Che cosa è il mercato di progettazione

Il design del mercato comprende l'insieme completo di regole, regolamenti, strutture di governance, meccanismi di prezzi e protocolli operativi che determinano collettivamente come funzionano i mercati dell'elettricità all'ingrosso e al dettaglio. Questi quadri dettano tutto da come l'elettricità è valutata e scambiata per come i generatori di offerta nel mercato, come la congestione della rete è gestita e come l'affidabilità del sistema è mantenuta.

Inizialmente focalizzata sulla creazione di mercati competitivi per la generazione di combustibili fossili convenzionali, il design del mercato deve ora ospitare tecnologie di generazione sostanzialmente diverse con strutture di costo distinte, caratteristiche operative e profili di produzione. Le fonti energetiche rinnovabili come il vento e il solare hanno costi marginali quasi zero una volta installati, generano energia elettrica in modo intermittente basata sulle condizioni meteorologiche piuttosto che sulla discrezione dell'operatore, e richiedono notevoli costi di produzione.

Un mercato ben progettato fornisce segnali di prezzo chiari che guidano in modo efficiente le decisioni di investimento, assicura l'affidabilità del sistema al minimo costo possibile e alloca i rischi tra i partecipanti al mercato.Per gli investitori di energia rinnovabile, in particolare, il design del mercato determina i flussi di reddito disponibili per la produzione di generazione, i meccanismi disponibili per gestire il rischio di prezzo e di volume, e la stabilità normativa che sostiene gli impegni di investimento a lungo termine.

Elementi di progettazione del mercato core che formano l'investimento rinnovabile

Meccanismi e strutture di allevamento

Per i progetti di energia rinnovabile, i mercati delle capacità possono fornire un flusso di entrate supplementari cruciale che compensa il credito di capacità inferiore tipicamente assegnato alla generazione variabile. Nel PJM Interconnection negli Stati Uniti, per esempio, le risorse solari e e eoliche possono partecipare alle aste di capacità insieme alla generazione, anche se ricevono valori di capacità declassati basati su output storico durante i periodi di picco della domanda.

I meccanismi di prezzi rappresentano l'elemento più fondamentale della progettazione del mercato da una prospettiva di ritorno degli investimenti. I mercati tradizionali di energia compensano i generatori esclusivamente per l'elettricità che producono al prezzo di compensazione del mercato. Ciò crea intrinseca incertezza dei ricavi per i progetti rinnovabili perché i prezzi all'ingrosso dell'elettricità possono essere altamente volatili e spesso sono depressi proprio quando le risorse eoliche e solari stanno generando più abbondantemente.

Quando grandi quantità di generazione rinnovabile entrano nel mercato contemporaneamente, i loro costi marginali quasi zero spingono fuori dall'ordine di spedizione una generazione convenzionale a costi più elevati, deprimendo i prezzi all'ingrosso su tutto il mercato. Mentre questo vantaggio i consumatori, crea un problema di compressione dei ricavi per i generatori rinnovabili che possono scoprire che le ore di più alta produzione coincidono con i prezzi più bassi.

Mercati di capacità e compensazioni di affidabilità

I mercati delle capacità rappresentano un approccio di progettazione alternativo che può aiutare a risolvere l'incertezza delle entrate inerenti ai mercati di sola energia. In base ai progetti di mercato delle capacità, i generatori ricevono i pagamenti per impegnarsi a fornire energia elettrica quando necessario, separati dai pagamenti per la produzione di energia effettiva. Questi pagamenti di capacità forniscono un flusso di entrate stabile e prevedibile che può aiutare i progetti rinnovabili a garantire il finanziamento e migliorare i rendimenti di investimento globali.

L'efficacia dei mercati delle capacità per le energie rinnovabili dipende in modo critico da come le regole di accreditamento della capacità trattano la generazione variabile. I mercati che assegnano valori di capacità conservativi alle risorse eoliche e solari possono limitare la loro capacità di guadagnare i ricavi delle capacità, mentre i mercati che utilizzano metodi di accreditamento più sofisticati che riconoscono i benefici della diversità dei portafogli rinnovabili dispersi geograficamente possono fornire una compensazione più equa.

Regole di partecipazione al mercato e accesso alla griglia

Le regole di partecipazione al mercato determinano l'ammissibilità, gli obblighi e i requisiti per i generatori che intendono partecipare ai mercati dell'elettricità all'ingrosso. Le regole che disciplinano le dimensioni minime di offerta, i requisiti di programmazione, gli obblighi di prestazione e di bilanciamento delle responsabilità possono influenzare in modo significativo i costi e la complessità dello sviluppo di progetti rinnovabili.

