Проектирование рынков - Требования к величине установленной         мощности

Глава 2-8
Требования к величине установленной мощности

Вал имеет длину 20 футов и диаметр 6,5 дюймов. Колесо диаметром 56 футов снабжено 144 лопастями, изогнутыми, как лопасти гребного винта. Парусная поверхность составляет 1800 квадратных футов. Скорость вращения динамо-машины при полной нагрузке составляет 500 оборотов в минуту, а ее номинальная мощность при полной нагрузке равна 12000 Ватт. Электрическая цепь настроена на автоматическое замыкание при 75 Вольтах и размыкание при 70 Вольтах. Необходимости в обслуживании для поддержания в рабочем состоянии практически нет. Система находится в постоянной эксплуатации более 2 лет1.
Журнал «Сайэнтифик Америкэн»
20 декабря 1890 г.

Ценовые пики создают косвенные стимулы для инвестиций, А ТРЕБОВАНИЯ К ВЕЛИЧИНЕ УСТАНОВЛЕННОЙ МОЩНОСТИ ПРЯМО НАЦЕЛЕНЫ НА РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ПРИВЛЕЧЕНИЯ ИНВЕСТИЦИЙ.

В подходе к проведению регулятивной политики, основанном на требованиях к величине установленной мощности, используются два параметра — Υ и KR. Как показано в предыдущих главах, в рамках подхода, основанного на ценовых пиках, также используются два регулятивных параметра — Р и ORR. Оба эти подхода могут обеспечить необходимый уровень надежности, поддерживая оптимальное соотношение различных типов технологий производства электроэнергии. Поэтому выбор между двумя подходами должен осуществляться с учетом возникающих побочных эффектов.

Краткое содержание главы 2-8.

Подход, основанный на требованиях к величине установленной мощности, позволяет получить функцию прибыли, легко изменяемую и связанную с незначительным риском. Совместно с ним можно использовать подход, основанный на ценовых пиках, что позволяет получить функцию прибыли, которая характеризуется относительно низким риском, но при этом обеспечивает формирование высоких цен в самые важные моменты времени, чтобы привлечь к покрытию нагрузки дорогие генерирующие мощности и стимулировать к снижению нагрузки потребителей, придающих высокую ценность недопоставленной электроэнергии.

1 Этот ветряной генератор был сконструирован Чарльзом Брашем для личного пользования. Статья начинается со следующего замечания: «После того, как г-н Браш успешно решил практические проблемы электрического освещения с помощью дуговых ламп, освещение с использованием ламп накаливания стало широко распространяться и быстро совершенствоваться». Объединение функций прибыли, получаемых при этих двух подходах, не увеличивает равновесную величину прибыли, однако приводит к росту равновесной величины установленной мощности, если не корректировать эти регулятивные политики. Такая коррекция требует учета случайных отклонений величины установленной мощности.

2-8.1 Подход, основанный на требованиях к величине установленной мощности.

Каждая энергоснабжающая организация обязана иметь в собственности или по контракту генерирующую мощность, величина которой должна соответствовать установленным требованиям. Сумма этих мощностей должна быть равна требуемой установленной генерирующей мощности всего рынка (ICap), которая обычно примерно на 18% выше, чем годовой максимум нагрузки системы. Энергоснабжающая организация подвергается штрафным санкциям, если она не выполняет требования к величине установленной мощности.

2-8.2 Краткосрочная прибыль при использовании требований к величине установленной мощности.

Требования к величине установленной мощности стимулируют строительство необходимых генерирующих мощностей путем введения штрафных санкций, размер которых выше, чем затраты на новые мощности. Случайные колебания величины установленной мощности помогают определить равновесный уровень ICap. Это необходимо учитывать при построении функций прибыли, позволяющих определить значение равновесной величины установленной мощности лишь в детерминированном случае.

2-8.3 Совместное использование требований к величине установленной мощности и ценовых пиков.

