sesión 1 la red de transporte: sus características y su...

Regulación y Economía del Transporte de Energía Eléctrica. CREG- ALUREUniversidad Católica de Chile, Santiago, Chile, Noviembre 1999

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Sesión 1

La red de transporte: suscaracterísticas y su papel

Michel Rivier

Material preparado en colaboración con

Fco. Javier Rubio, Tomás Gómez y CarlosVázquezRegulación y Economía del Transporte de Energía Eléctrica.

CREG- ALURE. Santiago de Chile, Chile, Noviembre 1999

Instituto de Investigación Tecnológica

Universidad Pontificia ComillasRegulación y Economía del Transporte de Energía Eléctrica - La teoría marginalista - 2

Santiago de Chile, Chile, Noviembre 1999

Contenido

• La regulación del sector eléctrico– Características de la industria eléctrica– El modelo tradicional– Factores del cambio– Los modelos de mercado

• La regulación de la red de transporte– El papel de la red de transporte– Los servicios y costes del transporte– La red de transporte: un monopolio natural– Principios de la regulación del transporte


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Características de la industria eléctrica

• El sector eléctrico como factor estratégico

del desarrollo de un país

– inversión arriesgada

• intensivo en capital

• largos periodos de amortización

– regulación tradicionalmente encaminada aproporcionar garantías de viabilidad yeficiencia




Características de la industria eléctrica

• La venta/compra de electricidad implica al

menos cuatro actividades:

– generación

– transporte

– distribución

– comercialización


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El modelo tradicional: el monopolio

• La electricidad como servicio y bien público

• Las compañías eléctricas estánverticalmente integradas (G,T,D) comoúnicos proveedores de electricidad en suárea (franquicias territoriales) ===>monopolios

• La empresa eléctrica tradicional depropiedad pública (nacional, regional, local)o privada es el único proveedor del servicio

• La industria eléctrica está muy regulada




El modelo tradicional: justificación

• Políticamente– asegurar la viabilidad y desarrollo del sector– asegurar el acceso no discriminatorio a todos

los consumidores

• Económicamente– La industria eléctrica presentaba

características de monopolio natural– Los monopolios naturales se caracterizan por

economías de escala donde el coste mediocae con el aumento de producción y el costemarginal se sitúa por debajo del coste medio


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El modelo tradicional: justificacióneconómica

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Quantity (MW per hour)

Cos

t Total Cost

Variable Cost

Fixed Cost

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Quantity (MW per hour)C

ost

Average Fixed Cost

Average Variable Cost

Average Cost

Marginal Cost

Costes fijos,variables, medios y

marginales





• Cuando hay economías de escala, laempresa con mayor capacidad deproducción produce a un coste inferiorechando a sus posibles competidores delmercado

==> monopolio natural

• Cuando la empresa monopolio se quedasola sube los precios por encima del costede producción (poder de mercado)

==> necesidad de una fuerte regulación


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• Los monopolios eléctricos se hancaracterizado por altos costes fijos quepredominan sobre los costes variables en elrango normal de producción

• Ejemplos: costes de inversión einfraestructura en redes de transporte ydistribución, centrales de generaciónhidráulicas y termonucleares donde loscostes de inversión prevalecen sobre los decombustible




Factores del cambio

• Diferentes motivaciones han impulsado a los

países a cambiar su regulación. Entre ellas:– Necesidad de un aumento en la eficiencia para reducir

los altos precios resultado de la regulación tradicional

– Voluntad política de reducir la influencia del Estado.

– Presión social por diferencias de precios injustificadasentre unas zonas y otras (por ejemplo, Estados Unidos),

– Existencia de subsidios cruzados entre categorías deconsumidores y con otros sectores (carbón, ...)

