Влияние рыночного дизайна на доходность инвестиций в возобновляемые источники энергии

Что такое дизайн рынка

Рыночная конструкция включает в себя полный набор правил, положений, структур управления, механизмов ценообразования и операционных протоколов, которые в совокупности определяют, как функционируют оптовые и розничные рынки электроэнергии. Эти рамки диктуют все, от того, как оценивается и продается электричество, до того, как генераторы предлагают на рынке, как управляется перегруженность сети и как поддерживается надежность системы.

Концепция рыночного проектирования значительно развилась с первых дней дерегулирования электроэнергии в 1990-х. Первоначально ориентированная на создание конкурентных оптовых рынков для обычной генерации ископаемого топлива, рыночный дизайн теперь должен вместить принципиально разные технологии генерации с различными структурами затрат, эксплуатационными характеристиками и профилями выпуска. Возобновляемые источники энергии, такие как ветер и солнечная энергия, имеют почти нулевые предельные затраты, когда-то установленные, генерируют электричество с перерывами на основе погодных условий, а не дискреционного оператора, и требуют значительных первоначальных капитальных инвестиций. Эти характеристики создают значительные проблемы для рыночных проектов, первоначально задуманных вокруг диспетчерской тепловой генерации с относительно предсказуемыми затратами и моделями производства.

Хорошо продуманный рынок обеспечивает четкие ценовые сигналы, которые эффективно направляют инвестиционные решения, обеспечивает надежность системы при наименьших возможных затратах и справедливо распределяет риски среди участников рынка. Для инвесторов в области возобновляемых источников энергии, в частности, рыночный дизайн определяет потоки доходов, доступные для производства генерации, механизмы, доступные для управления ценовым и объемным риском, и стабильность регулирования, которая лежит в основе долгосрочных инвестиционных обязательств.

Элементы дизайна основного рынка, которые формируют возобновляемые инвестиции

Механизмы ценообразования и структуры доходов

С рынками мощности генераторы получают платежи не только за электроэнергию, которую они фактически производят, но и за поддержание имеющейся мощности для удовлетворения будущих потребностей системы. Для проектов в области возобновляемых источников энергии рынки мощности могут обеспечить важный дополнительный поток доходов, который компенсирует более низкий кредит мощности, обычно назначаемый переменной генерации. В PJM Interconnection в Соединенных Штатах, например, солнечные и ветровые ресурсы могут участвовать в аукционах мощности наряду с обычной генерацией, хотя они получают деградированные значения мощности на основе исторических значений мощности в периоды пикового спроса.

Механизмы ценообразования представляют собой наиболее фундаментальный элемент рыночного дизайна с точки зрения возврата инвестиций. Традиционные рынки, основанные только на энергии, компенсируют генераторам исключительно электроэнергию, которую они производят по рыночной цене клиринга. Это создает внутреннюю неопределенность доходов для проектов возобновляемых источников энергии, поскольку оптовые цены на электроэнергию могут быть очень волатильными и часто снижаются именно тогда, когда ветровые и солнечные ресурсы генерируются наиболее широко.

Эффект заказа заслуги иллюстрирует эту проблему непосредственно. Когда большие объемы возобновляемой генерации выходят на рынок одновременно, их почти нулевые предельные затраты выталкивают более дорогую традиционную генерацию из диспетчерского заказа, снижая оптовые цены по всему рынку. Хотя это приносит пользу потребителям, это создает проблему сжатия доходов для возобновляемых генераторов, которые могут обнаружить, что часы наибольшего производства совпадают с самыми низкими ценами. Исследования немецкого рынка электроэнергии зафиксировали снижение оптовых цен на 30-50% в периоды высокой солнечной и ветровой продукции, непосредственно снижая доходность проекта.

Рынки мощностей и компенсация надежности

Рынки мощности представляют собой альтернативный подход к проектированию, который может помочь устранить неопределенность в отношении доходов, присущую только рынкам энергоносителей. В рамках проектов рынка мощности генераторы получают платежи за обязательство по поставке электроэнергии, когда это необходимо, отдельно от платежей за фактическое производство энергии. Эти платежи за мощность обеспечивают стабильный, предсказуемый поток доходов, который может помочь возобновляемым проектам обеспечить финансирование и улучшить общую отдачу от инвестиций.