Ценообразование на основе VOLL позволяет получить оптимальную среднюю величину установленной мощности, и ту же задачу можно решить путем введения требований к величине установленной мощности. Если применяются одновременно оба этих подхода, результирующая величина установленной мощности будет слишком большой, однако ее можно скорректировать, изменив соответствующие регулятивные параметры.

2-8.4 Сравнение двух подходов.

Ценовые пики на рынке электроэнергии возникают в результате краткосрочных колебаний нагрузки, тогда как рынки установленной мощности не чувствительны к этим колебаниям. Устраняя риски формирования высоких цен, подход, основанный на требованиях к величине установленной мощности, упрощает решение проблемы надежности и ограничивает проявления рыночной силы. Подход на основе ценовых пиков имеет свои преимущества: он обеспечивает формирование эффективных ценовых сигналов как покупателям электроэнергии, так и владельцам наиболее дорогих генерирующих агрегатов. Поэтому комбинированный подход, сочетающий сильные стороны обоих подходов, может быть наилучшим решением.

2-8.1 Подход, основанный на требованиях к величине установленной мощности

Требования к величине установленной мощности³ представляют собой принципиально иной подход к обеспечению необходимой генерирующей мощности. При использовании подхода, основанного на ценовых пиках, постоянные затраты генерирующих компаний покрываются доходами от продажи электроэнергии.
При подходе, основанном на требованиях к величине установленной мощности, доходы от продажи мощности полностью покрыв ют постоянные затраты пиковых электростанций и играют ключевую роль в определении величин генерирующей мощности различных типов электростанций, которые в результат будут востребованы рынком.

Утверждение 2-8.1
Инвестиции зависят как от цен на электроэнергию, так и от це на установленную мощность

Инвестиции зависят от ожидаемой краткосрочной прибыли, которая определяется ценами на электроэнергию и ценами на установленную мощность (при введении требований к величине установленной мощности). Регулятивные решения, определяющие предельные уровни це на электроэнергию и цены на установленную мощность, должны быть согласованы между собой.
Введение требований к величине установленной мощности представляет собой более прямой подход к решению проблем надежности, чем задание высоких предельных уровне цен при нехватке оперативных резервов. Учет этих требований в явном виде имеет свои преимущества. Требования к величине установленной мощности имеют достаточно ясную и устойчивую связь с уровнем надежности. Побочный эффект использования подхода на основе требований к величине установленной мощности также полезен, поскольку он делает ненужными высокие пиковые цены на электроэнергию для стимулирования инвестиции. Как показано в гл. 2-6, высокие пиковые цены приводят к увеличению инвестиционного риска и стимулируют использование рыночной силы.
Однако подходу, основанному на требованиях к величине установленной мощности свойственны и свои недостатки.
Во-первых, на рынке мощности спрос задается регулирующими органами, которые обычно забывают сделать этот спрос эластичным. Это неизбежно приводит к использованию рыночной силы. Во-вторых, довольно сложно определить фактическую величину установленной мощности и обеспечить проверку ее предоставления. В-третьих, при взаимодействии рынка с заданными требованиями к величине установленной мощности с другим рынком электроэнергии, использующим ценовые пики, возникают дополнительные проблемы (см. гл.2-9).

Долгосрочные контракты.

