Working Paper No. 915

Congestion Management in Electricity Networks: Nodal, Zonal and Discriminatory Pricing

Fler elområden gör elmarknaden effektivare

Publicerad: 20 april 2012Antal sidor: 32Nyckelord: Congestion management; Wholesale electricity market; Transmission network; Nodal pricing; Zonal pricing with countertrading; Discriminatory pricing; Large gameJEL-koder: C72; D44; D61; L13; L94
Publicerad version

Congestion Management in Electricity Networks: Nodal, Zonal and Discriminatory Pricing Pär Holmberg och Ewa Lazarczyk


Lagringsmöjligheterna är begränsade i de flesta elkraftssystem, så produktion och konsumtion måste vara nästintill identiska i varje ögonblick. Konsekvensen blir att flaskhalsar i kraftnätet och hur de hanteras kan få stor inverkan på elpriset. I denna uppsats jämför vi de tre marknadsmodeller som används i världens elkraftssystem: nodprissättning, zonprissättning och diskriminerande prissättning.

Europeiska Unionens förordning 1228/2003, som uppdaterades 2006 och 2009, anger riktlinjerna för hur flaskhalsar ska hanteras i Europas elkraftssystem. Europas systemoperatörer ska koordinera sina beslut och välja marknadsmodeller som är säkra, effektiva, transparenta och marknadsorienterade. I denna uppsats jämför vi tre prissättningsprinciper som används inom EU idag: nodprissättning, zonprissättning och diskriminerande prissättning.

Tre marknadsmodeller som hanterar flaskhalsar i kraftnätet
Vid nodprissättning betraktas varje knutpunkt av kraftnätet som en lokal marknadsplats med ett lokalt marknadspris. Metoden medför att produktion i en nod med importbegränsningar säljs till ett högre pris än produktionen i en nod med exportbegränsningar. Denna prissättningsmetod används huvudsakligen i USA, men även i Irland och Ryssland. Zonprissättning är annars den dominerande prissättningsmetoden i Europa. Det innebär att marknaden har ett enda pris i en större region (elområde), oftast är elområdet ett helt land eller en delstat. Politiskt sett är det ofta en mera acceptabel lösning med ett pris i varje land, vilket inte minst vinterns mediastorm mot Svenska Kraftnäts uppdelning av Sverige i fyra elområden visar. Ett problem med zonprissättning är dock att det blir komplicerat att hantera eventuella flaskhalsar inom ett elområde. Efter det att zonpriserna har satts behöver systemoperatören ofta beordra korrigeringar, så att produktionen ökar i noder med importbegränsningar och minskar i noder med exportbegränsningar, för att undvika att kraftledningarna inom ett elområde överbelastas. Producenterna kompensenseras för dessa korrigeringar utan att marknadspriserna påverkas. Vi analyserar en marknadsorienterad typ av kompensation som kallas för mothandel och som används i Norden. Den tredje typen av prissättning kallas för diskriminerande prissättning, vilket innebär att all accepterad produktion betalas enligt bud. Det är en ganska ovanlig modell, men den används bl.a. i Storbritannien.

Zonprissättning medför att producenternas vinster ökar
Vi utvärderar de tre prissättningsmetoderna för ett generellt kraftnät med ett godtyckligt antal noder och transmissionsledningar. Vi utvecklar en teori där antalet producenter är mycket stort och efterfrågan är oberoende av priset. Vi finner att alla tre metoderna leder till att produktionskostnaderna minimeras och att välfärden optimeras på kort sikt. Vidare är producenternas vinster identiska vid nodprissättning och diskriminerande prissättning. Men zonprissättning och mothandel leder till onödigt stora vinster för producenterna i noder med exportbegränsningar, vilket medför att producenterna överinvesterar i dessa noder. För att undvika denna typ av ineffektiva investeringar, så rekommenderar vi att prissättningsmetoden bör ha ett rent format, såsom nodprissättning eller diskriminerande prissättning. Alternativt kan antalet zoner/elområden öka så att behovet av mothandeln minskar.

Zonprissättning ökar likviditeten men minskar effektiviteten
Ett annat resultat av vår analys är att utbudet är mera priskänsligt vid zon- och diskriminerande prissättning jämfört med nodprissättning. Det torde innebära att priserna i dessa båda modeller är mindre känsliga för efterfrågeshocker, vilket kan tolkas som att marknader med zon- eller diskriminernade prissättning bör vara mer likvida än marknader med nodprissättning. Å andra sidan innebär ett mera priskänsligt utbud från konkurrenterna att en liten felberäkning i en producents budkurva kan få stora konsekvenser för dess accepterade produktion. Denna känslighet ökar risken för att produktionen blir ineffektiv, särskilt om det finns osäkerheter i efterfrågan eller konkurrenternas utbud. Nodprissättning tycks vara mera robust mot denna typ av osäkerheter och bör därför vara en effektivare modell.


 

IFN WP nr 915, "Congestion Management in Electricity Networks: Nodal, Zonal and Discriminatory Pricing", är författat av Pär Holmberg (IFN) och Ewa Lazarczyk (Handelshögskolan/IFN).
Kontakta Pär på e-postadress Par.Holmberg@ifn.se om du vill veta mer.
 


 

Pär Holmberg

Kontakt

Tel: 08 665 4559
Mobil: 072 511 6866
Par.Holmberg@ifn.se

Senaste boken

Flyget och företagen

 

Flyget-och-företagen.jpg

 

Shon Ferguson, IFN, och Rikard Forslid, Stockholms universitet, har forskar om flygets betydelse för näringslivet.

Forskarna visar att inrikes direktlinjer till Stockholm är viktiga för tillverkningsindustrin i kommunerna utanför de tre storstadsregionerna och att internationella direktlinjer är särskilt betydelsefulla för tjänstesektorn.

Institutet för Näringslivsforskning, Grevgatan 34 - 2 tr, Box 55665, SE-102 15 Stockholm, Sweden | Tel: +46-(0)8-665 45 00 | info@ifn.se