Проектирование рынков - Что нужно дерегулировать?

Глава 1-2
Что нужно дерегулировать?
Нет ничего ужаснее, чем деятельность без предвидения.
Томас Карлейль (1795—1881 гг.)

Получение потребителем электроэнергии связано с предоставлением ЦЕЛОГО ПАКЕТА УСЛУГ.

Эти услуги включают передачу и распределение электроэнергии, регулирование частоты и поддержание уровня напряжения, а не только производство электроэнергии. Первые две из упомянутых услуг связаны с доставкой электроэнергии, две последующие — гарантируют ее качество. Кроме того, для обеспечения надежности электроснабжения требуются и другие дополнительные системные услуги.
Для каждой услуги нужен отдельный рынок, а для некоторых из них — несколько рынков. Проектировщик рынка должен решить, какие из этих услуг следует дерегулировать, а какие нет. Даже внутри рынка одной и той же услуги, одна сторона — спроса или предложения — может нуждаться в регулировании, а другая может быть дерегулирована. Например, предложение на рынке прав на передачу электроэнергии должно определяться системным оператором, однако сторона спроса на этом рынке будет конкурентной. Напротив, спрос на дополнительные системные услуги определяется системным оператором, тогда как сторона предложения на этих рынках может быть конкурентной.
Самая важная услуга и на регулируемом, и на дерегулированном рынке электроэнергии — услуга по координации работы на рынке — предоставляется системным оператором. На дерегулированном рынке она, как правило, включает управление работой рынка реального времени и рынка на сутки вперед. Эти два рынка предлагают также услуги по планированию диспетчерских графиков и по балансированию, но управление их работой — это еще одна отдельная услуга. Хотя необходимость в услугах системного оператора никем не оспаривается, объем предоставляемых им услуг — главный спорный вопрос при проектировании рынков электроэнергии.

Краткое содержание главы 1-2.

Высококачественное и надежное электроснабжение конечных потребителей требует оказания целого ряда услуг. Каждая из них может обеспечиваться свободным рынком, государством, регулируемым поставщиком или теми и другими одновременно. Оптовое производство электроэнергии, стоимость которого составляет почти половину полной стоимости электроэнергии на розничном рынке, — одна из тех услуг, которые проще всего обеспечивает конкурентный рынок. Кроме того, именно в этой сфере, по-видимому, можно существенно повысить эффективность функционирования электроэнергетики. Если реструктуризация позволит добиться такого результата, то это станет важнейшим достижением политики дерегулирования электроэнергетики, возможным на сегодняшний день.
Следующими наиболее перспективными объектами дерегулирования могут стать рынки резервов, поскольку они наиболее тесно связаны с оптовым рынком электроэнергии. Резервы обеспечивают те же компании, которые производят электроэнергию. Эти рынки могут быть дерегулированы только на стороне предложения, и проектирование таких рынков — весьма непростая задача. Дерегулирование розничного рынка (сбыта) электроэнергии — более простая задача, и этот сектор может быть дерегулирован в полной мере, но выигрыш от этого не очень велик. На долю розничного сбыта приходится не более 5% полной стоимости электроэнергии, и потенциальная экономия здесь менее очевидна, чем в производстве электроэнергии, поскольку большинство традиционных услуг розничного сбыта на ее стоимость практически не влияют. К тому же это область, в которой конкуренция может привести к увеличению издержек за счет дополнительных затрат на маркетинговую деятельность.

1-2.1 Дополнительные системные услуги и системный оператор.

Системный оператор должен поддерживать в системе баланс, обеспечивая равенство спроса и предложения. Для этого может потребоваться до пяти рынков: один для «регулирования частоты», действующий ежеминутно, и еще четыре для обеспечения работоспособности энергосистемы в случае больших отклонений от плановых режимов и чрезвычайных ситуаций. Все эти услуги наряду с некоторыми другими называются дополнительными системными услугами.
Данные услуги оказываются в интересах всего рынка и либо являются «общественным благом» (товаром, предоставляемым в интересах всего общества), либо связаны с большими внешними эффектами¹. Следовательно, на всех рынках дополнительных системных услуг сторона спроса полностью регулируется, но некоторые из таких рынков могут быть дерегулированы на стороне предложения. Услуга системного оператора по координации этих рынков и обеспечению регулируемого спроса на дополнительные системные услуги предоставляется в условиях естественной монополии, и организация, предоставляющая эту услугу, может иметь статус как коммерческой, так и некоммерческой организации².

1-2.2 Выбор состава оборудования и управление перегрузками сети.

