1

Razvoj električnega trga v svetu

Andrej GubinaLaboratorij za energetske strategije

Fakulteta za elektrotehniko, Univerza v Ljubljani

Ljubljana, 9.5.2005

2

Deregulacija po svetu

Velike spremembe v elektroindustrijiNi več reguliranega monopolaVelike firme postajajo večje:

(30M odjemalcev, 60 mrd USD prometa)Delovanje podobno sodobnim korporacijam

Upravljanje s tveganjemDiverzifikacija podjetij

Vzroki in poti so različni, a rezultati podobni:Vzpostavitev konkurence

Trg na debelo in na drobnoPrevzemi in združevanja v elektroindustriji

Mednarodne korporacije kupujejo podjetja po svetuNovi postopki vodenja EES-a

Novi zapleteni tehnični problemi Nižje cene električne energije

Za kupca pogosto zapleten nabor možnosti

3

Vloge udeležencev na trgu

Ustaljeni igralci

Neodvisni proizvajalci

Novi igralci Odjemalci

Cene dobavljene energije

Višje Odvisno od tržne pozicije

Konkurenčne Nižje

Uvedba konkurence za odjemalce

NE! Sploh NE! DA! Da, vendar ne med kosilom.

Odplačevanjenasedlih investicij

Obvezne Odvisno od tržne pozicije

Ne, če bodo tekmeci bolj konkurenčni

NE! Naj delničarji plačajo.

Prodaja lastnine

NE! Da Vseeno

4

Pregled obratovanja in sosledja trgov

Dekade/leto Leto/mesci Dan Ura Min Sek Cikli Dnevi

15-5 5-1 < 10 < 10

Ex-

post

trg

pora

vnav

Dobavljiva kapaciteta

Energija Proizvodne zmogljivosti

Vzdrževanje Vozni red Obratovanje

Investicije

Gradnja

Terminski trg Urni trg Trenutni trg Izravnava odstop.

Ang

ažira

nje

agre

gato

v

Dis

peči

ranj

e

Rot

. rez

erva

Reg

. fre

kven

ce

Nap

. reg

ulac

ija

Tran

z. st

abiln

ost

Fizični sistem

Finančni trg Ex-ante trg Ex-post

Sprotni trg Dnevni trg

5

Model proizvodnega poola (Poolco)Proizvajalci Agregatorji/

tržni posrednikiSistemskioperater

Odjemalci

NeodvisniProizvajalec

IOUProizvajalec

LokalniProizvajalec

Upravljanjez odjemom

NeodvisniProizvajalec

Upravljanje z odjemom(DSM)

Poizvodnipool

Lokalnipool

Poizvodnipool

Trgovec /Broker

Centralnikoordinator/

Neodvisnisistemskioperater

Sisitemske storitve- Rotirajoča rezerva- Regulacija frekv. (AGC)- Izravnava odstopanj- Vodenje razbremenjevanja- Regulacija napetosti

Agregatorodjema

Veliki distr. odjemalci

Lokalniodjemalci

Veliki VN odjemalci

Veliki distr. odjemalci

Gen DSM Gen

6

Latinska Amerika

Chile (1980): privatizacija nac. elektro podjetjaArgentina (1991):

Ločitev generacije (GEN), prenosa (PREN) in distribucije (DIS)Močna konkurenca generatorjev: majhne firme, PoolcoGeneratorjem olajšan dostop na trgOdprt dostop do PREN+DIS omrežjaDIS imajo

koncesije za dobavo elektrike

dolgoročne obveznosti dobaveCene na debelo = Mejne cene

dosežene na trgu Pool-a

Cena

Količina

Mejna Cena

Ponudba Povpraševanje

7

Latinska Amerika, 2

Prej Regulativa po donosu (Rate-of-return reg.)Država podjetju predpiše donos na investirani kapitalPodjetje veliko investira v sistem ("pozlatitev")Stroške prenese na odjemalce