I progetti che affrontano tempi di coda incerti per gli studi di interconnessione, l'allocazione non chiara dei costi per gli aggiornamenti necessari della griglia, o disposizioni di accesso discriminatorie durante gli eventi di congestione affrontano rischi di sviluppo elevati e ricavi potenzialmente ridotti.

Driver per il ritorno degli investimenti sotto diversi disegni di mercato

Costi di garanzia e finanziamento delle entrate

I progetti di energia rinnovabile richiedono un investimento di capitale in anticipo e generano ricavi per una durata operativa che va dai 20 ai 30 anni. I fondi e gli investitori azionari richiedono visibilità nei flussi di reddito futuri per investire in capitali ragionevoli.

I progetti di mercato che forniscono meccanismi di entrate chiari, stabili e bancari consentono ai progetti rinnovabili di garantire il finanziamento del debito a tassi di interesse più bassi, migliorando direttamente l'economia del progetto. La differenza nel costo medio ponderato del capitale tra i mercati con forti quadri di entrate sostenuti dalla politica e quelli che si affidano esclusivamente all'esposizione all'ingrosso dei commercianti può superare i 300-500 punti base.

I meccanismi di entrate basati sui contratti rappresentano un terreno centrale tra esposizione completa dei commercianti e tariffe di alimentazione fissa. Gli accordi di acquisto di energia permettono ai generatori di contrarsi con controparti di credito per la vendita di certificati di energia elettrica e rinnovabile a prezzi fissi o basati sulla formula su termini definiti. La liquidità e la standardizzazione dei mercati PPA variano notevolmente in base alle norme di mercato e ai quadri di politica di sostegno.

Formazione e Riflessione del valore

L'energia rinnovabile fornisce diverse categorie di valore oltre la produzione semplice di kilowatt-ora, compresi i benefici ambientali, il valore di copertura dei prezzi del carburante e i contributi di affidabilità durante determinate condizioni di sistema.

I mercati che valorizzano correttamente questi attributi creano opportunità di reddito che compensano con precisione i generatori rinnovabili per i loro contributi di sistema. La progettazione del certificato di energia rinnovabile o della garanzia dei mercati di origine determina se i generatori rinnovabili possono monetizzare i loro attributi ambientali separatamente dalle vendite di energia elettrica.

I meccanismi di prezzi al carbonio integrati nel mercato elettrico offrono un'altra via per riflettere il valore ambientale delle generazioni rinnovabili. I mercati con un prezzo robusto del carbonio creano un aumento automatico dei ricavi per i generatori rinnovabili aumentando i costi di emissione delle fonti di generazione, ampliando il prezzo di diffusione tra generazione rinnovabile e generazione convenzionale.

Rischio di allocazione e progettazione di mercato

Diversi progetti di mercato destinano diverse categorie di rischi tra i partecipanti al mercato in modo diverso, e questa allocazione colpisce direttamente i ritorni corretti dal rischio a disposizione degli investitori rinnovabili.

I mercati con piattaforme di trading a lungo termine liquide, prodotti finanziari standardizzati e il mercato attivo consentono ai generatori di bloccare i prezzi per la consegna futura, riducendo l'incertezza dei ricavi.

Il rischio di regolamentazione, spesso citato dagli investitori come tra le barriere più significative alla distribuzione rinnovabile, riflette l'incertezza circa i cambiamenti futuri alle regole di mercato, il trattamento fiscale o i meccanismi di supporto.

Modelli di progettazione del mercato attraverso le giurisdizioni chiave

Approccio del mercato dell'energia tedesco ed europeo

La Germania ha storicamente operato un mercato unico per l'energia con un significativo supporto rinnovabile attraverso le tariffe di alimentazione e le aste più tardi competitive. Il sistema tariffario di alimentazione ha fornito una eccezionale certezza del reddito durante la Germania' la fase di distribuzione delle fonti rinnovabili, contribuendo alla rapida crescita solare e del vento nonostante le limitazioni delle risorse solari europee del nord.

La transizione verso i meccanismi di aste competitive ha mantenuto la stabilità dei ricavi, introducendo una pressione competitiva sui costi. I recenti risultati delle aste tedesche hanno dimostrato livelli di sostegno in calo, mentre i costi tecnologici cadono e l'esperienza di mercato si accumula.