Традиционно (до реструктуризации) системные операторы предоставляли еще две услуги по координации работы энергосистемы: выбор состава работающего оборудования и управление перегрузками сети электропередачи³. Выбор состава оборудования можно передать самим генерирующим компаниям, хотя это, возможно приведет к небольшому снижению экономичности режимов энергосистемы. Управление перегрузками сети должно хотя бы частично выполняться системным оператором.

1-2.3 Управление рисками и форвардные рынки.

Как производители, так и потребители электроэнергии не склонны рисковать и стараются избегать риска, связанного с резкими колебаниями цен на спотовом рынке. Не только часовые и суточные колебания цен, но и годовые колебания средних цен на спотовом рынке создают для них проблемы. Торговля на форвардных рынках может оградить их от этих рисков, а форвардные рынки электроэнергии не требуют большего регулирования, чем другие товарные рынки.

1-2.4 Передача и распределение электроэнергии.

Для доставки электроэнергии необходима сеть высоковольтных линий. Поскольку строить и содержать дублирующие линии достаточно дорого, распределению и передаче электроэнергии присущи свойства естественной монополии. В последнее время обсуждалась целесообразность предоставления прав на получение ренты, возникающей при перегрузке линий электропередачи⁴, инвесторам, финансирующим строительство линий электропередачи, и создания тем самым стимулов для появления конкурентного рынка таких линий. Однако в настоящее время законодательство ни одного штата не планирует введения подобных рынков⁵.

1-2.5 Конкуренция в сфере розничного сбыта электроэнергии.

¹Под внешними эффектами здесь понимаются выгоды или ущерб от экономической деятельности для третьих лиц без оплаты или возмещения. — Примеч. ред.

² Под некоммерческой организацией имеется в виду организация, не преследующая цели извлечения прибыли. — Примеч. ред.

³ Под управлением перегрузками сети понимается управление режимами ее работы с целью предотвращения превышения ее пропускных способностей. — Примеч. ред.

⁴ Рента перегрузки сети — разность платежей покупателей и продавцов электроэнергии, возникающая в результате перегрузки сети, ведущей к появлению разных локализованных цен на электроэнергию в различных точках сети. — Примеч. ред.

⁵ Рынки прав на передачу электроэнергии, обеспечивающие покрытие издержек, связанных с ограничениями пропускной способности линий электропередачи, уже существуют. Вместе с тем конкурентные рынки линий электропередачи отсутствуют. Отдельные эксперименты с коммерческими линиями электропередачи проводятся в Австралии и Аргентине. Другой возможностью является организация рынка монопольных (франшизных) прав, предоставляемых единой сетевой компании (TRANSCO) (Wilson, 1997).

Услуги розничного сбыта электроэнергии не включают ее доставку потребителям по распределительным сетям. В настоящее время они обычно также не включают услуги по коммерческому учету поставок электроэнергии или даже предоставление услуги по снятию показаний счетчиков. В основном розничный сбыт состоит в оформлении финансовых сделок, т. е. в работе, которая может выполняться в офисе. Возможности создания добавочной стоимости в этом секторе весьма ограниченны. Ранее сторонники дерегулирования заявляли, что розничный сектор мог бы внедрить ряд инновационных продуктов (новые типы счетчиков, новое качество электроэнергии), но в настоящее время их притязания в этой области ограничиваются новыми способами выставления счетов.
«Зеленая» (экологически чистая) электроэнергия¹ и счета, учитывающие время потребления электроэнергии, — это, по-видимому, наиболее важные возможные улучшения в технологии розничного сбыта, но нет серьезных оснований считать, что эти новые услуги не может предоставить регулируемый рынок. На самом деле поставки «зеленой» электроэнергии легче организовать в условиях регулирования. Кроме того, поскольку потребители могут воспользоваться своим правом менять поставщиков электроэнергии, конкуренция в розничном сбыте может, к сожалению, осложнить для генерирующих компаний заключение долгосрочных контрактов, что сделает весь оптовый рынок более рискованным и подверженным воздействию рыночной силы.

1-2.1 Дополнительные системные услуги и системный оператор

Поддержание напряжения и запуск системы «с нуля». Дополнительным системным услугам посвящена глава 3-4, где им дается более точное и широкое определение.