Nadomesti jo Regulativa po učinku(Performance-based regulation, RPI-X)

Donos vezan na indeks cen, X = učinkovitost panoge Omejena možnost prenosa stroškov na odjemalce (RPI-X-K)Podjetje je motivirano za čim gospodarnejše poslovanje

Rezultati:Razpoložljivost (Arg): TE: 47% ('92) → 75% ('96)Kvaliteta dobave se izboljša, izgube se zmanjšajoCene energije se znižajo: 50$/MWh → 30 $/MWh

8

ODPRTI TRG• resnična konkurenca v proizvodnji in prodaji

DELNO ODPRTI TRG• formalno dereguliran, dejansko z omejitvami

ZAČETO ODPIRANJE TRGA• počasna deregulacija v skladu z IEM direktivo EU o

povezovanju trgov el. energije

DRŽAVE V PREHODU • večinoma reguliran trg; močno javno lastništvo, • na Poljskem poteka deregulacija

DIREKTIVA EU O TRGIH EL. ENERGIJEdo 19. februarja 1999:

Odprtje najmanj 26.5 % nacionalnega trga(računska omejitev: porabniki > 40 GWh/leto)

2000: 28 % trga (> 20 GWh/leto)2003: 33 % trga (> 9 GWh/leto) 2006: ocena in nadaljnji koraki (3. faza)

Dostop do omrežja: regulirani / pogajani / pooblaščeni kupec

Evropski trgi el. energije v 1999

9

Deregulacija v Evropi

VELIKA BRITANIJA• Reforma trga z energijo • Ločevanje proizvodnje in prenosa

VELIKA BRITANIJA• Reforma trga z energijo • Ločevanje proizvodnje in prenosa

NORDIJSKE DRŽAVE• Ekspanzija Nordpool-a do Danske• Harmonizacija poslovnega okolja• Energijska reforma na Danskem

NORDIJSKE DRŽAVE• Ekspanzija Nordpool-a do Danske• Harmonizacija poslovnega okolja• Energijska reforma na Danskem

NEMČIJA• Cene prenosov omejujejo konkurenco• Leipzig Power Exchange: maj '00

NEMČIJA• Cene prenosov omejujejo konkurenco• Leipzig Power Exchange: maj '00

NIZOZEMSKA• Najprej dereg., potem privatizacija

• APX (Amsterdam Power Exchange)

• Ločeno prenosno podj. (TENNET)

NIZOZEMSKA• Najprej dereg., potem privatizacija

• APX (Amsterdam Power Exchange)

• Ločeno prenosno podj. (TENNET)

BALTSKE DRŽAVE• Privatizacija, restrukturiranje• Prenova tarifnih sistemov in sistemov licenciranja

• ”Javne" prenosne tarife

BALTSKE DRŽAVE• Privatizacija, restrukturiranje• Prenova tarifnih sistemov in sistemov licenciranja

• ”Javne" prenosne tarife

POLJSKA• Postopna deregulacija in privatizacija• Prilagajanje cen energije na raven trga

POLJSKA• Postopna deregulacija in privatizacija• Prilagajanje cen energije na raven trga

10

1988: Nacionalno el. podjetje se razdeli naGeneracijo: 2 privatni in 1 državnoPrenosno podjetje (National Grid) tudi sistemski operater (SO)12 privatnih distribucij - DIS

StrukturaSO vodi "obvezni pool" – PoolcoDIS podajo SO napoved obremenitveGEN ponudijo na dnevni trg 48 polurnih količin + cenSO izračuna vozni red, omejen s prenosnimi omejitvami

Razvrstitev ponudb po ceni, najnižja da mejno ceno (MCP)Razbremenjevanje prenosnih poti s pomočjo generacije (dražji)

Regulativa po učinku (RPI+x)