Эффективность рынков мощностей для возобновляемых источников энергии в решающей степени зависит от того, как правила аккредитации мощностей относятся к переменной генерации. Рынки, которые присваивают консервативные значения мощности ветровым и солнечным ресурсам, могут ограничивать их способность получать доходы от мощности, в то время как рынки, которые используют более сложные методы аккредитации, признающие преимущества разнообразия географически распределенных возобновляемых портфелей, могут обеспечить более справедливую компенсацию.

Правила участия в рынке и сетевой доступ

Правила участия в рынке определяют право, обязательства и требования к генераторам, стремящимся участвовать в оптовых рынках электроэнергии. Правила, регулирующие минимальные размеры ставок, требования к расписанию, обязательства по производительности и балансировочные обязанности, могут значительно повлиять на стоимость и сложность разработки проектов в области возобновляемых источников энергии. Рынки, разработанные с большими минимальными размерами ставок или строгими требованиями к планированию, могут эффективно исключать меньшие проекты в области возобновляемых источников энергии или налагать непропорциональные затраты на соблюдение.

Правила подключения к сетям и механизмы доступа к передаче также подпадают под правила участия на рынке и оказывают глубокое влияние на доходность инвестиций. Проекты, которые сталкиваются с неопределенным временем очереди для исследований взаимосвязи, неясным распределением затрат на необходимые обновления сетей или дискриминационными положениями о доступе во время событий перегрузки, сталкиваются с повышенным риском развития и потенциально уменьшенными доходами.

Драйверы возврата инвестиций в разных рыночных проектах

Определенность доходов и затраты на финансирование

Наиболее значительное влияние рыночного дизайна на доходность инвестиций в возобновляемые источники энергии оказывает влияние на затраты на финансирование. Проекты в области возобновляемых источников энергии требуют значительных первоначальных капиталовложений и получения дохода в течение срока эксплуатации от 20 до 30 лет. Кредиторы и инвесторы в акционерный капитал требуют видимости будущих потоков доходов для привлечения капитала по разумным ставкам.

Рыночные проекты, обеспечивающие четкие, стабильные и приемлемые для банков механизмы получения доходов, позволяют возобновляемым проектам обеспечивать долговое финансирование по более низким процентным ставкам, непосредственно улучшая экономику проекта. Разница в средневзвешенной стоимости капитала между рынками с сильной политикой поддержки доходов и теми, кто полагается исключительно на коммерческий оптовый риск, может превышать 300-500 базисных пунктов. Для типичного солнечного фотоэлектрического проекта этот дифференциал затрат на финансирование может изменить чистую приведенную стоимость проекта на 20-40% или более.

Механизмы получения доходов на основе контрактов представляют собой промежуточную основу между полным воздействием торговцев и фиксированными тарифами на подачу электроэнергии. Соглашения о закупке электроэнергии позволяют генераторам заключать контракты с кредитоспособными контрагентами на продажу сертификатов на электроэнергию и возобновляемые источники энергии по фиксированным или формульным ценам в течение определенных сроков. Ликвидность и стандартизация рынков PPA резко различаются в разных юрисдикциях на основе рыночных правил и поддерживающих политических рамок.

Формирование цен и отражение стоимости

Степень, в которой рыночные проекты точно отражают полную стоимость возобновляемой генерации в рыночных ценах, напрямую влияет на доходность инвестиций. Возобновляемая энергия обеспечивает несколько категорий стоимости, выходящих за рамки простого производства в киловатт-часе, включая экологические выгоды, стоимость хеджирования цен на топливо и вклад надежности в определенных системных условиях.

Рынки, которые должным образом оценивают эти атрибуты, создают возможности для получения дохода, которые точно компенсируют вклад возобновляемых генераторов в их систему. Разработка сертификата или гарантии рынков возобновляемых источников энергии определяет, могут ли возобновляемые генераторы монетизировать свои экологические атрибуты отдельно от продаж электроэнергии.

