Diseño del mercado mayorista de electricidad para una rápida descarbonización: un enfoque de mercados descentralizados

Fuente: https://www.utilitydive.com/

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Los competitivos mercados mayoristas de electricidad se encuentran en un punto de inflexión, atrapados entre una mezcla de recursos rápidamente descarbonizados estimulada por la caída de los precios de la energía limpia y las estructuras de mercado diseñadas en torno a los combustibles fósiles. Los mercados están cada vez menos equipados para manejar grandes cantidades de energía renovable barata y recursos de energía distribuidos flexibles. 

Una nueva serie de trabajos de investigación liderada por Energy Innovation busca responder a la pregunta crítica que enfrentan los administradores y reguladores de la red: ¿qué diseño de mercado mayorista proporciona el mejor marco para integrar de manera confiable recursos limpios y descarbonizar el sistema de energía al menor costo? 

Esta serie de opinión de dos partes resume las preguntas subyacentes sobre la reforma del mercado mayorista e introduce dos vías separadas para que los mercados evolucionen.

En la primera parte, Rob Gramlich, de Grid Strategies LLC, y Michael Hogan, del Proyecto de Asistencia Regulatoria, proponen mantener los mercados energéticos actuales junto con una contratación bilateral más sólida para resolver los desafíos que enfrentan los mercados.

«¿Qué diseño del mercado mayorista proporcionaría el mejor marco para la integración confiable y al menos costará los recursos nuevos y limpios que se necesitarán para descarbonizar el sistema de energía?» 

Para responder a esta pregunta, debemos considerar la mejor manera de proporcionar fuentes limpias con acceso justo, impulsar la retirada oportuna de la generación de combustibles fósiles que deben reemplazar y habilitar nuevos recursos «inteligentes» a nivel de distribución / venta minorista. La respuesta abarca tanto la estructura del mercado (qué entidades realizan qué funciones) como el diseño del mercado (reglas de negociación, licitación y fijación de precios).

El ritmo y la escala requeridos para nuevas inversiones en recursos limpios dependerán necesariamente de la legislación o las regulaciones exógenas al mercado, como los estándares de cartera de carbono cero o los precios del carbono. Deben diseñarse para abordar las externalidades climáticas de una manera que mejore, en lugar de sustituir, el papel del mercado en la conducción de la inversión.

La integración de estos nuevos recursos de la manera más rápida y eficiente posible se logra mejor a través de un programa de mejoras en los mercados spot predominantes. Los informes sobre la muerte de la construcción del mercado existente son muy exagerados.

Nuestro conjunto propuesto de oportunidades conocidas puede promover un mercado spot central más robusto en el que los precios de la energía reflejan la demanda en tiempo real de todos los servicios. Esto, a su vez, incentivará la contratación activa descentralizada hacia adelante entre compradores y vendedores mayoristas, mejorada por políticas exógenas que factorizan los valores ambientales en el mercado.

Si se aplica deliberadamente, este enfoque descentralizado es capaz de impulsar e integrar la inversión necesaria para brindar confiabilidad y descarbonización rápida al menor costo razonable para los consumidores. 

Un mercado spot centralizado con compras a plazo descentralizadas es el mejor enfoque

Nuestra propuesta se basa en un mercado spot central, la adquisición voluntaria descentralizada de energía por parte de compradores de electricidad e instrumentos complementarios de política pública que internalizan al mercado las externalidades de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI).

El mercado spot regional centralizado y robusto para el despacho eficiente y la formación de precios

Este modelo de mercado incluye un gran mercado spot operado por una organización regional de transmisión («RTO»).