Генерирующие компании обычно продают часть производимой электроэнергии по долгосрочным контрактам, которые могут заключаться на срок от одного года до двадцати лет. Если бы вся вырабатываемая электроэнергия продавалась по таким контрактам, а цены в них определялись достаточно точно и рационально, то генерирующие компании были бы вполне защищены от превратностей спотового рынка. Для понимания этого утверждения необходимо иметь некоторое представление о роли и характере функционирования долгосрочных рынков.
Как поставщики, так и потребители имеют возможность выбора между покупкой электроэнергии на долгосрочном форвардном рынке и ее покупкой на спотовом рынке. При этом как те, так и другие предпочитают покупать электроэнергию на форвардном рынке, поскольку это дает им возможность зафиксировать цены и избежать рисков, связанных с колебаниями цен спотового рынка. Поставщики и потребители также понимают, что спотовый рынок имеет определенные преимущества, например, возможность более гибкого подхода к проведению торговых операций. Однако в общем случае поведение рынков электроэнергии свидетельствует, что желание участников рынка минимизировать риск берет верх и большая часть электроэнергии продается по долгосрочным контрактам средней продолжительности. Поскольку обе стороны торговых операций могут воспользоваться спотовым рынком, цены долгосрочных контрактов должны быть близки к спотовым ценам. В противном случае для одной из сторон предпочтение более выгодной цены может оказаться сильнее, чем стремление гарантировать поставки электроэнергии по определенной цене, и в итоге такая сторона перейдет на спотовый рынок.
Благодаря этой возможности арбитража цены в долгосрочных контрактах будут отражать средние цены Именно поэтому методы ценообразования на основе VOLL и OR-ценообразование, которые применяются только на спотовом рынке, могут в полной мере влиять на инвестиционную политику генерирующих компаний. Если спотовая цена высока, то даже в том случае, если инвестор не планирует продавать энергию на спотовом рынке, он знает, что высокая цена спотового рынка будет в полной мере учитываться на рынке долгосрочных контрактов, на котором инвестор собирается продавать электроэнергию. Конечно, спотовые цены отдельно взятого года не определяют цену долгосрочных контрактов, заключаемых в конце этого года. Цены этих контрактов формируются в соответствии с ожидаемыми долгосрочными средними значениями будущих спотовых цен. Тем не менее, если ожидается, что средние цены на основе VOLL будут высокими, то и цены долгосрочных контрактов будут такими же высокими.

² Начальная последовательность, включающая несколько «нормальных» лет, — это не искусственный результат, связанный с тем, что эта последовательность начальная,

³Следует иметь в виду, что используемое в книге понятие установленной мощности соответствует тому, что в России называется располагаемой мощностью, т. е. той мощности, которая фактически может быть предоставлена (см. словарь специальных терминов в конце книги). — Примеч. ред.

Как реализуются требования к величине установленной мощности

Рынки мощности часто служат решению двух задач. Хотя своим созданием они обязаны требованиям регулирующих органов по обеспечению достаточной величины установленной мощности, в условиях дерегулированной электроэнергетики на эти рынки возлагаю дополнительную функцию — обеспечивать краткосрочную надежность.
Для выполнения этой функции необходимы правила, предотвращающие «экспорт» мощности в соседние энергосистемы, когда там формируются высокие цены. Вопросы, связанные с краткосрочной надежностью и соответствующими проблемами регулирования, далее в этой глав не рассматриваются. В ней лишь обсуждается роль рынков мощности в обеспечении достаточной величины генерирующей мощности в энергосистеме. При этом мы будем исходит из предположения, что рассматриваемый рынок является изолированным и торговля с другими рынками отсутствует.
На первом шаге применения рынка мощности определяется оптимальная величин установленной мощности. Как показано в разд. 2-5.3, определить эту величину можно только путем нахождения компромисса между ущербом от отключения нагрузки и затратами на ввод дополнительной установленной мощности. На практике такой подход никогда не применяется. Вместо этого в качестве важного регулятивного параметра используется приемлемое число часов сброса нагрузки, т. е. инженерная константа, окутанная покровом таинственности, но равная, как говорят, «одному дню за 10 лет».¹ Исходя из этого параметра и зная показатели надежности генерирующих агрегатов, а также дисперсию изменения нагрузки, можно рассчитать требуемый резерв установленной мощности, соответствующий заданному уровню надежности. Но часто требуемый резерв не рассчитывается, а вместо него принимается традиционно используемая величина резерва. Обычно требования к величине установленной мощности фиксируются на уровне, близком к 118% от ожидаемого максимума нагрузки. Однако некоторым энергосистемам, например в канадской провинции Альберта, удается, похоже, существовать и со значительно меньшим резервом установленной мощности. Эта суммарная величина установленной мощности затем распределяется между энергоснабжающими организациями (сбытовыми компаниями и регулируемыми компаниями общего пользования) пропорционально их максимумам нагрузки. Таким способом рассчитываются требования к установленной мощности по отдельным энергоснабжающим организациям.
Эти индивидуальные требования должны быть удовлетворены либо за счет покупки необходимых генерирующих мощностей, либо путем заключения контрактов на их использование. Контракт должен гарантировать, что генерирующая мощность будет предоставлена в распоряжение энергосистемы по первому требованию. Любая энергоснабжающая организация, которая не выполняет требование о наличии у нее собственных электростанций или контрактов на использование генерирующих мощностей третьих сторон, подвергается штрафным санкциям. Дополнительные штрафные санкции также налагаются на генерирующие компании, если они не выполняют своих обязательств по предоставлению мощности. В этой главе мы принимаем, что штрафные санкции владельцам генерирующих мощностей достаточно эффективны и благодаря этому в них редко возникает необходимость. Поэтому ниже будем рассматривать только штрафные санкции за неполное выполнение требований к величине установленной мощности, которые будут называться просто «штрафами». В объединении PJM такой штраф был установлен на уровне постоянных затрат пиковой электростанции, т. е. приблизительно 7,38 долл./МВт-ч (177 долл./МВт-сутки с поправкой на аварийные остановы).