Механизмы ценообразования на углерод, интегрированные в конструкцию рынка электроэнергии, обеспечивают еще один путь для отражения экологической ценности возобновляемой генерации. Рынки с надежным ценообразованием на углерод создают автоматический подъем доходов для возобновляемых генераторов за счет увеличения затрат на выбросы источников генерации, расширяя ценовой спред между возобновляемой и традиционной генерацией.

Распределение рисков и особенности дизайна рынка

Различные рыночные проекты по-разному распределяют различные категории риска среди участников рынка, и это распределение напрямую влияет на скорректированную с учетом риска доходность, доступную для возобновляемых инвесторов. Объемный риск, представляющий собой неопределенность в отношении того, сколько часов будет генерироваться проект и при каком факторе мощности, варьируется в зависимости от рыночных правил, регулирующих лечение сокращения и распределение арендной платы за перегруженность.

Распределение ценового риска зависит от рыночных временных горизонтов и возможностей хеджирования. Рынки с ликвидными форвардными торговыми платформами, стандартизированными финансовыми продуктами и активным рыночным производством позволяют генераторам фиксировать цены на будущую поставку, уменьшая неопределенность доходов. Балансирующий риск, представляющий затраты, наложенные на генераторы, фактическая продукция которых отклоняется от запланированных сумм, резко варьируется на разных рынках на основе периодов урегулирования дисбаланса, структур штрафов и сроков закрытия ворот.

Регуляторный риск, часто упоминаемый инвесторами как один из наиболее существенных барьеров для развертывания возобновляемых источников энергии, отражает неопределенность в отношении будущих изменений рыночных правил, налогового режима или механизмов поддержки.Рыночные проекты, которые включают положения о дедушке, механизмы стабилизации доходов или устройства нормативных обязательств, уменьшают эту категорию риска и соответственно снижают требования инвесторов с премиальным риском.

Модели дизайна рынка в ключевых юрисдикциях

Немецкий и европейский подход к рынку, основанному только на энергетике

Германия исторически управляла рынком только энергии со значительной поддержкой возобновляемых источников энергии через тарифы на корма и более поздние конкурентные аукционы. Система тарифов на корма обеспечила исключительную определенность дохода во время раннего этапа развертывания возобновляемых источников энергии в Германии & # 39;, способствуя быстрому росту солнечной и ветровой энергии, несмотря на ограничения северных европейских солнечных ресурсов.

Переход к механизмам конкурентных аукционов позволил сохранить стабильность выручки при одновременном оказании конкурентного давления на издержки.Последние результаты аукционов в Германии продемонстрировали снижение уровня поддержки по мере падения технологических издержек и накопления рыночного опыта.

Интеграция немецкой возобновляемой генерации в более широкие европейские рынки электроэнергии посредством рыночного взаимодействия и трансграничной торговли создает как возможности, так и проблемы. Доступ к соседним рынкам обеспечивает дополнительные варианты отключения и помогает сбалансировать изменчивость возобновляемых источников энергии в более широкой географической области. Однако гармонизация рыночных правил в разных юрисдикциях остается неполной, создавая сложность для проектов, стремящихся получить доступ к нескольким рынкам.

Рынок электроэнергии ERCOT в Техасе

Совет по надежности электроснабжения Техаса управляет оптовым рынком только для энергии без рынка мощности и ограниченных механизмов поддержки возобновляемых источников энергии. Дизайн рынка ERCOT опирается на ценообразование дефицита в условиях ограниченного предложения, чтобы обеспечить инвестиционные сигналы, необходимые для адекватности генерации. Этот дизайн создает значительную волатильность цен и неопределенность доходов для генераторов, включая возобновляемые проекты.

Несмотря на эту сложную рыночную среду для инвестиций в возобновляемые источники энергии, Техас стал ведущим ветродобывающим штатом в Соединенных Штатах и в последние годы испытал быстрое развертывание солнечной энергии. Этот успех отражает сочетание исключительных ветровых и солнечных ресурсов, конкурентного рынка сертификатов на возобновляемые источники энергии и развития надежного рынка PPA, который позволяет генераторам сокращать стабильные доходы даже без оптовой стабилизации рынка.