El diseño de mercado de la RTO presentaría:

• Despacho económico basado en las ofertas del mercado y que refleja el impacto de las restricciones de seguridad basadas en la confiabilidad en el costo marginal y el precio de la energía; 
• Precios marginales de ubicación; 
• Derechos de transmisión financiera negociables con centros de negociación para asegurar contra el riesgo de congestión;
• Energy plus reserva el precio de escasez basado en el valor del servicio confiable (o el valor de la carga perdida, VOLL)
• Cooptimización de energía y reservas;
• Intervalos de despacho rápidos con compromisos de recursos hechos casi en tiempo real;
• Consolidación de las autoridades de equilibrio en tiempo real sobre la mayor huella práctica y cartera de activos del sistema; y
• Contratación de servicios de confiabilidad neutral en tecnología para servicios de confiabilidad esenciales utilizando mecanismos de mercado cuando sea posible.

Los precios determinados en este mercado centralizado a corto plazo sientan las bases para la contratación descentralizada de servicios a largo plazo, que se analizan a continuación.

Mercados de compras bilaterales descentralizados para gestionar el riesgo de precios

Se necesitarán nuevas inversiones tanto en nuevos recursos limpios como en recursos de equilibrio a corto plazo y estacionales.

El costo del capital puede reducirse mediante el acceso a contratos a largo plazo para cubrir riesgos. Dichas opciones de cobertura de riesgos incluyen acuerdos de compra de energía y otras formas de gestión de riesgos a futuro.

Nuestra propuesta se basa en incentivar el comercio activo voluntario bilateral del mercado de energía de dichos acuerdos de cobertura de riesgos. Los compradores mayoristas, las contrapartes de dichos acuerdos, pueden incluir empresas de servicios públicos, proveedores minoristas competitivos o usuarios finales con acceso directo al mercado.  

Un mercado spot bien diseñado y bien implementado sienta las bases para esta actividad.

Mientras que los generadores están motivados para mitigar el riesgo de exceso de oferta y precios bajos sostenidos de energía, los compradores mayoristas estarán motivados para mitigar el riesgo de precios muy altos en momentos en que la energía es escasa. Esta dinámica básica del mercado, el comercio a plazo mutuamente beneficioso para mitigar el riesgo de manera eficiente, se ve reforzada en lugar de suplantada por una buena política pública que internaliza los costos externos de las emisiones de GEI.

Esto puede incluir el establecimiento de un precio para las emisiones de carbono, que aumenta los riesgos de contratar recursos con alto consumo de carbono, o el establecimiento de estándares de compra de cartera, que introducen el riesgo de no poder obtener suficientes tipos de energía a un precio razonable.

Dichas políticas aceleran eficientemente la adquisición descentralizada de los recursos deseados (y, críticamente, facilitan la retirada correspondiente de los recursos existentes) en lugar de depender de la adquisición administrativa centralizada.

Se puede esperar que los compradores manejen estos riesgos de varias maneras para maximizar su competitividad y mantener su viabilidad comercial, siempre que estén en una posición financiera para hacerlo. Un grupo de contrapartes comerciales financieramente estables es un factor crítico de éxito.

Los reguladores estatales deben monitorear y hacer cumplir los requisitos de crédito para garantizar que las entidades que atienden a clientes minoristas tengan tanto el incentivo como los medios para gestionar los riesgos asociados con sus obligaciones de suministro. 

Evaluación de la estructura de mercado propuesta.

La estructura de mercado propuesta cumple una serie de objetivos importantes, que incluyen los siguientes:

Facilita la descarbonización rápida.

Este modelo transforma el suministro de energía a través de una combinación de asignación y gestión descentralizada de riesgos con una política pública exógena que internaliza el valor de la energía limpia en el mercado.

Maximizar la contratación bilateral impulsada por el mercado para los recursos bajos en carbono reducirá las presiones financieras y políticas que inevitablemente afectarán la inversión pública, haciendo más probable la descarbonización lo suficientemente rápida al optimizar el equilibrio entre el papel de los participantes del mercado y el papel de la política pública. 

El modelo propuesto también facilita la retirada acelerada de la generación existente de combustibles fósiles al eliminar la adquisición de capacidad avanzada administrada centralmente. 

Promueve la eficiencia a corto plazo, incluida la generación y el despacho de carga

Se ha demostrado que el diseño de mercado propuesto despacha recursos y gestiona la congestión de manera eficiente para atender a dos tercios de la demanda de los Estados Unidos.