– El sector público necesita reducir deuda, las nuevasinversiones deben ser realizadas por privados

– Influencia de los organismos multinacionales y de lasreformas en otros países próximos


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Factores del cambio

• La evolución tecnológica de los sistemas eléctricos

hace que dejen de tener características de

monopolio natural las actividades de generación y

comercialización:

– La generalización de los sistemas interconectados

cada vez más grandes ⁄ aumenta el tamaño del

mercado

– Las nuevas tecnologías (CCGT) modulares y con

costes fijos proporcionalmente menores ⁄ disminuye

el tamaño de los generadores y aumentan los

potenciales inversores

– Los avances tecnológicos en los sistemas de cálculo,

did i t d d t




Reestructuración del sector

• Introducir mecanismos de libre competenciaen las actividades de generación ycomercialización– Modelos de mercado– Desregulación

• Modificar la estructura

• Modificar la propiedad


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Modelos de mercado: libertad deacceso• La electricidad como un bien de consumo con

características de producto

• Las decisiones de inversión son tomadas porlos agentes libremente– No hay planificación centralizada obligatoria– Los generadores deciden instalarse si su

previsión de precios futuros les garantiza unosingresos atractivos.

– No existen barreras a la entrada de nuevosagentes cuando hay beneficios, y tampoco haybarreras a la salida de agentes cuando haypérdidas ⁄ equilibrio dinámico




Modelos de mercado: operación

• Las decisiones de operación:

• Primera generación de mercados:– Se emplean modelos de optimización

análogos a los que se usaban para calcular eldespacho en el modelo tradicional

• Segunda generación de mercados:– Se buscan mercados sencillos basados en

subastas• Para aumentar la transparencia del mercado• Para facilitar la liquidez de los contratos de largo

plazo u otros mecanismos financieros


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Modelos de mercado: oferta/demanda

• En un mercado los vendedores ycompradores interaccionan a través de laoferta y la demanda

• El punto de corte entre la curva de oferta y lacurva de demanda determina el equilibrio demercado: precio y cantidad

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Quantity (MW per hour)

Pri

ce (p

er M

Wh)

.Demand Supply




Modelos de mercado

• Mercados competitivos de generación,donde la última unidad vendida fija el preciode mercado (en esta década transición decostes auditados a precios ofertados)

• El regulador no fija precios, sino pautas paraconseguir condiciones que se aproximen acompetencia perfecta


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Modelos de mercado: niveles

• No Competencia

• Comprador único (Competencia engeneración)

• Mercado Mayorista (Distribuidoras eligensuministrador)

• Competencia en comercialización aconsumidores finales




Organización de mercados mayoristas

• En un mercado mayorista de electricidad losgeneradores compiten para vender laelectricidad en un pool o directamente acompradores cualificados (distribuidoras y/oclientes finales)

• Los agentes vendedores y compradores tienenlibre acceso a la red de transporte ydistribución (tarifa regulada de acceso)

• Las funciones tradicionales de programación yoperación se dividen en:– Transacciones programadas de energía,

asignación de unidades, despachoeconómico,... (operación de mercado)

– Operación en tiempo real, seguridad yproblemas de red, reservas,...(operación delsistema)


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Organización de mercados mayoristas

• Modelo Pool– Mercado mayorista organizado de forma

centralizada a través de un operador demercado

– Existen contratos financieros (CFD) paraprotegerse del riesgo contra la incertidumbrede precios

– Chile, Reino Unido, Argentina, Victoria,Alberta,...

• Contratos físicos bilaterales– se permiten además transacciones bilaterales

físicas entre generador y demandanegociadas fuera del pool. Es un modelohíbrido más flexible

– Noruega, California, España,...




Estructura

• Necesidad de separar las actividades encompetencia del resto de actividades reguladas– Generación y comercialización abiertos a la

competencia• El regulador no fija precios, sino pautas para

conseguir condiciones que se aproximen acompetencia perfecta

– Transporte y distribución se mantienen comomonopolios naturales regulados

• La regulación debe proporcionar una adecuadaremuneración para cubrir gastos y realizarinversiones.