Опыт Техаса показывает, что проекты только на рынке энергии могут поддерживать значительные инвестиции в возобновляемые источники энергии, когда дополняющие друг друга рынки PPA хорошо развиты, и когда проекты выигрывают от низких затрат на разработку, обусловленных качеством ресурсов и оптимизированными процессами выдачи разрешений.

Модель рынка потенциала Великобритании

Соединенное Королевство перешло от системы сертификатов обязательств в отношении возобновляемых источников энергии к контракту на разностную модель в сочетании с рынком мощности. Контракт на разностную структуру создает фиксированную цену забастовки для возобновляемых источников энергии, обеспечивая исключительную определенность доходов, защищая потребителей от переплаты в периоды высоких цен.

Для проектов в области возобновляемых источников энергии участие рынка мощности ограничено консервативными факторами, применяемыми к переменной генерации, хотя недавние реформы стали более точно признавать вклад ветроэнергетических ресурсов.

Критические вызовы на пересечении рынка проектирования и возобновляемой энергии

Эффект порядка заслуг и каннибализация доходов

По мере увеличения проникновения возобновляемых источников энергии эффект порядка заслуг усиливается, создавая динамические проблемы с доходами как для новых, так и для существующих проектов в области возобновляемых источников энергии. Солнечная генерация в Калифорнии все чаще сталкивается с снижением цен в середине дня по мере роста использования солнечной энергии, сокращения доходов, доступных для захвата солнечной продукции. Этот эффект каннибализма доходов может сделать новые инвестиции в солнечную энергию неэкономичными на рынках без политического вмешательства.

Решение этой проблемы требует разработки рыночных механизмов, которые лучше согласовывают сроки генерации с ценами или которые ценят возобновляемую генерацию за пределами простого производства энергии. Ценообразование в течение дня, которое должным образом отражает условия системы в сочетании с интеграцией систем хранения и гибкими ресурсами спроса, может помочь смягчить последствия каннибализма.

Интеграция затрат и их распределение

Значительные затраты на интеграцию систем сопровождают переменную генерацию из возобновляемых источников энергии, затраты, связанные с балансировкой услуг, резервными требованиями, расширением передачи и укреплением сети. То, как эти затраты распределяются среди участников рынка, напрямую влияет на доходы от инвестиций в возобновляемые источники энергии. Рыночные проекты, которые обобществляют затраты на интеграцию для всех потребителей, а не взимают их непосредственно с возобновляемых генераторов, создают более благоприятные условия для инвестиций в возобновляемые источники энергии.

Решения о распределении расходов о том, кто оплачивает модернизацию сетей, необходимую для подключения проектов с возобновляемыми источниками энергии, и снятия перегруженности, значительно влияют на экономику проекта. Дискриминационное распределение затрат или неопределенное время определения затрат создают инвестиционные барьеры, которые могут быть устранены реформами дизайна рынка.

Стабильность регулирования и доверие инвесторов

Возможно, самой большой проблемой, стоящей перед инвестициями в возобновляемые источники энергии в рамках любого рыночного проекта, является стабильность регулирования, связанная с изменением политики и ретроактивными изменениями политики. Несколько европейских стран испытали значительное замедление инвестиций после ретроактивных изменений в механизмах поддержки возобновляемых источников энергии, демонстрируя, как регулятивный риск может нанести ущерб доверию инвесторов в течение длительных периодов времени, несмотря на привлекательные базовые рыночные условия.

Рыночные проекты, которые включают в себя обязательства по политике в законодательстве, устанавливают независимый регулирующий надзор или включают механизмы компенсации за изменения правил, могут помочь сохранить доверие инвесторов посредством политических переходов и эволюции политики.