2-8.2 Краткосрочная прибыль при использовании требований к величине установленной мощности

Функция прибыли для случая, когда используются только требования к величине установленной мощности

¹ На самом деле, эта инженерная константа также определяется, хотя и косвенно, упомянутым компромиссом между ущербом от отключения нагрузки и затратами на ввод дополнительной установленной мощности. — Примеч. ред.

Рис. 2-8.1 функция прибыли при детерминированной величине установленной мощности

Если на изолированном рынке мощности нет проявлений рыночной силы, цена за установленную мощность будет равна нулю или величине штрафа. Если полная установленная мощность К меньше требуемой величины установленной мощности KR, то цена равна штрафу Y. Если K>KR, то цена должна быть равна нулю.1,2
Требования к величине установленной мощности направлены на стимулирование инвестиций, когда К< KR. Такие требования будут достигать цели, если величина У больше, чем постоянные затраты новой пиковой электростанции FСреаkеr· Аналогично тому, как политика ценовых пиков определяет функцию прибыли путем задания двух величин Р и ORR, подход, основанный на требованиях к величине установленной мощности, определяет эту функцию путем задания двух других величин — Y и KR. Такая функция прибыли имеет вид ступенчатой функции (рис. 2-8.1).
В отличие от функции прибыли при использовании политики ценовых пиков в данном случае не существует величины установленной мощности, при которой; прибыль равна либо нулю, либо удвоенной величине3 FСреаkеr. Тем не менее, детерминированное значение равновесной величины установленной мощности и в этом случае равно требуемой величине установленной мощности (Ke = KR) (рис. 2-8.2). Однако в действительности это равновесие поддерживается малыми колебаниями величины К, при которых часть времени плата за мощность равна штрафу, а часть времени мощность не оплачивается. Этот вывод основан на интерпретации К как случайной переменной, а также на новом определении равновесной величины установленной мощности.

Равновесие при величине установленной мощности, рассматриваемой как случайная переменная

Частные инвесторы не координируют свои решения о строительстве электростанций, а сроки строительства новых электростанций непредсказуемы.  

