Working Paper No. 1211

Simulation and Evaluation of Zonal Electricity Market Designs

Så kan zonprissättningen på elmarknaden förbättras

Publicerad: 3 maj 2018Antal sidor: 39Nyckelord: Two-stage game; Zonal pricing; Wholesale electricity market; Bilinear programmingJEL-koder: C61; C63; C72; D43; D47; L13; L94

Simulation and Evaluation of Zonal Electricity Market Designs Mohammad Reza Hesamzadeh, Pär Holmberg and Mahir Sarfati



Europas elmarknader tillämpar zonprissättning. Som en följd av detta sätts priset på ett vis på spotmarknaden och på ett annat vis när elen levereras. Strategiska aktörer kan utnyttja denna prisskillnad, vilket leder till övervinster och minskad välfärd. I denna uppsats introducerar vi en ny elmarknadsdesign som minskar dessa problem.

Varje EU-land är indelat i ett eller ett fåtal elområden. Huvuddelen av elhandeln sker på spotmarknaden, dagen innan leverans. Europas elmarknader använder zonprissättning på spotmarknaden. Det innebär att man bortser från flaskhalsar inom varje elområde, endast flaskhalsar mellan elområdena beaktas.

En fördel med detta förfarande är att det förenklar spotmarknaden och terminshandeln. Dessutom är det politiskt kontroversiellt att ha olika priser inom ett land, vilket t.ex. framgick när Sverige ökade antalet elområden från ett till fyra år 2011.

Arbitrage på Europas elmarknader
På realtidsmarknaden, när elen levereras, måste dock alla flaskhalsar beaktas. Detta gäller även flaskhalsarna inom ett elområde. Skillnaden i hur flaskhalsar hanteras innebär att det ofta uppstår förutsägbara prisskillnader mellan spotmarknaden och realtidsmarknaden.

Aktörer kan göra en arbitragevinst om de ökar försäljningen på en marknad med högt pris och minskar försäljningen på en marknad med lågt pris. Producenter vars export begränsas av en flaskhals inom deras elområde brukar normalt tjäna på att öka försäljningen på spotmarknaden och minska den på realtidsmarknaden.

Detta är en ökänd strategi i elmarknadssammanhang, där den brukar kallas för ”öka-minska spelet”.

Arbitrage bidrog till energikrisen i Kalifornien
Ett problem med ”öka-minska spelet” är att några aktörer kan öka sin vinst på andras bekostnad. Ett annat problem är att det ökar handeln i realtid, vilket kan äventyra kraftbalansen. ”Öka-minska spelet” var t.ex. en bidragande orsak till Kaliforniens elmarknadskris vid millennieskiftet.

Problemen förknippade med ”öka-minska spelet” har lett till att elmarknader i USA numera tillämpar nodprissättning. Det innebär att varje flaskhals beaktas även på spotmarknaden. I Sverige skulle det svara mot att elmarknaden delades in i ett par hundra elområden. Om man bortser från försämrad likviditet i terminshandeln och den politiska problematiken, så anses nodprissättning normalt vara optimalt utifrån ett samhällsekonomiskt perspektiv.

Tre varianter av zonprissättning utvärderas
I denna uppsats jämför vi tre olika varianter av zonprissättning: zonprissättning enligt Storbritanniens modell, zonprissättning enligt Nordens modell och ny zonprissättning. I den nya zonprissättningen lägger vi till en restriktion som gör att priserna inom ett elområde blir lika även på realtidsmarknaden, även om alla flaskhalsar beaktas.

Om det vore så att beteendet hos marknadens aktörer inte påverkades, så skulle denna extra prisrestriktion göra att realtidsmarknaden blev mindre effektiv jämfört med existerande prissättningsmetoder. Men marknadsbeteendet påverkas, eftersom denna restriktion medför att prissättningen blir mer samstämmig mellan spotmarknaden och realtidsmarknaden.

Detta minskar möjligheten till arbitrage och således även problemen med ”öka-minska spelet”. I våra simuleringar använder vi nodprissättning som en referensmodell.  

Ny zonprissättning minskar problem med arbitrage
Vi formulerar en teoretisk modell där vi gör antagandet att producenter utnyttjar alla arbitragemöjligheter för att öka sin vinst.

Simuleringarna av vår modell visar att för zonprissättning enligt Nordens och Storbritanniens modeller uppstår betydande ineffektiviteter i produktionen och kraftiga övervinster för producenter med exportbegränsningar inom sitt elområde. Simuleringarna visar att den nya zonprissättningen väsentligt minskar dessa problem.


IFN Working Paper nr 1211, "Simulation and Evaluation of Zonal Electricity Market Designs", är författat av Mohammad Hesamzadeh (KTH), Pär Holmberg (IFN) och Mahir Sarfati (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

Framtidens arbetsförmedling

Pages-from-2018-Bergström-Calmfors---Framtidens-arbetsförmedling.gif

Lars Calmfors, IFN, är en av redaktörerna för antologin Framtidens arbetsförmedling (Fores 2018): "Den största utmaningen idag i svensk ekonomi är den höga arbetslösheten bland utomeuropeiskt födda, personer som saknar gymnasiekompetens, äldre och personer med funktionsnedsättningar". Ett genomgående tema i boken är att det är bättre att genomföra förändringar i små steg som går att utvärdera än att i ett slag göra totala systemförändringar.

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