti. In questo post, vogliamo concentrarci su un aspetto specifico che è stato sollevato dal Prof. Newbery dell'Università di Cambridge nella sua presentazione:

• Quali sono i principi di base per una buona progettazione del mercato che faciliti la decentralizzazione, la decarbonizzazione e la digitalizzazione?

L'intera presentazione del Prof. Newbery può essere consultata qui. La seguente analisi si basa su un documento di lavoro che il Prof. Newbery ha recentemente pubblicato con i suoi colleghi(Newbery et al., 2017).

I sei principi per un design di mercato efficiente e a prova di futuro

Nella sua presentazione a Parigi, il Prof. Newbery ha riassunto sei principi chiave che possono essere utilizzati per definire un design di mercato efficiente. Questa sintesi è illustrata nella figura 1 qui sotto.

Figura 1: Sei principi per la progettazione del mercato e delle tariffe, Newbery (2017)

Fondamentalmente, questi principi servono come orientamento per i responsabili politici su come avvicinarsi al design di mercato ideale per il settore energetico. Newberyet al. (2017) forniscono una bella e completa definizione del design di mercato ideale:

• Tempo: i prezzi dell'elettricità sono determinati a un livello temporale molto granulare, ad esempio, secondo per secondo, ora e per gli scambi in futuro, fino a 10-30 anni da qui;
• Spazio: i prezzi variano ad un livello spaziale granulare - forse ad ogni punto di connessione nella rete, riflettendo come la domanda o i costi differiscono tra le varie località;
• Carbonio e altre emissioni: i danni al clima e agli inquinanti atmosferici sono valutati al loro costo sociale e quindi incorporati nel processo decisionale delle aziende. (Newbery et al, 2017)

Di seguito, ci immergeremo più a fondo in ognuno di questi principi per sviluppare una migliore comprensione degli argomenti fondamentali e delle implicazioni dietro ogni principio.

Principi 1 e 2: correggere i fallimenti del mercato vicino alla fonte e consentire un'appropriata variazione tra paesi nella progettazione del mercato tra gli Stati membri piuttosto che una soluzione unica per tutti.

Discutiamo questi due principi insieme perché sono strettamente collegati. Fondamentalmente, l'idea alla base di questi due principi, come sono definiti da Newberyet al (2017), è che la definizione delle regole di mercato dovrebbe essere un compito degli stati membri dell'UE per garantire che la progettazione del mercato nazionale affronti i fallimenti di mercato specifici di ogni stato membro. È importante notare che questo implica che la progettazione del mercato dovrebbe essere armonizzata in Europa. Piuttosto, l'insieme generale di regole dovrebbe essere definito in Europa per assicurare l'interoperabilità dei mercati, ma le regole dettagliate per affrontare i problemi locali dovrebbero essere definite dagli stati membri.

Dal nostro punto di vista, questo principio ha un'ulteriore implicazione: Mentre la struttura del mercato dovrebbe essere specificata a livello europeo con ulteriori adattamenti fatti dagli stati membri, la decentralizzazione della generazione e della fornitura di flessibilità (servizi ausiliari) risulta in una decentralizzazione anche dei fallimenti del mercato: Mentre un sistema energetico centralizzato può affrontare fallimenti di mercato che si verificano in tutto lo stato indipendentemente dalla posizione specifica delle parti del mercato, un sistema energetico decentralizzato è più probabile che affronti fallimenti di mercato che differiscono tra le regioni dello stato membro (ad esempio, il coordinamento tra le generazioni e le reti come abbiamo discusso in questo post potrebbe non risultare in inefficienze (cioè fallimenti di mercato) in tutte le parti dello stato membro, ma in alcune regioni specifiche). Pertanto, il design del mercato a livello di stato membro dovrebbe essere in grado di affrontare anche i fallimenti del mercato regionale, il che significa che il design del mercato nazionale permette adattamenti regionali, fino a quando questo non riduce l'interoperabilità all'interno del sistema complessivo (nazionale e tra gli stati membri). I mercati regionali di flessibilità, come abbiamo discusso in questo postper l'UE e in questo post per laGermania, possono servire come un esempio per una tale differenziazione regionale del design del mercato.

Principio 3: Usare i segnali di prezzo e le tariffe di rete regolamentate per riflettere il valore di tutti i servizi elettrici e fornire la soluzione con il minor costo di sistema.