• Se debe asegurar condiciones de acceso abierto yno discriminatorio a las redes para transacciones decompra/venta de energía


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Propiedad

• Un mercado competitivo requiere– suficientes agentes– eliminación de barreras de entrada

• Separación de actividades

• Privatización– es un cambio de propiedad pública controlada

por el estado a manos privadas– no tiene porque asociarse automáticamente

al proceso de reestructuración




Experiencia internacional enreestructuración• Pioneros: Chile (1982), Inglaterra y Gales

(1990), Noruega (1990)• Apertura de mercados en Latino América:

Argentina (1992), Bolivia, Perú, Colombia(1993-95). Centro América (Guatemala, ElSalvador, Panamá, 1997). Brasil y México(planes)

• Europa: Escocia e Irlanda del Norte (1990-92), resto de países escandinavos (desde1995), España (1998), resto UE (progresivaapertura 1999)

• Países Commonwealth: Australia, NuevaZelanda, Canadá (Alberta y Ontario)

• Estados Unidos: California y PJM (1998)


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Cuadro comparativo de experiencias

Fuente: S. Hunt & G. Shuttleworth, Competition and choice in electricity, John Wiley & Sons, 1996(modificado).

Propiedad del estado

Corporaciónpública

Corporación privada

No competencia Comprador único Mercado MayoristaComercialización a clientes finales

Australia

Nueva Zelanda

PROPIEDAD

Escocia

Inglaterra& Gales

Irlanda del Norte

USA

Francia NZ NZ

NZ

USA78

INUSA92

Argentina

Argentina

Inglaterra& Gales90-98

CaliforniaEspaña

Noruega




Experiencias internacionales

• No existen modelos universales

• Cada país debe encontrar las soluciones demercado, estructura y propiedad querespetando las condiciones de partida mejorse adapten a los objetivos perseguidos


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La Regulación del transporte

Índice

• El papel de la red de transporte en unsistema liberalizado

• Los servicios y costes del transporte

• El transporte como actividad en régimen demonopolio natural

• Principios y reglas básicas de la regulacióndel transporte




El papel de la red de transporte:tradicional

• Tradicionalmente– Interconectar sistemas y centrales

generadoras para reducir las necesidades decapacidad instalada

– Minimizar los costes de producción– Facilitar el uso e instalación de generadores

baratos

Red de Transporte

G

D GG

D DD

D

G


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• En el contexto de un mercado competitivo– Permitir la realización de transacciones de

compra-venta de energía– Es el punto de encuentro entre la oferta y la

demanda– De tener una rol secundario en los modelos

tradicionales ha pasado a ser el elementosobre el que se vertebra el mercado eléctrico

– Elemento que garantiza el acceso al mercado

El papel de la red de transporte:mercado




El papel de la red de transporte

Generación

Transporte

Distribución

Consumo

Generación

Transporte

Distribución

Consumo

MercadoMayorista

G1G2

G3

Dist 1Dist 2

Dist 3

Consumidores

Esquema tradicional Esquema de mercado


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Los servicios de transporte

• Definición: Actividades con valor económicorealizadas por la entidad a cargo de la red paraotros participantes del sistema eléctrico.

– Servicios primarios: Transporte de la energíaeléctrica desde los centros de producción a loscentros de consumo.

– Servicios secundarios: cualquier servicionecesario para poder cumplir con el servicioprimario

– Seguridad del sistema

– Control de la frecuencia

– Energía reactiva y control de tensiones




Elementos del sistema de transporte

• Definición del ámbito de la red de transporte(Ley Eléctrica):– “La red de transporte de energía eléctrica

está constituida por las líneas, parques,transformadores y otros elementos eléctricoscon tensiones iguales o superiores a 220 kV yaquellas otras instalaciones, cualquiera quesea su tensión, que cumplan funciones detransporte o interconexión internacional ...”

– También protecciones, comunicaciones, etc,necesarios para su adecuado funcionamiento.