Если права на использование мощности можно «экспортировать» на соседний рынок, то цена на установленную мощность должна отражать альтернативную стоимость продажи на этом рынке.
Речь идет о примере, приведенном на рис. 2-8.1, где FСреаkеr = 6 долл./МВт-ч, а Y= 12 долл./МВт-ч. —  Примеч. ред.
Такие цены на конкурентном рынке установленной мощности будут лишь в случае, когда требования к величине установленной мощности выставлены, например, за год или менее, так что в таком рынке могут участвовать только уже существующие генерирующие мощности, поскольку для них дополнительные затраты на поставку мощности равны нулю. И даже в этом случае вполне возможны ситуации, когда существующие неэффективные или изношенные генерирующие мощности будут вынуждены подавать ненулевые заявки на рынок мощности, поскольку в противном случае им придется уйти с рынка и выводить эти мощности из эксплуатации. Если требования к установленной мощности выставляются, например, на три года вперед, то в рынке установленной мощности уже могут участвовать и предлагаемые к сооружению новые электростанции, для которых затраты на поставку мощности не равны нулю. Во всех этих случаях равновесная конкурентная цена за установленную мощность может не быть равной нулю, даже когда К> KR. — Примеч. ред.

Рис. 2-8.2 Функция прибыли при вероятностном распределении величины установленной мощности

Следовательно, величина К изменяется случайным образом. Вероятностное распределение установленной мощности Ksбудет зависеть от конкретной функции прибыли, и оно по определению является равновесным распределением.

Различные политики регулирования могут приводить к одинаковой детерминированной величине установленной мощности IСар, но к разным уровням надежности

Случайные колебания величины установленной мощности K около равновесного значения № увеличивают прибыль, когда функция прибыли является более крутой в своей верхней части. Чтобы величина прибыли снова приняла равновесное значение, необходимо увеличить среднее значение К на величину, определяемую формой функции прибыли.
Если две функции прибыли имеют одинаковую величину K, то функция с более крутой верхней частью будет приводить к более высокому среднему значению К и, следовательно, более высокому уровню надежности при больших затратах.

Имитация ценообразования на основе VOLL с помощью установления требований к величине установленной мощности

Пусть ценообразование на основе VOLL обеспечивает ввод некоторой средней величины установленной мощностив энергосистеме. Предположим также, чторавно требуемой величине установленной мощности, определенной в соответствии с требованиями к величине установленной мощности, и величина штрафа равна 12 долл./МВт-ч. В этом случае действие рынка установленной мощности приведет к формированию в энергосистеме той же средней величины. При этом необходимость в пиковых доходах исчезает, а предельный уровень цен может быть установлен на уровне, превышающем значение переменных затрат пиковой электростанции всего лишь на 1 долл./МВт-ч. Это означает, что предельный уровень цен в нашем примере модели системы с двумя типами генерирующих агрегатов (см. гл. 2-2) составит 31 долл./МВт-ч.^{1 2}
Доход, получаемый на рынке мощности, будет покрывать постоянные затраты пиковых электростанций. Базисные электростанции также получат этот доход, который увеличит их краткосрочную прибыль на б долл./МВт-ч, т. е. подобно случаю, когда пиковые электростанции покрывают свои затраты за счет доходов от пиков цен на электроэнергию. Следовательно, базисные электростанции также будут иметь оптимальную равновесную величину установленной мощности. Таким образом, подход, основанный на требованиях к величине установленной мощности, может полностью заменить собой подход, основанный на ценовых пиках, в том, что касается стимулирования оптимальных инвестиций в технологии производства электроэнергии различных типов³.

Утверждение 2-8.2 Требования к величине установленной мощности могут сделать ненужными ценовые пики

(Это утверждение справедливо лишь в отношении стимулирования строительства новых электростанций, но не привлечения к покрытию нагрузки дорогих мощностей и снижения нагрузки потребителей с наибольшей оценкой ущерба от отключения нагрузки.) На изолированном рынке, а также на территории, где все рынки приняли подход, основанный на требованиях к величине установленной мощности (вместо подхода, использующего ценовые пики), для стимулирования инвестиций в генерирующие мощности ценовые пики на электроэнергию не нужны. Подход на основе требований к величине установленной мощности позволяет получить ту же оптимальную величину мощности для всех типов технологий производства электроэнергии, что и подход, основанный на оптимальных ценовых пиках.