Abbiamo discusso in precedenza qui su enerquire che i prezzi dovrebbero essere usati per coordinare la rete con le parti basate sul mercato della catena di fornitura dell'elettricità, generazione e vendita al dettaglio (per i dettagli vedere questo post) . È importante che i prezzi non differiscano solo tra gruppi di clienti e nel tempo (per esempio tariffe diurne e notturne), ma possono avere anche una componente locale. Questo è di particolare importanza nei sistemi con quote crescenti di generazione rinnovabile distribuita che è collegata alle reti di distribuzione a bassa tensione. Fondamentalmente, Newberyet al (2017) affermano correttamente che i prezzi forniscono un segnale alle parti del mercato per confrontare il valore di tutti i servizi elettrici in un mercato. Per il coordinamento della generazione e della gestione della rete questo ha due dimensioni, come notato da Newberryet al (2017):

• a lungo termine: i prezzi dovrebbero garantire che la generazione (specialmente da fonti rinnovabili intermittenti) sia collocata nel punto giusto all'interno della rete per ridurre i costi complessivi del sistema (cioè i generatori dovrebbero essere collocati in quell'area della rete dove il nuovo generatore sostiene i costi minori per la rete)
• a breve termine: i prezzi dovrebbero garantire che ogni risorsa collegata alla rete sia distribuita in modo efficiente

Dal nostro punto di vista una delle carenze più significative dell'attuale disegno del mercato in Germania è in realtà l'adempimento piuttosto scarso del principio 3, che pone la seguente domanda al centro dell'attuale dibattito in Germania: come possiamo sviluppare un disegno di mercato che usi i segnali di prezzo per far funzionare il sistema in modo efficiente nel breve e nel lungo periodo? Sembra chiaro che abbiamo bisogno di prezzi più flessibili che riflettano l'attuale equilibrio tra generazione e consumo; abbiamo inoltre bisogno che questi prezzi includano informazioni sui costi di sistema della connessione alla rete. Diversi approcci potrebbero essere usati per raggiungere segnali di prezzo efficienti che permettano una differenziazione nel tempo e nel luogo. Oggi, però, nella maggior parte dei sistemi energetici, la tariffa energetica di base è un prezzo uniforme per l'energia e l'uso della rete. L'uso della rete è pagato da una tassa di affrancatura che è calcolata per livello di tensione e quindi i costi totali della rete (compresi i costi per la gestione della congestione e il bilanciamento) sono socializzati attraverso un sistema di oneri di rete. Teoricamente, i costi di rete potrebbero essere coperti dalla generazione e dal carico (domanda), ma oggi la maggior parte se non tutti i sistemi energetici si basano su un sistema in cui il carico copre i costi delle reti e i generatori usano le reti gratuitamente. Sebbene esistano alcuni sistemi energetici in cui le tariffe flessibili sono già offerte ai consumatori oggi, la tariffazione uniforme è ancora la regola e la differenziazione locale nei prezzi al consumo è applicata solo in pochissimi sistemi energetici oggi. Se siete interessati a saperne di più sui diversi schemi di prezzi flessibili possiamo raccomandare un articolo scritto dai nostri colleghi che discutono i pro e i contro di diversi schemi di tariffe flessibili per sistemi con alte quote di energie rinnovabili (disponibile qui)(Brunekreeft et al. 2011).

Principio 4: Raccogliere la differenza tra le entrate regolamentate consentite e i prezzi efficienti nel modo meno distorsivo possibile dai consumatori finali.

Questo principio specifica come il recupero dei costi di rete dovrebbe essere distribuito tra i generatori e i consumatori. Newberyet al (2017) sottolineano che i principi della finanza ci dicono che i costi dovrebbero essere recuperati dai beneficiari del sistema, cioè i consumatori. Anche se in generale siamo d'accordo con questo approccio, bisogna chiedersi se la complessità dei sistemi distribuiti richiede un adattamento di questo approccio di recupero dei costi che si concentra esclusivamente sui consumatori. Questo sembra essere particolarmente vero nei sistemi in cui le singole connessioni alla rete svolgono entrambe le funzioni, consumo e produzione, ad esempio quando le famiglie immettono elettricità (ad esempio dal solare fotovoltaico) nelle reti in determinati momenti nel corso della giornata. Per noi, la nozione di principio secondo cui i consumatori finali dovrebbero pagare il conto delle reti potrebbe essere vera per i sistemi energetici tradizionali centralizzati, ma è ancora valida per i sistemi distribuiti? Se no, quali sono le alternative e quali sono i pro e i contro di questi approcci? Di nuovo, si può trovare di più su questa discussione in un documento di Brunekreeftet al (2011).

Principio 5: "de-rischio" in modo efficiente il finanziamento degli investimenti a basse emissioni di carbonio man mano che il sistema elettrico diventa più ad alta intensità di capitale.