L'integrazione della generazione rinnovabile tedesca nei mercati europei più ampi dell'elettricità attraverso l'accoppiamento del mercato e il commercio transfrontaliero crea sia opportunità che sfide. L'accesso ai mercati vicini offre ulteriori opzioni di offtake e aiuta a bilanciare la variabilità rinnovabile in un'area geografica più ampia. Tuttavia, l'armonizzazione delle regole di mercato nelle giurisdizioni rimane incompleta, creando complessità per i progetti che cercano di accedere a più mercati.

Il mercato unico dell'energia del Texas ERCOT

Il Consiglio di Affidabilità Elettrica del Texas gestisce un mercato all'ingrosso solo energetico senza mercato delle capacità e meccanismi di supporto specifici per le energie rinnovabili. Il design del mercato ERCOT si basa sulla scarsità dei prezzi durante le condizioni di fornitura stringenti per fornire i segnali di investimento necessari per l'adeguatezza di generazione.

Nonostante questo ambiente di mercato impegnativo per gli investimenti rinnovabili, il Texas è diventato il principale stato di produzione eolica negli Stati Uniti e ha sperimentato una rapida distribuzione solare negli ultimi anni. Questo successo riflette la combinazione di eccezionali risorse eoliche e solari, il mercato competitivo del certificato di energia rinnovabile, e lo sviluppo di un mercato PPA robusto che permette ai generatori di contrarsi per ricavi stabili anche senza stabilizzazione del mercato all'ingrosso.

L'esperienza del Texas dimostra che i progetti di mercato solo energia possono sostenere investimenti rinnovabili significativi quando i mercati PPA complementari sono ben sviluppati e quando i progetti beneficiano di costi di sviluppo ridotti, guidati dalla qualità delle risorse e dai processi di ottimizzazione semplificati.

Il modello di mercato delle capacità del Regno Unito

Il Regno Unito si è evoluto da un sistema di certificazione per obblighi rinnovabili a un contratto per il modello di differenza combinato con un mercato delle capacità. Il contratto per la struttura delle differenze crea un prezzo fisso di sciopero per le generazioni rinnovabili, garantendo una sicurezza eccezionale delle entrate, proteggendo i consumatori dal pagamento eccessivo durante i periodi di alto prezzo.

Per i progetti rinnovabili, la partecipazione al mercato delle capacità è stata limitata da fattori di derating conservatori applicati alla generazione variabile, anche se le recenti riforme hanno iniziato a riconoscere il contributo delle risorse eoliche con maggiore precisione.

Sfide critiche all'Intersezione Energetica Rinnovabile di Market Design

Effetto dell'ordine del merito e Cannibalizzazione delle entrate

L'effetto dell'ordine di merito si intensifica, creando sfide dinamiche di ricavi per progetti rinnovabili nuovi e esistenti. La generazione solare in California deve sempre più diminuire i prezzi di mezza giornata, mentre l'implementazione solare cresce, riducendo i ricavi disponibili per la cattura dell'output solare. Questo effetto di cannibalizzazione delle entrate può rendere i nuovi investimenti solari non economici nei mercati senza interventi politici.

Affrontare questa sfida richiede progetti di mercato che meglio allineano i tempi di generazione con i prezzi o che valorizzano la generazione rinnovabile oltre la semplice produzione di energia. I prezzi di tempo di giorno che rispecchiano correttamente le condizioni di sistema, combinati con l'integrazione di storage e con le risorse di domanda flessibili, possono contribuire a mitigare gli effetti di cannibalizzazione.

Costi di integrazione e loro allocazione

I costi di integrazione del sistema significativi accompagnano la generazione rinnovabile variabile, i costi relativi ai servizi di bilanciamento, ai requisiti di riserva, all'espansione della trasmissione e al rafforzamento della rete. Come questi costi sono assegnati tra i partecipanti al mercato influiscono direttamente sui rendimenti di investimento rinnovabili.

Le decisioni di allocazione dei costi su chi paga gli aggiornamenti della griglia necessari per collegare i progetti rinnovabili e per alleviare la congestione influiscono significativamente sull'economia del progetto.

Stabilità e fiducia degli investitori

Forse la sfida più grande che si pone agli investimenti in energia rinnovabile in qualsiasi progettazione di mercato è la stabilità normativa legata a inversione di politiche e cambiamenti di politica retroattiva. Diversi paesi europei hanno sperimentato significativi rallentamenti di investimento in seguito a cambiamenti retroattivi ai meccanismi di sostegno rinnovabili, dimostrando come il rischio normativo può danneggiare la fiducia degli investitori per lunghi periodi nonostante le attrattive condizioni di mercato sottostanti.