2-8.3 Совместное использование требований к величине установленной мощности и ценовых пиков

Если политика оптимальных ценовых пиков используется совместно с требованиями к величине оптимальной установленной мощности, то в результате на рынке возникает избыток установленной мощности (ICap). При оптимальном значении ICap в рамках такой «комбинированной» политики электростанции покрывают свои постоянные затраты дважды: один раз на рынке электроэнергии и один раз на рынке мощности. Это приводит к росту инвестиций, и величина ICap может превысить оптимальный уровень.
Функции прибыли при ценообразовании на основе VOLL и OR-ценообразовании, которые использовались в гл. 2-7, дали одно и то же равновесное значение Ке для детерминированной модели. Отсюда был сделан вывод, что обе системы ценообразования являются оптимальными с точки зрения обеспечиваемой ими величины ввода установленной мощности. Но в предыдущем разделе мы пришли к выводу, что в более реалистичной модели эти две функции не приводят к одной и той же равновесной величине ICap. Из этого следует, что, по крайней мере, одна из функций не обеспечивает оптимальную величину установленной мощности. Однако, прежде чем обсуждать результаты применения «комбинированного» подхода, использующего обе эти функции, необходимо подробнее изучить результаты применения ценообразования на основе VOLL.

Интерпретация средней величины ICap при использовании ценообразования на основе VOLL⁴.

¹ При этом предполагается, что распределение К является симметричным.

² На реальных рынках присутствуют старые неэффективные генерирующие агрегаты с более высокими маржинальными затратами. Например, в объединении PJM в настоящее время имеется одна электростанция с маржинальными затратами около 130 долл., поэтому в этом случае потребовался бы предельный уровень цен, равный 131 долл./МВт-ч.

³ Хоббс доказал это утверждение для стохастической модели (Hobbs, Inon, and Stoft, 2001).

⁴ В данном случае для простоты принимается, что распределение К симметрично. Если это допущение неверно, то вывод не изменится, хотя некоторые детали рассуждений могут измениться.

Поскольку функция прибыли при ценообразовании на основе VOLL имеет большую крутизну,может быть существенно больше Ке. Однако необходимо ли, чтобы К' было в точности равно Ке? Если бы эти величины были равны, ситуации, при которых ICap на 1 ГВт меньше Ке, возникали бы столь же часто, как и ситуации, при которых ICap на 1 ГВт больше Ке. Но ущерб от снижения надежности из-за того, что эта величина оказывается слишком малой, больше, чем получаемый выигрыш, когда эта величина слишком велика. Причина заключается в том, что уменьшение К на некоторую конечную величину увеличивает число отключений нагрузки в большей степени, чем увеличение К на такую же величину уменьшает их число. Принимая во внимание затраты на установленную мощность, можно сделать вывод о том, что чистые убытки от погрешностей в сторону уменьшения К превышают убытки от погрешностей в сторону увеличения К. Поэтому лучше, еслинесколько больше Ке.
действительно оказывается больше Ке, но так и должно быть. Всегда ли в этом случае действительное совпадает с желаемым? Будет ли значениебольше именно на ту величину, которую необходимо обеспечить? На самом деле, да. Условие долгосрочного равновесия и в данном случае гарантирует, что при среднем значении ICap, равном, средний доход от ценовых пиков будет равен FC, а это означает, что оптимальное значение продолжительности сброса нагрузки определяется в соответствии с утверждением 2-3.1. При ценообразовании на основе VOLL значениеявляется оптимальным, хотя случайные колебания величины К приводят к тому, чтоотличается от равновесного значения К‘, получаемого в детерминированной модели.

Утверждение 2-8.3 Ценообразование на основе VOLL приводит к оптимальной величине ICap даже при случайных колебаниях ее значений

Если случайные колебания ICap принимаются как неизбежные, ценообразование на основе VOLL приводит к оптимальному вероятностному распределению ICap. В этом случае оптимальное среднее значение ICap будет больше, чем оптимальное значение ICap в детерминированной модели.