Rezultati: - Večja učinkovitost obratovanja

- Osebje se zmanjša za 60%, storilnost poveča za 75%

Velika Britanija (1988): Pool

11

Velika Britanija : popravki, 2001

NETA: New Energy Trading Arrangement (29. 3. 2001)Izkaže se, da lahko GEN izkoriščajo tržno moč

Napovedo, da bodo obratovali, potem pa se "pokvarijo"Cene zato precej višje, kot bi morale biti

Finančna odgovornost za napovedane količine gen+odjDIS: dajo napoved obremenitve SO-ju

z GEN sklenejo dolgoročne pogodbe: terminski trg, 1 leto ali večDnevni trg (PX): 24 h pred dobavo:

GEN kup./prod. razliko do terminskih pogodb na PX3.5 ure pred dobavo: Sporočene končne pozicije (FPN)Sproti: SO kupi energijo na sprotnem trgu za izravnave

GEN + DIS, ki dajo napačne napovedi, plačajo kazen (imbalance + information charge)

Odjem: - Veliki odjemalci: na trgu- Mali: znotraj pavšalnega diagrama obremenitve najceneje

BETTA 2003: (British Electricity Trading and Transmission Arrangements)Škotski + GB prenosni sistem dobita enega SO

12

Dobavitelji Agregatorji/

Tržni posrednikiNeodvisni

sistemski operaterOdjemalci

Neodvisni Proizvajalec

IOU Proizvajalec

Lokalni Proizvajalec

Upravljanje z odjemom

Neodvisni Proizvajalec

Upravljanje z odjemom (DSM)

Poizvodni pool

Lokalni pool

Poizvodni pool

Trgovec /Broker

Centralni koordinator/

Neodvisni sistemski operater

Sisitemske storitve - Rotirajoča rezerva - Regulacija frekv. (AGC) - Izravnava odstopanj - Vodenje razbremenjevanja- Regulacija napetosti

Agregator odjema

Veliki distr. odjemalci

Lokalni odjemalci

Veliki VN odjemalci

Veliki distr. odjemalci

Gen DSM Gen

Bilateralni tržni model

13

NORVEŠKA: (1991)• Omejitve pri uvozu in izvozi izven meja trga

FINSKA (1995)

ŠVEDSKA (1996)• Licencirana zunanja trgovina izven meja trga• Bolj striktno ločevanje dejavnostiDANSKA (1998)• upravičeni odjemalci:

• končni porabniki > 100 GWh• vsa DIS podjetja

Trg elektične energije NordPool• Pokriva skandinavske države z različnimi strukturami trgov• NordPool je SO, lastniki omrežij pa upravljajo s svojimi omrežji• PX vsebuje tudi sprotni trg za pokrivanje odstopanj izmenjav• Prvi je uvedel tudi terminski trg za električno energijo

Nordijski trg z el. energijo

14

Norveška (1991) : Bilateralni model

Pred deregulacijo:Pool: 200 GEN + DIS firm: glavni vir HENacionalno prenosno omrežje

Deregulacija:GEN: več konkurenčnih firm, pool se odpre za konkurencoPrenos (lastnik omrežja, Stattnet) + DIS: ohranijo monopolKonkurenčen trg na drobno

Stattnet: vodi omrežje (SO) + trg energije (PX)Trg energije PX: teden vnaprej, dnevni, urni

SO sistemske storitve kupuje na dnevnem trgutudi dolgoročne pogodbe na PXalternativa bilateralnim pogodbam

Bilateralni trg: 70% vseh dobavSO potrdi vozne rede

Odjem: veliki - urne meritve, mali - urne/pavšal

15

Operater trga

Udeleženci(proizvajalci)

Tržna poravnava

Enot. 1

Podjetje 1

Norveškimodel

Cene in količine

Enot. k

Enot. 1

PodjetjemEnot. k

Ponudbe z info. o cenah in količini

Lokalna optimizacija

Lokalna optim.

