Working Paper No. 1292

Capacity Mechanisms and the Technology Mix in Competitive Electricity Markets

Stödsystem för samhällsekonomiskt effektiva investeringar på elmarknaden

Publicerad: 1 juli 2019Antal sidor: 31Nyckelord: Investment; Wholesale electricity market; Capacity mechanism; Capacity auction; Strategic reserveJEL-koder: D41; L94

Capacity Mechanisms and the Technology Mix in Competitive Electricity Markets Pär Holmberg och Robert A. Ritz


Många länder betalar ut stöd till producenter på elmarknaden. I USA är stödet proportionellt mot anläggningens storlek. I Europa begränsas ofta stödet till en strategisk reserv. Denna uppsats visar att stödet är motiverat. Vi visar även hur stödsystemen bör utformas för att säkerställa samhällsoptimala investeringar.

Vid elbrist finns risken att hela elsystemet kollapsar, så att hela landet släcks ned under flera timmar. Både konsumenter och producenter förlorar på detta. Risken för elbrist minskar om antalet produktionsanläggningar ökar. Det innebär att varje nyinvestering i produktionskapacitet har positiva externaliteter, som gagnar alla aktörer i elsystemet. Detta är en anledning till att produktionskapacitet bör få ett visst stöd utöver marknadspriset.

I USA får alla produktionsanläggningar en betalning som är proportionell mot anläggningens storlek och som är oberoende av anläggningens nyttjandegrad. I Sverige och flera andra EU-länder har stödet begränsats till en strategisk effektreserv som upphandlas på marknaden

Ett problem är att många elkonsumenter inte har full kontroll på sin konsumtion. Exempelvis behövs el till kyl, frys, och värme även när konsumenten har lämnat hemmet. Elpriset kan öka snabbt. I extrema lägen har systemoperatören därför möjligheten att koppla bort konsumenter. Detta görs när elpriset når upp till ett pristak.

Ny modell av teknologimixen på elmarknaden
Uppsatsen utvecklar en ny modell som analyserar investeringar på elmarknaden. Vi antar att det finns en stor mängd produktionsteknologier att välja mellan för dem som vill investera. Teknologier som har låga produktionskostnader antas ha höga investeringskostnader, och vice versa. Det innebär att det blir optimalt att välja en låg produktionskostnad för anläggningar som används nästan hela tiden, medan anläggningar som främst används vid efterfrågetoppar bör ha höga produktionskostnader och låga investeringskostnader.

Vi antar att producenterna är riskneutrala och att marknaden har en välfungerande konkurrens, så att den förväntade vinsten på en investering är noll. Efterfrågan antas vara osäker men följer en känd sannolikhetsfördelning. Spotpriset på elbörsen sätts med marginalprissättning, dvs. det är marginalkostnaden för den dyraste använda anläggningen som sätter priset på marknaden.

Samhällsekonomiskt effektiva enhetliga kapacitetsbetalningar
Modellen har olika typer av produktionsteknologier. Det innebär att samhällsekonomisk effektivitet kräver att den totala produktionskapaciteten ska vara optimal för varje produktionsteknologi, dvs. marknaden ska ha den rätta teknologimixen. På många elmarknader sätts pristaket vid den nivå där en genomsnittlig konsument önskar bli bortkopplad. I det fallet finner vi att investeringarna blir samhällsekonomiskt optimala om varje anläggning får ett stöd som motsvarar den positiva externalitet som en ytterligare anläggning skulle ha för elsystemet.

Vi visar även att optimaliteten kan uppnås för ett lägre pristak om kapacitetsbetalningen är högre. Det går även att åstadkomma samhällsekonomiskt effektiva investeringar utan kapacitetsbetalningar om pristaket sätts högre än den nivå där en genomsnittlig konsument vill bli bortkopplad.

Högre kapacitetsbetalningar behövs vid mer förnybar elproduktion
I vår grundmodell beaktar vi förutsägbar elproduktion. I en utvidgning av modellen analyserar vi en marknad med intermittent förnybar elproduktion, såsom vind- och solkraft. Vi finner att det behövs högre kapacitetsbetalningar för att uppnå samhällsekonomiskt effektiva investeringar på en sådan marknad.

En samhällsekonomiskt effektiv strategisk effektreserv
Vi visar att en strategisk effektreserv kan vara lika effektiv som enhetliga kapacitetsbetalningar om reserven utformas på rätt sätt. För ett givet pristak bör stödet till effektreserven vara på samma nivå som den samhällsekonomiskt effektiva enhetliga kapacitetsbetalningen. Effektreserven används bara när den övriga produktionen inte räcker till. I det läget bör spotpriset för övriga anläggningar sättas till pristaket.

Det rörliga priset för effektreserven bör vara lägre. Det bör sättas till marginalkostnaden för den dyrast använda anläggningen i effektreserven. Prisskillnaden ger en extra kompensation till de övriga anläggningarna som i genomsnitt är lika stor som stödet till effektreserven. Vi visar att en sådan utformning av marknadsreglerna leder till samhällsekonomiskt optimala investeringar. 


IFN Working Paper nr 1292, ”Capacity Mechanisms and the Technology Mix in Competitive Electricity Markets”, är författat av Pär Holmberg, Institutet för Näringslivsforskning (IFN), och Robert Ritz (University of Cambridge). Vill du veta mer? Kontakta Pär Holmberg, par.holmberg@ifn.se.

 

Pär Holmberg

Kontakt

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

Kollektivavtal och lönebildning i en ny tid

Kollektivavtal-framsida.gif

 Kollektivavtal och lönebildning i en ny tid av Lars Calmfors, Simon Ek och Per Skedinger, IFN, samt Ann-Sofie Kolm, Stockholms universitet, analyseras olika sätt att göra lönebildningen mer flexibel. Analysen utmanar den etablerade synen inom partsorganisationerna på hur lönebildningen bör fungera. 

Läs mer

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