Рис. 2-8.3 Функция прибыли для случая, когда одновременно используются метод OR-ценообразования и требования к величине установленной мощности

Совместное использование двух подходов.

Поскольку использование метода ценообразования на основе VOLL приводит к оптимальной величине инвестиций, его совместное использование с подходом на основе требований к величине установленной мощности удвоит прибыль поставщиков электроэнергии, если при этом каждый из этих подходов по отдельности будет поддерживать ту же (оптимальную) величину. Это приведет к дополнительным инвестициям и слишком высокому (по сравнению с обоснованным) уровню ICap.
Из-за побочных эффектов ценообразования на основе VOLL его совместное использование с каким-либо другим регулятивным механизмом является проблематичным, и лучшим выбором в этом случае может стать OR-ценообразование. На рис. 2-8.3 приведена функция прибыли, которая формируется в результате сочетания OR-ценообразования, рассмотренного в предыдущей главе, и подхода на основе требований к величине установленной мощности, описанного в предыдущем разделе данной главы. Обратим внимание на то, что функция прибыли по-прежнему пересекает линию, представляющую постоянные затраты пикового агрегата, в точке оптимального значения ICap = 50 ГВт, полученного в детерминированной модели.
Может возникнуть впечатление, что сложение двух функций прибыли непременно приведет к слишком высоким значениям равновесного распределения ICap, но это не обязательно так. Более пологим функциям прибыли, чем функция прибыли при ценообразовании на основе VOLL, соответствуют слишком малые значения ICap, если эти функции оптимальны для детерминированной модели. Следовательно, хотя сочетание двух подходов увеличивает значениепо сравнению с его значением при использовании каждого из подходов в отдельности, это «комбинированное» значение может быть не слишком высоким. Может оказаться, что разность междудаже при использовании ценообразования на основе VOLL будет меньше, чем погрешность оценки Ке. В этом случае предыдущий анализ не так уж важен, и он лишь показывает, что совместное применение подхода на основе ценовых пиков и рынка мощности не приводит к слишком большому превышению инвестиций над их оптимальным уровнем. В настоящее время об амплитуде случайных колебаний величины К известно не так много, но имеется все больше фактических данных, например из практики функционирования рынков электроэнергии в северо-восточной части США, свидетельствующих о том, что такие колебания могут быть достаточно большими.

Утверждение 2-8.4 Функции прибыли аддитивны, а результирующая прибыль не аддитивна

Совместное применение ценообразования на основе ценовых пиков и рынка установленной мощности не увеличивает равновесного значения прибыли, но лишь приводит к росту величины установленной мощности.

2-8.4 Сравнение двух подходов

Рыночная сила

Если К незначительно превышает KR, рынок мощности особенно подвержен действию рыночной силы¹. Предположим, что требуемая установленная мощность KR = 50 ГВт и имеется поставщик, который владеет свободной мощностью 5 ГВт, и на него не распространяются требования к величине установленной мощности². Предположим также, что никакой другой поставщик не обладает рыночной силой, а величина К для всего рынка равна 50,1 ГВт. Это, по сути, та же ситуация, которую мы анализировали для случая использования ценообразования на основе ценовых пиков в разд. 2-6.2.
На рынок установленной мощности конкурирующие (ценопринимающие) поставщики выставят заявки с ценой, равной нулю, потому что затраты на поставку мощности равны нулю³. Поставщик, владеющий 5 ГВт мощности, подаст заявку с ценой чуть ниже уровня штрафа, равного 12 долл./МВт-ч, поскольку при этой цене он может продать 4,9 ГВт тем, кто обязан соблюдать требования к величине установленной мощности. В результате цена на всю установленную мощность на спотовом рынке поднимется до уровня, близкого к уровню штрафа. Поэтому прибыль будет на 6 долл./МВт-ч выше обычной нормы. Такую ситуацию можно сравнить с увеличением прибыли на 52 долл./МВт-ч при ценообразовании на основе VOLL и около 5 долл./МВт-ч при OR-ценообразовании.
Если К < Ке, рыночная сила возрастает при использовании обеих систем ценообразования, основанных на ценовых пиках, но полностью исчезает при подходе, основанном на требованиях к величине установленной мощности. При К < Ке цена на рынке мощности при наличии конкуренции равна величине штрафа Y, и рыночная сила не может ее повысить.
На рынке мощности рыночная сила может быть нейтрализована за счет снижения требований к величине установленной мощности. В этом случае уменьшение KR до 45 ГВт снизило бы цену до нуля. Если бы затем величина К уменьшилась ниже оптимального уровня 50 ГВт, то снова была бы использована рыночная сила, и цена за мощность поднялась бы до 12 долл./МВт-ч. Таким образом, благодаря поставщику, использующему рыночную силу и владеющему 5 ГВт установленной мощности, функция прибыли на рынке с № = 45 ГВт оказывается такой же, как искомая функция прибыли (т. е. та, что имеется на рынке с KR = 50 ГВт при отсутствии рыночной силы)⁴.