Инновации в дизайне развивающихся рынков и будущие направления

Интеграция систем хранения и гибридное участие рынка

Растущее развертывание аккумуляторных батарей создает возможности для рыночных проектов, которые позволяют более эффективно участвовать гибридным конфигурациям возобновляемых источников хранения. Позволяя хранилищам в сочетании с солнечной или ветровой генерацией претендовать на рынки в качестве интегрированных ресурсов, сдвигать сроки выпуска и предоставлять как энергетические, так и вспомогательные услуги с одного и того же объекта, можно улучшить экономику проекта, одновременно повышая надежность сети.

Обновление правил рынка в приказе 841 Федеральной комиссии по регулированию энергетики и аналогичные европейские инициативы начали открывать вспомогательные рынки услуг для участия в хранении, хотя необходимы дальнейшие реформы для реализации полного потенциала гибридных ресурсов.

Водород и сектор Связывание дизайн рынка

Потенциал производства зеленого водорода для обеспечения гибкого спроса на возобновляемую генерацию открывает новые вопросы дизайна рынка о том, как интегрировать электролиз водорода в рынки электроэнергии. Эффективно разработанные рынки позволят электролизерам реагировать на ценовые сигналы, поглощая избыточную возобновляемую генерацию в периоды низких цен и сокращая выпуск в периоды высоких цен.

Рыночные проекты, облегчающие секторальную связь между электричеством, водородом, отоплением и транспортом, создают дополнительные возможности для получения дохода для возобновляемых генераторов, расширяя диапазон рынков конечного использования, которые они могут обслуживать.

Финансовые инновации и рынки трансфера рисков

Проектирование рынка электроэнергии может способствовать или препятствовать развитию финансовых инструментов и рынков передачи рисков, которые позволяют возобновляемым генераторам более эффективно управлять ценовыми и объемными рисками. Виртуальные PPA, контракты на разностные структуры и права на доходы от перегрузки зависят от особенностей дизайна рынка, которые позволяют заключать финансовые контракты без необходимости физической доставки.

Рынки, поддерживающие надежную финансовую торговлю и стандартизацию контрактов, позволяют более эффективно распределять риски между генераторами, ауттейкерами и финансовыми посредниками.

Заключение

Рыночный дизайн не является нейтральным фоновым условием для инвестиций в возобновляемые источники энергии, а скорее активным детерминантом жизнеспособности проекта, профиля риска и конечной доходности.Правила, регулирующие формирование цен, компенсацию мощности, участие на рынке и распределение затрат, в совокупности определяют, могут ли возобновляемые проекты привлекать достаточный капитал по разумной цене, чтобы обеспечить быстрое развертывание, необходимое для достижения климатических целей.

Политики, разрабатывающие или реформирующие рынки электроэнергии, должны признать, что ни один проект единого рынка не оптимизирует результаты инвестиций в возобновляемые источники энергии. Соответствующий дизайн зависит от сочетания технологий, качества ресурсов, существующей инфраструктуры, нормативного потенциала и политических целей. То, что преуспевает на рынке только для энергии, таком как Техас, не может напрямую передаваться на системы на основе мощности или вертикально интегрированные коммунальные структуры.

Наиболее успешные подходы сочетают в себе стабильные, прозрачные рыночные правила, которые обеспечивают видимость доходов для долгосрочных инвестиций с достаточной гибкостью для учета технологической эволюции и изменяющихся системных условий.Поскольку проникновение возобновляемых источников энергии продолжает расти до 50, 80 или 100 процентов в различных юрисдикциях, дизайн рынка потребует постоянной адаптации, чтобы избежать последствий каннибализма, проблем с интеграционными издержками и неопределенности регулирования, которые могут подорвать доходность инвестиций именно тогда, когда они больше всего необходимы.

Инвесторы, оценивающие возможности использования возобновляемых источников энергии, должны проводить тщательную проверку рынка, оценивая не только текущие рыночные правила, но и траекторию эволюции регулирования, послужной список регуляторной стабильности и конкретные механизмы, доступные для управления риском получения дохода.Разница между привлекательной доходностью с поправкой на риск и разочаровывающей экономикой проекта часто сводится не столько к производительности технологии или качеству ресурсов, сколько к деталям реализации дизайна рынка.