I progetti di mercato che incorporano gli impegni politici nella legislazione, stabiliscono una supervisione indipendente delle normative, o includono meccanismi di compensazione per i cambiamenti delle regole possono aiutare a mantenere la fiducia degli investitori attraverso transizioni politiche e l'evoluzione delle politiche.

Emerging Market Design Innovazioni e direzioni future

Integrazione di stoccaggio e partecipazione al mercato ibrido

L'implementazione di storage a batteria in crescita crea opportunità per progetti di mercato che permettono alle configurazioni ibride di stoccaggio rinnovabili di partecipare più efficacemente. Permettere lo storage abbinato alla generazione solare o eolica di fare offerte sui mercati come risorse integrate, spostare i tempi di produzione e fornire servizi sia energetici che accessori dallo stesso impianto in grado di migliorare l'economia del progetto, migliorando l'affidabilità della rete.

Gli aggiornamenti della regola di mercato nella Commissione federale per la regolamentazione dell'energia Ordine 841 e simili iniziative europee hanno iniziato ad aprire i mercati dei servizi ausiliari alla partecipazione allo stoccaggio, anche se sono necessarie ulteriori riforme per realizzare il pieno potenziale delle risorse ibride.

Progettazione del mercato di accoppiamento di idrogeno e settore

Il potenziale per la produzione di idrogeno verde per fornire una domanda flessibile per la generazione rinnovabile apre nuove domande di progettazione del mercato su come integrare l'elettrolisi dell'idrogeno nei mercati dell'elettricità. I mercati progettati in modo efficiente permetterebbero agli elettrolizzatori di rispondere ai segnali di prezzo, assorbendo la generazione di energia rinnovabile in eccesso durante i periodi di basso prezzo e riducendo l'output durante i periodi di alto prezzo.

I progetti di mercato che facilitano l'accoppiamento del settore tra elettricità, idrogeno, riscaldamento e trasporto creano ulteriori opportunità di reddito per i generatori rinnovabili espandendo la gamma di mercati di end-use che possono servire.

Innovazione finanziaria e Rischio Trasferimenti

La progettazione del mercato dell'elettricità può facilitare o ostacolare lo sviluppo di strumenti finanziari e mercati di trasferimento di rischio che permettono ai generatori rinnovabili di gestire più efficacemente i rischi di prezzo e volume.

I mercati che sostengono un solido trading finanziario e la standardizzazione dei contratti consentono una più efficiente ripartizione dei rischi tra generatori, offtakers e intermediari finanziari.

Conclusioni

La progettazione di mercato non è una condizione di sfondo neutrale per gli investimenti in energia rinnovabile, ma piuttosto un fattore determinante attivo per la redditività del progetto, il profilo del rischio e i rendimenti finali. Le regole che disciplinano la formazione dei prezzi, la compensazione della capacità, la partecipazione del mercato e l'assegnazione dei costi determinano collettivamente se i progetti rinnovabili possono attrarre un capitale sufficiente a costi ragionevoli per consentire il rapido implementazione necessaria per gli obiettivi climatici.

I responsabili politici che progettano o riformano i mercati dell'elettricità devono riconoscere che nessun progetto del mercato unico ottimizza universalmente i risultati degli investimenti rinnovabili. Il design appropriato dipende dalla miscela di tecnologia, dalla qualità delle risorse, dalle infrastrutture esistenti, dalla capacità di regolamentazione e dagli obiettivi politici. Ciò che riesce in un mercato solo per l'energia come il Texas non può trasferire direttamente a sistemi basati sulla capacità o strutture di utilità verticalmente integrate.

Gli approcci più efficaci combinano regole di mercato stabili e trasparenti che forniscono visibilità dei ricavi per investimenti a lungo termine con sufficiente flessibilità per soddisfare le condizioni di evoluzione tecnologica e di cambiamento del sistema. Poiché la penetrazione rinnovabile continua a crescere verso il 50, 80, o il 100 per cento in varie giurisdizioni, la progettazione del mercato richiederà un adattamento continuo per evitare gli effetti di cannibalizzazione, problemi di costi di integrazione e di incertezza che possono minare i ritorni di investimento proprio quando sono necessari.

Gli investitori che valutano le opportunità rinnovabili dovrebbero condurre una profonda progettazione del mercato dovuta diligenza, valutando non solo le attuali regole di mercato, ma la traiettoria dell'evoluzione normativa, il track record della stabilità normativa e i meccanismi specifici disponibili per la gestione del rischio di ricavi. La differenza tra rendimenti accattivanti e deludenti economia di progetto spesso scende meno alle prestazioni tecnologiche o qualità delle risorse che ai dettagli dell'implementazione di progettazione di mercato.