Optimiz. program

Enota 1

Enota n

Angleškimodel

(originalni)

Vozni red in cene

Ponudbe z info.o stroških in omejitvah

Primerjavamodelovtrga

16

Model popolnoma razvitega trga

Proizvajalci Agregatorji proizvodnje/ Tržni posredniki

Centralni koordinator

Odjemalci

Neodvisni Proizvajalec

IOU Proizvajalec

Lokalni Proizvajalec

Upravljanje z odjemom

Neodvisni Proizvajalec

Upravljanje z odjemom (DSM)

Poizvodni pool

Lokalni pool

Poizvodni pool

Trgovec /Broker

Neodvisni sistemski operater

Zanesljivost Stabilnost Sigurnost Izravnave

Sisitem.storitve - Rotirajoča rezerva - Reg. frekv. (AGC) - Izravnava odstopanj - Vodenje razbrem. - Regulacija napetosti

Mali odjemalci

Odjemalci

Industrijski odjemalci

Odjemalci

DSMPogodbe za

kapaciteto od gen. in bremen

pov. z IOU

OdjemalciLokalni odj.

IOU odjem

Neodv. trgovci

Proizvodnja Prenos Distribucija

Agregatorji porabe/ Tržni posredniki

17

ZDA: 1996

Pred reformoElektro podjetja vertikalno integrirana (GEN + PREN + DIS)

Odgovorna za dobavo elektrike odjemalcem

Regulativa po donosu

FERC (Order 888 + 889) zahteva:Konkurenčen trg na debelo

Odprt za vse: tudi pooli se morajo odpretiBrez tržne močiPretok informacij o stanju omrežja - OASIS

Prenosno omrežje je odprto za kvalificirane GEN + ODJNeodvisni sistemski operater (SO) nepristransko vodi sistem

Zagotavlja sistemske storitve

Električna energija postane blago: terminske pogodbe

18

Trgi v ZDA – različno po zv. državah

PJM – (Pennsylvania-Jersey-Maryland)Pool: SO vodi delovanje sistema in PX

ISO New EnglandNew York ISOERCOT – Texas

Ni povezan z ostalimi sistemi; uvaja sprotni trg

Novejši RTO-ji:Alliance, SPP + Entergy, Midwest ISO, Southern

California ISO

19

Kalifornija – kaj je šlo narobe?

Lastnosti kalifornijskega (CA) sistemaPotek reformVzroki in povodi za krizo

ZunanjiNotranji, strukturni

Poti do rešitve krize

20

Kalifornijski sistem pred reformo

Zgodnja '90: recesija Tri vertikalno integr. podjetja (Investor-owned Utilities - IOU)

Napajajo 85% sistemaRegulira jih Kalifornijska regulatorna komisija (CPUC)

"Zelena" in nuklearna energija → visoke cene elektrikeCene 50% višje od povprečja ZDAEkološke omejitve (NOx dovoljenja)20% energije uvožene od sosedovVišek proizv. zmogljivosti (april 1998)

Cilj reforme:Znižati cene, Zmanjšati regulativo, Uvesti konkurenco.

21

Kalifornija (1998): Povsem razvit trg

Od vsega začetka je trg povsem odprtNa debeloNa drobno

Odprt dostop do prenosnega omrežja

Trg energije (Cal PX)Dvojna avkcija: ponudbe od proizvajalcev in odjemalcevCentralizirani trg omogoča samo kratkoročne pogodbe:

uro vnaprejdan vnaprej

Bilateralne pogodbe: tudi dolgoročneCena prenosa: Metoda poštne znamkeRazbremenjevanje kritičnih prenosnih poti: Območne cene

22

Lastnosti CA sistema, april 1998

Neodvisni sistemski operater (Cal ISO) upravlja sPrenosnim sistemomSprotnim trgom energije, Trgom sistemskih storitev in Trgom za zakup prenosnih kapacitet