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Elementos del sistema de transporte

• Componentes:– Elementos de transmisión

• Líneas aéreas y cables en CA y en CC

– Elementos de una subestación

– Aparamenta de reactiva• Condensadores• Reactancias• SVCs (Compensadores estáticos de reactiva)

• Seccionadores• Pararrayos• Relés de protección

• Barras• Transformadores• Desfasadores• Interruptores




Costes del transporte

• Costes fijos de las instalaciones de red– Líneas y subestaciones– Centro de control

• Costes de operación y mantenimiento

• Otros costes– de estructura y circulante


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Costes del transporte

• Otros costes asociados al tránsito depotencia– De generación

• Pérdidas en las líneas• Redespachos causados por restricciones• Reservas

– Otros costes• De oportunidad• De fiabilidad




El transporte como monopolio natural

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Capacidad de transporte (MVA)

132 kV, Hawk, 130 MVA

220 kV, Cóndor, 300 MVA

400 kV, Dx Cardinal, 1.200 MW

• Existen economías de escala


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• Requisitos de coordinación en la operación– Necesidad de explotar la red como un

conjunto debido a la fuerte interdependenciaque existe entre todos sus elementos.

– La red eléctrica no es como una red deautopistas.




• La propiedad y explotación liberalizada de lared de transporte puede proporcionar poder demercado.

– Duplicar instalaciones de transporte no eseconómica y socialmente factible.

– Existen importantes economías de escala.

– El tamaño de las instalaciones es muydiscontinuo

– Va existir muy poca competencia paraproporcionar servicios de transporte.



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Actividades necesariamentereguladas• En tanto que presentan características

monopólicas, las actividades relacionadascon la red de transporte– Operación del sistema (seguridad del sistema)– Mantenimiento de las instalaciones (limpieza de

aisladores, etc.)– Planificación de la red de transporte– Cálculo de los peajes que deben pagarse por

emplear la red y determinación de las condicionesde acceso a la misma.

• deben estar fuertemente reguladas

• deben asegurar el libre acceso nodiscriminatorio




Organización

• Sin duda la forma más eficaz de asegurarsela consecución de dichos objetivos es lacreación de una entidad independiente– Operador del Sistema

• que se encarga de decidir– la operación física (criterios de seguridad)– mantenimiento

• No es incompatible con la propiedad múltiplede las instalaciones.


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Organización

• No es evidente regular adecuadamente elOperador del Sistema– la experiencia indica que orientarlos

únicamente a velar por la seguridad delsistema provoca decisiones económicamentepoco racionales

– parece necesario un diseño adecuado deincentivos económicos que penalicensobrecostes en la consecución de laseguridad

• Funciones controladas por el regulador– Planificación de la red de transporte– Cálculo de los peajes de red




Objetivos de la regulación del Transp.

• Las reglas de oro (en cuanto al resto deagentes):

– Promoción de la eficiencia económica de losagentes en el corto plazo (operación)

– Promoción de la eficiencia económica de losagentes en el largo plazo (inversiones)

[Pérez Arriaga 1994]


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Objetivos de la regulación del Transp.

• Las reglas de oro (en cuanto a las entidadesde red):– Garantía de viabilidad económica del servicio

de transporte– Optimización de la eficiencia económica en

las tareas de mantenimiento y operación delas instalaciones de red

– Promoción de la mayor eficiencia económicaposible en la realización de nuevasinversiones de red

[Pérez Arriaga 1994]




Objetivos de la regulación deltransporte

• Resumiendo– Lograr la eficiencia económica

• Envío de señales correctas a los agentes

– Remuneración suficiente• Las compañías transportistas deben ser viables

económicamente

– Intervención regulatoria mínima

• y– estabilidad de precios


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Aspectos a regular

• Acceso– derechos– tipos– prioridades

• Remuneración– ¿Qué? ¿Cuánto?– ¿Cómo?– ¿Quién?

• Inversión– ¿Quién tiene la iniciativa?– ¿Cómo se regula?




Resumen comparativo

I

R

A

Planificacióncentralizada

Mayor participación de losagentes

Acceso restringido

Coste de servicio

Acceso libre

Ídem, con señaleseconómicas eficientes en

el corto y largo plazo

RegulaciónTradicional Regulación de Mercado

sesión 1 la red de transporte: sus características y su...

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