Регулирование и балансирование

Любой небаланс между предложением и спросом приводит к отклонению частоты электрического тока от стандартного значения (60 Гц в США)², что затрудняет работу многих электробытовых приборов; нецифровым часам и электропроигрывателям требуется постоянство частоты в системе, но больше всего оно необходимо большим генерирующим агрегатам. Изменения частоты заставляют эти громадные машины ускоряться или замедляться, что приводит к их дополнительному износу. Именно поэтому поддержанию постоянства частоты системный оператор придает приоритетное значение. Хотя до сих не было проведено детальных аналитических исследований затрат и результатов от повышения качества балансирования энергосистемы, балансирование системы с соблюдением установленных требований к допустимым отклонениям частоты от номинальной считается безусловно необходимым.
В объединенной энергосистеме частота в точности одинакова для всех потребителей. Например, с одной и той же частотой работают энергосистемы Квебека и Флориды. До тех пор, пока оператор какой-либо системы в рамках Объединенной восточной энергосистемы США поддерживает нормативную частоту, любая другая система этого объединения будет иметь такую же частоту. Поэтому ни один из этих операторов не заинтересован поддерживать частоту. Экономисты называют это проблемой «безбилетника» («free-rider»). Поддержание в системе баланса стоит дорого, и все предпочли бы, чтобы этим занимался кто-то другой. Следовательно, нужно, чтобы некий регулирующий орган принимал решения о покупке услуг по балансированию и обеспечивал сбор платы за эти услуги с участников рынка. Этому решению нет альтернативы; при чисто рыночном подходе частота в системе была бы недопустимо нестабильной. Это означает, что спрос на услуги балансирования должен регулироваться, но предложение этих услуг может обеспечиваться конкурентным рынком. Каждый системный оператор должен соблюдать стандарт по обеспечению услуг балансирования, установленный Североамериканским советом по надежности (NERC), и поэтому он покупает достаточный объем услуг по балансированию, чтобы соблюсти требования этого стандарта. Так как услуги по балансированию могут предоставлять много различных генерирующих компаний, рынок этих услуг, скорее всего, удастся сделать конкурентным. Но такой рынок не возникнет автоматически; все будет зависеть от того, насколько тщательно спроектированы механизмы его работы.

Самообеспечение резервами.

Существуют два подхода к обеспечению услугами балансирования. Системный оператор может купить необходимые услуги на рынке и распределить оплату стоимости этих услуг между генерирующими компаниями или потребителями в определенной пропорции, или же он может обязать каждого производителя электроэнергии предоставлять часть своих генерирующих мощностей для формирования общесистемного резерва. Последний подход, называемый «самообеспечением», часто характеризуется как подход с меньшим регулированием³. 

¹ Имеется в виду оплата электроэнергии по специальным счетам с несколько повышенными ценами, благодаря чему формируются финансовые средства для поддержки экологически чистых источников производства электроэнергии. — Примеч. ред.

² Частота в электроэнергетических системах поддерживается достаточно точно, о чем можно судить, например, на основе информации из доклада (NERC 2000, стр. 32): «В конце июля 1999 г. частота в Восточном Объединении упала до одного из самых низких уровней в истории — 59,93 Гц».

³ См. (Chao, Wilson, 1999а, Wilson, 1999).

В качестве примера рассмотрим вращающийся резерв, имеющий ключевое значения для обеспечения услуг по Системный оператор должен обеспечивать баланс в системе, поддерживать напряжение на должном уровне и восстанавливать работу системы в случае ее полного развала. Системный оператор выполняет эти основные функции, покупая так называемые «дополнительные системные услуги». Они включают предоставление различных типов резервов, балансированию. Не каждая генерирующая компания захочет предоставлять вращающийся резерв, поэтому если на производителей возложить физические обязательства обеспечивать его, то возникнет рынок вращающегося резерва. Те, кто считает для себя слишком дорогим содержать этот резерв, купит его у тех, кто предоставит его за меньшую цену, а некоторые генерирующие компании будут заниматься «самообеспечением».
Какова практическая разница между «самообеспечением» резервом и покупкой резерва? Пусть от производителя потребовали предоставить 100 МВт-ч вращающегося резерва в качестве вклада в услуги по балансированию, и пусть ему разрешено самообеспечение резервом. Если бы системный оператор вместо этого купил вращающийся резерв сам и потребовал с производителя оплату за 100 МВт-ч вращающегося резерва, разве производителю было бы от этого хуже? Нет. Он продал бы свои 100 МВт-ч на рынке вращающегося резерва по цене этого рынка Р, получив доход 100Р, и после этого системный оператор назначил бы ему оплату в 100Р в качестве его доли в финансировании приобретения необходимой величины вращающегося резерва. Результат получился бы тот же самый. В обоих случаях генерирующая компания обеспечила бы 100 МВт-ч вращающегося резерва, и ни в том, ни в другом она не несет дополнительных издержек.
Тогда почему возник такой ажиотаж вокруг «самообеспечения»? Есть несколько возможных ответов. Во-первых, некоторые из участников рынка, возможно, не понимают концепцию «самообеспечения». Другие могут считать, что в варианте с самообеспечением резервом им будет легче предоставлять вращающийся резерв низкого качества. Наконец, некоторые вообще не заинтересованы в выполнении своих обязательств по обеспечению резерва, а хотели бы взять на себя часть услуг системного оператора. Другими словами, они могут стремиться сами стать организаторами рынка вращающихся резервов и забрать этот бизнес у системного оператора. Если они смогут обеспечивать эти услуги более эффективно и с меньшими возможностями манипулирования рынком по сравнению с системным оператором, то им следует разрешить взять на себя такие функции.
Проблема с «самообеспечением» заключается в том, что услуги предоставляются не самим производителям, а системному оператору. Таким образом, термин оказывается обманчивым. Все равно должна состояться физическая сделка между производителем и системным оператором. Именно эта физическая сделка, требующая проверки предоставляемых резервов, и вызывает затруднения. «Самообеспечение» не отменяет необходимость регулировать спрос на рынке дополнительных системных услуг, и оно не делает более конкурентной сторону предложения.