IOU-ji morajo Prodati 55% - 100% lastne proizvodnjeKupiti/prodati vso energijo na PX

Trg na drobno: Vsi odjemalci lahko izbirajo dobaviteljaCene zamrznjene za 4 leta ali do odplačila nasedlih investicij

Cal PX in Cal ISO imata velika upravna odbora

Cena na debelo + prenos

Profit

23

Struktura novega kalifornijskega trga

G G G G G

Pogodbe za odstopanja

Ponujena proizvodnja

Cal PXSprotni trg

Bilat. pogodbe za direkten dostop

Agregator gen 1

Koordinator voznega reda 1

Cal ISO - NEODVISNI SISTEMSKI OPERATER

DIS #1 DIS #2 DIS #3

CC CC

PZO

CC CC CC CC

Ne-IOU dobavitelj 1 IOU IOU Dobavitelj 1

Ne-IOU IOU

PZODirekten odjem

Dobavitelj 2 Dobavitelj 3Dobavitelj 2

24

Napake v zasnovi trga, 1

Trg na debelo je dereguliran, na drobno pa le na papirjuCene na drobno so fiksirane, Porabniki nimajo ekonomske povratne zanke

Ni ekonomskih spodbud za zagotavljanje zanesljivostiGeneratorjem ne plačajo za zagotavljanje kapaciteteDistribucije nimajo obveznosti dobave

Distrib. podjetja → izpostavljena nihanjem cen na trgu Energijo lahko kupujejo le na trgih Cal PX ali Cal ISODolgoročne pogodbe sprva niso dovoljene: preprečiti visoke cene!Ko jih dovolijo, lahko CPUC kasneje preveri smotrnostUpravljanje s tveganjem oteženo

Censke kapice: trgi so neusklajeni (sprotni, dnevni, AS)Dnevni trg: 2500$/MWhSprotni trg: 250$/MWH

25

Napake v zasnovi trga, 2

Generatorji imajo tržno močLokalne preobremenitve prenosnih poti, plinovodovTržna arbitraža: ponudijo energijo na najugodnejšem trgu

Distribucije: tržna arbitražaNa trgu za dan vnaprej kupijo premalo energijeDo 30% kupijo na sprotnem trgu

Ekologija: trg emisijskih dovoljenj NOxZmanjšujejo kvote, ko bi jih najbolj rabili

Upravni odbori Cal ISO, Cal PX ter CPUCSestavljeni so iz predstavnikov sodelujočih na trguOdločitve = kompromisi

Pohlep IOUNe priznajo odplačila nasedlih investicijKasneje je prepozno (razen SDG&E)

Cena na drobno

Cena na debelo

Cal PX Cal ISO

Dnevni Sprotni2500$/MWh

250$/MWh

26

Razkorak v cenah na drobno in IOU

0

5

10

15

20

25

Junij Julij Avgust September Oktober November DecemberMesec (2000)

Cen

a el

ektri

ke (c

/kW

h)

.

Cene SCECene pri odjemalcih

27

Zunanji vplivni dejavniki, 1

Poraba se povečuje bolj, kot pričakovano: 51.400 MW25% povečanje v 90-ih, od tega 12.5% v letu 2000!Demografija: cvetoča ekonomija povzroči priseljevanjeSilikonska dolina: serverske farme: ena stavba = 10MW

Poraba neelastičnaNi sprotnih meritev, cene fiksneNe držijo se pogodb o prekinitvi

Manj uvoza iz sosednjih pokrajin (20%)Suša: HE nimajo vode, ekologijaPorast domače porabe tudi pri sosedih

Stare elektrarne v remont (10.000 MW)Cena plina na trgu izjemno visoka

28

Zunanji vplivni dejavniki, 2

Omejitve pri izgradnji nove proizvodnjeStalne spremembe tarifnega sistema: 27 v 24 mescihDolga doba za pridobitev dovoljenj za gradnjo: 2-5 letIniciative "Samo ne na mojem vrtu"

Nobene nove elektrarne 10 let! Inštalirana moč se zmanjša za 1200 MW med '97 in 2000.