No hay razón para que un mercado con una alta proporción de recursos con costos de producción bajos e indiferenciados no pueda continuar haciéndolo. De hecho, el despacho se gestiona de manera eficiente en muchas regiones hoy a pesar de tener grandes tramos de la orden de mérito que ofrecen poca o ninguna diferenciación en los costos de producción a corto plazo.

La clave es el precio que refleja dinámicamente las restricciones de ubicación y operación en la capacidad de satisfacer la demanda combinada de energía y los servicios esenciales de confiabilidad. La demanda altamente flexible, que incluye nuevas cargas de transporte y calor, hará que los precios reflejen más el valor de la energía durante los períodos de escasez o excedente, en lugar de simplemente rastrear los costos de producción a corto plazo.

Promueve la eficiencia a largo plazo, incluida la entrada y salida eficiente

Este enfoque promueve la inversión necesaria para cumplir con el nivel de confiabilidad que los consumidores realmente desean y están dispuestos a pagar. Apoya esa inversión principalmente al incentivar a los compradores y vendedores del mercado mayorista a asignar riesgos de manera eficiente y cubrirse para mitigar esos riesgos.

Minimizar las decisiones de inversión en recursos administrados centralmente reduce los sesgos estructurales a favor de las fuentes de inversión y los tipos de recursos existentes. También facilita el ritmo necesario de las salidas de alta generación de carbono al eliminar la oportunidad para que los operadores del sistema actúen sobre el incentivo natural para mantener excedentes no económicos.

Si bien el costo de la inversión directa puede ser algo mayor bajo este modelo, el costo social se reduce al minimizar la transferencia oculta de los riesgos de inversión a los consumidores y contribuyentes que no entienden y no pueden manejar. 

Brinda un servicio confiable al nivel que los clientes desean y están dispuestos a pagar.

El objetivo de la confiabilidad es servir económicamente los intereses de los clientes, no los intereses de los inversores, operadores de sistemas, reguladores o funcionarios electos.

Este modelo de mercado garantiza que el precio de la energía refleje el verdadero costo marginal de la energía, cada hora de cada día, en función de la demanda real de energía y servicios esenciales de confiabilidad. Aprovecha la flexibilidad inherente de muchos usos finales para responder a dichos precios y reducir las facturas. Esto crea los incentivos correctos para:

• jugadores del mercado para apoyar nuevas inversiones solo cuando se necesitan nuevas inversiones;
• inversión en los tipos de recursos más adecuados para responder a las necesidades del sistema;
• clientes dispuestos y capaces de ser más receptivos, reduciendo los costos para todos los consumidores; y
• jugadores del mercado para arrojar excedentes, recursos no competitivos. 

Enfoque fácilmente implementable

Este enfoque aprovecha las mejoras en la estructura del mercado existente.

Las mejoras requeridas son en gran medida incrementales, aunque no insignificantes. Esto representa un desafío mucho menos desalentador que desechar por completo la construcción del mercado existente y comenzar de nuevo, una consideración crítica dada la urgencia de la tarea en cuestión. 

Modelo de mercados descentralizados: el camino más eficiente y práctico hacia la descarbonización

El enfoque de mercados descentralizados descrito aquí apoya la descarbonización, la eficiencia a corto y largo plazo y la confiabilidad.

Asigna equitativamente los riesgos y las responsabilidades entre los operadores de la red, las entidades de servicio de carga, los consumidores y los inversores. Combina la inversión impulsada por el mercado con políticas complementarias de energía limpia. Y evita la disputa política asociada con los modelos centralizados y la sobrecapacidad y la asignación inadecuada de recursos a los que a menudo conducen estos modelos. 

En la segunda parte de esta serie de dos partes, los analistas Steven Corneli y Brendan Pierpont, junto con Eric Gimon de Energy Innovation,  proponen  una solución híbrida que agrega mercados a largo plazo a los mercados spot a corto plazo de hoy para apoyar la inversión en energía limpia y descarbonizar de manera confiable El sistema de energía al menos costo.