Una sfida generale per i sistemi energetici basati sulle rinnovabili sono gli alti costi di capitale richiesti da questo sistema. Anche se nel lungo periodo i costi totali di un sistema energetico basato sulle rinnovabili sono probabilmente più bassi di un sistema basato sui fossili(AgoraEnergiewende, 2017 english summary p.7), i costi iniziali sono molto alti. Rispetto alla generazione convenzionale, che - dal punto di vista di un investitore - guadagna da quote maggiori di costi fissi e flessibili di funzionamento (dato che questi costi sono scontati nel calcolo dell'investimento), le rinnovabili affrontano un rischio di investimento più elevato, dato che la maggior parte dei costi non sono scontati nei calcoli. Maggiori informazioni sulle differenze di rischio tra generazione convenzionale e rinnovabile possono essere trovate nel documento di Hirth& Steckel (2016). A causa della maggiore intensità di capitale degli investimenti nei generatori rinnovabili, il rischio per il singolo operatore dell'impianto può essere (troppo) alto. Pertanto, Newberyet al (2017) sottolineano l'importanza della condivisione del rischio tra i beneficiari di un sistema energetico basato sulle rinnovabili, che ancora una volta sono (o almeno dovrebbero essere) i consumatori. Fondamentalmente, il principio 5 suggerisce che i consumatori dovrebbero sostenere parte del rischio dell'investimento nelle rinnovabili (dato che ne beneficiano, ad esempio, attraverso la riduzione delle emissioni di CO2, la mitigazione del clima). Poiché il rischio è condiviso tra un gran numero di persone, il rischio individuale è piuttosto basso rispetto al rischio individuale che ogni operatore di impianto deve affrontare. Allo stesso tempo, gli operatori degli impianti dovrebbero avere i giusti incentivi per gestire quel rischio per assicurare un disegno di mercato efficiente.

Principio 6: Mantenere la flessibilità per rispondere alle nuove informazioni sull'attrattiva delle diverse tecnologie a basse emissioni di carbonio.

L'ultimo principio definito da Newberyet al (2017) è il meno concreto, ma dal nostro punto di vista, indica un imperativo per l'approccio generale di un design di mercato efficiente per i sistemi energetici basati sulle rinnovabili: Creare un sistema flessibile che permetta di adattarsi a nuove tecnologie, dati e informazioni disponibili in futuro che potrebbero sbloccare nuovi potenziali di efficienza. Newbery et al (2017) sottolineano specificamente che in futuro otterremo nuove conoscenze sui costi e sui benefici delle nuove tecnologie e sui potenziali di flessibilità e che il design del mercato deve essere in grado di adattarsi a queste nuove scoperte in un breve periodo di tempo. Questo è un punto significativo per un design di mercato nuovo, adattivo e a prova di futuro: Mentre le tecnologie pulite potrebbero richiedere molto tempo prima di entrare nel mercato di massa a livelli di prezzo redditizi, i modelli di business guidati dai dati si evolvono molto più velocemente. Questa crescente velocità di innovazione e di adozione del mercato di massa può essere osservata in molti mercati che hanno già raggiunto un più alto grado di decentralizzazione del sistema energetico. Ma con le nuove tecnologie come i contatori intelligenti, la tecnologia ledger distribuita e l'intelligenza artificiale in aumento, le innovazioni digitali potrebbero dominare anche il prossimo decennio dei sistemi energetici. Pertanto, il design del mercato deve essere in grado di adattarsi rapidamente alle nuove tecnologie e ai modelli di business guidati dai dati. Se siete interessati alla questione di come i sistemi di governance (come il design del mercato) possano facilitare l'innovazione e fornire la necessaria flessibilità richiesta dai sistemi energetici distribuiti e digitali vi consigliamo questo articolo per i dettagli (Buchmann 2017).

La transizione energetica richiede un design di mercato flessibile che permetta di correggere i fallimenti del mercato locale/regionale

Con questi sei principi guida per un buon design di mercato Newberyet al (2017) forniscono una base per sviluppare ulteriormente un adeguato design di mercato. Sulla base degli input di Newberyet al (2017) identifichiamo tre linee guida per la progettazione del mercato che sono di particolare importanza per i sistemi energetici che si sviluppano verso una maggiore decentralizzazione e digitalizzazione:

1. i prezzi dovrebbero fornire una base per confrontare tutti i servizi energetici tra loro. Questo include che i prezzi variano rispetto al tempo, al volume, all'ubicazione e forniscono informazioni anche sui nuovi servizi (come la flessibilità)
2. Il design del mercato deve essere in grado di affrontare i fallimenti del mercato vicino alla sua fonte. Con il decentramento, questo richiede che il design del mercato sia in grado di affrontare diversi fallimenti del mercato in diverse regioni (sia a livello di stato membro o anche all'interno di uno stato membro) con diverse misure per raggiungere soluzioni efficienti.
3. Soprattutto la digitalizzazione ma anche il decentramento richiedono che il disegno del mercato sia flessibile e capace di adattarsi velocemente alle nuove innovazioni. Con una crescente velocità delle innovazioni (digitali), un design di mercato che risponda velocemente è necessario per ottenere mercati efficienti

Originariamente pubblicato qui

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