Cena elektrike zelo visoka:Plin se podraži do 20x: : + 75 $/MWhNOx dovolilnice; do 15x : + 30 $/MWh

Črpanje denarja iz IOU-jevHoldingi potegnejo 8 mrd $ iz IOU-jev med '97-'99Investicije v elektrarne zunaj CA ("energijske farme")Ko IOU-ja izgubljata denar, ju holdingi pustijo na cedilu

29

Potek krize v Kaliforniji

Cene spomladi 2000 eksplodirajoPonujene energije premalo za zadovoljitev odjemaOdjem se ne odziva: ni ekonomske povratne zankeDva največja IOU-ja do sedaj izgubita 12 Mrd USD

Bankrot podružnice PG&E

SDG&E: odplačane nasedle investicijeCene na drobno do 3x višje, a firmi ni hudega

Nekateri GEN verjetno izkoriščajo tržno močZaradi "remontov" elektrarne ne obratujejoDruge enote dosegajo bistveno višje cene

Januar 2001: tri mesece stalno krizno stanje

Trg Cal PX preneha delovatiPosle prevzame kalifornijska vlada

Cena

Energija

30

Potek krize v Kaliforniji, 3

7 50

84

1 0

12

55

36

1

77

36 3530

44

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1 - Rezerva podminimumom

2 - Rezerva pod 5% 3 - Rezerva pod 1.5% "Ne dotikaj se"

Tip izrednega stanja

Šte

vilo

dni

1998199920002001 - prvi trije mesci!

31

Cene na Cal PX ($/MWh)

Cal PX cene za dan vnaprej, srednje vred. ($/MWh) 1998 1999 2000 2000 (ocena) Januar - 21.6 31.8 27.7 Februar - 19.6 18.8 24.1 Marec - 24.0 29.3 23.3 April 23.3 24.7 27.4 20.0 Maj 12.5 24.7 50.4 18.5 Junij 13.3 25.8 132.4 18.8 Julij 35.6 31.5 115.3 28.0 Avgust 43.4 34.7 175.2 40.9 September 37.0 35.2 119.6 45.3 Oktober 27.3 49.0 103.2 32.2 November 26.5 38.3 179.4 31.6 December 30.0 30.2 372.0 30.7 Povprečje 30.0 30.0 113.0 28.5

32

Predlagani ukrepi za rešitev CA krize

Hitrih, poceni in nebolečih rešitev ni!Omejitve cen s censkimi kapicami (price caps)

Lahko še poslabšajo primanjkljaj dobaveGEN raje prodajajo tja, kjer lahko povrnejo sprem. stroške

Prisilna prodaja energije kupcem v KalifornijiPrezadolženosti kupcev (IOU-jev)Ukaz vlade: generatorji jim morajo še vedno prodajati

Država = trgovec z energijoKupuje energijo na trgu in jo prodaja IOU-jemZa interventni odkup lahko namenijo do 10 mrd USD

Podržavljenje prenosnega omrežjaKalifornija v zameno odkupi del omrežja od IOU-jev

33

Predlagani ukrepi za rešitev krize, 2

Povečati količino proizvodnje na voljoPospešiti izdajo dovoljenj in izgradnjo novih elektrarnV izgradnji je 2.900 MW nove generacije (še 2 leti)

Razpršitev tveganja za distribucijeOmogočiti jim nakup energije z dolgoročnimi pogodbami

Povečati cene na drobnoPribitek k ceni za porabo nad 30% povprečjaTrenutni 15% dvig cen premajhen/prevelikReferendum o reregulaciji = ?

Financiranje prehodnega obdobja Obveznice: 10 mrd USD

Modelov trga je veliko. Najboljšega še iščemo.