Риск

Изменения функции продолжительности нагрузки от года к году могут привести к существенным изменениям суммарного дохода от ценовых пиков за год, но они не изменяют дохода от рынка мощности. Анализ данных о годовой прибыли за 40-летний период моделирования рынка при ценообразовании на основе VOLL (см. рис. 2-6.1) не позволяет оценить, какой будет ожидаемая краткосрочная прибыль для последнего года периода моделирования — 5,40 долл./МВт-ч, т. е. средняя величина за весь 40-летний период, или 9,66 долл./МВт-ч, т. е. средняя величина за последние 20 лет. Что лучше — не участвовать на этом рынке или, наоборот, настало время для выгодных инвестиций? Такая неопределенность полностью отсутствует на рынках, где используются требования к величине установленной мощности.

¹ Возможности использования рыночной силы резко снижаются, когда требования к величине установленной мощности выставляются, например, на три года вперед, и, следовательно, в рынке установленной мощности могут участвовать и предлагаемые к сооружению новые электростанции. — Примеч. ред.

² Т.е. данный поставщик не является одновременно и энергосбытовой компанией. — Примеч. ред.

³ Для существующих электростанций. — Примеч. ред.

⁴ Однако при этом суммарная оплата поставщикам за установленную мощность снижается, поскольку им оплачивается только 45 ГВт вместо 50 ГВт. Соответственно снижаются и их обязательства по предоставлению мощности на рынок. (За непредоставление мощностей, за которые получена оплата на рынке установленной мощности, поставщики уплачивают большой штраф.) Это может привести к катастрофическому снижению надежности, если поставщик, не получивший оплату за 5 ГВт установленной мощности, решит вывести эти мощности с рынка. — Примеч. ред.

Инвестиции на рынках, где используются только требования к величине установленной мощности, остаются рискованными, поскольку прибыль владельца генерирующей мощности зависит от общей величины установленной мощности, участвующей в данном рынке. Однако, если избыток установленной мощности на рынке не слишком велик, увеличение спроса восстанавливает равновесие довольно быстро. Инвесторам не нужно ждать наступления ситуации, когда благоприятное сочетание низкой величины К и чрезвычайно большой нагрузки позволит получить чрезвычайно высокую прибыль, которая компенсирует им недополученную прибыль за предыдущие годы.

Реакция со стороны нагрузки

Слабая сторона рыночной системы, основанной исключительно на требованиях к величине установленной мощности, состоит в том, что в ней отсутствуют ценовые пики. Ценовые пики нужны для того, чтобы использовать эластичность спроса, а также стимулировать развитие эластичности спроса. Ценовые пики нужны также для того, чтобы привлечь к покрытию нагрузки старые неэффективные генерирующие мощности и задействовать другие генерирующие агрегаты для выработки электроэнергии в перегрузочном диапазоне. «Комбинированный» подход к построению рыночных механизмов может решать эти задачи, одновременно минимизируя риски и сокращая возможности использования рыночной силы.