Поддержание напряжения и возможность пуска системы «с нуля» (после полного останова энергосистемы)

 Для пуска большинства генерирующих агрегатов требуется электроэнергия из сети. Поэтому, если система полностью обесточена, они не смогут помочь ей восстановиться. Запускать самостоятельно можно лишь специально приспособленные для этого генерирующие агрегаты. Как и услуги по балансированию, услуги по пуску системы «с нуля» являются «общественным благом» и должны покупаться системным оператором.
Напряжение «падает», когда слишком много реактивной мощности забирается из системы. Реактивная мощность, в отличие от активной, потребляемой лампами накаливания, не очень хорошо передается по линиям электропередачи. Когда ее слишком много потребляется в одном месте, например в двигателях, флуоресцентных лампах или линиях электропередачи, напряжение в этом месте снижается. Для предотвращения падения напряжения в этих точках энергосистемы необходимо обеспечить поступление большей величины реактивной мощности с помощью конденсаторов, обычных генераторов или специальных генераторов, называемых синхронными компенсаторами.
Реактивная мощность в меньшей степени является общественным благом, чем другие дополнительные системные услуги. Вполне возможно, хотя это и дорого, обеспечить учет ее потребления отдельными потребителями и сетью. В принципе можно взимать плату за ее потребление, и в результате может возникнуть спотовый рынок реактивной мощности. В эксплуатации этот рынок будет сложным и дорогим, хотя обычно производство реактивной мощности обходится очень дешево. Кроме того, из-за трудностей с передачей реактивной мощности на большие расстояния на рынке реактивной мощности будет значительно меньше конкуренции.

Поддержание напряжения, как и другие дополнительные системные услуги, сталкивается с проблемой «безбилетника», если не все потребители оборудованы соответствующими средствами учета этих услуг. У потребителей отсутствуют стимулы для компенсации реактивной мощности, которую они используют, потому что падение напряжения, вызванное одним потребителем, воздействует на многих других. Следовательно, необходимо хотя бы выработать правила, регламентирующие закупки реактивной мощности. Пока что гораздо проще поддерживать напряжение, предоставив покупать необходимые реактивные мощности системному оператору и введя регулирование цен на эти закупки, если есть проблемы с рыночной силой.

Услуги системного оператора

Услуги системного оператора, который координирует работу рынков дополнительных системных услуг и обеспечивает регулируемый спрос на эти услуги, имеют монопольный характер (Ruff, 1999). Предоставление этих монопольных услуг может осуществляться организацией, преследующей цель извлечения прибыли (коммерческой), или бесприбыльной (некоммерческой). Подобная некоммерческая организация называется в Соединенных Штатах независимым системным оператором (ISO¹), и ее деятельность может регулироваться в минимальной степени. Термин TRANSCO² используется в США для обозначения системного оператора, преследующего цели извлечения прибыли и владеющего электрической сетью. Деятельность такого оператора требует значительного регулирования.
Некоммерческие монополии значительно отличаются от коммерческих. Например, ISO не будет иметь стимулов для максимизации ренты от перегрузки линий электропередачи, потому что он не может оставлять себе эту ренту в качестве прибыли. Нерегулируемый коммерческий системный оператор мог бы иметь чрезвычайно сильный стимул для максимизации ренты путем намеренного сокращения объемов услуг по передаче энергии. Поскольку такое поведение не может быть признано добросовестным и эффективным, коммерческий оператор должен регулироваться.
Существует мнение, что сетевая компания скоро столкнется с конкуренцией со стороны распределенной генерации (небольшие местные генерирующие установки) и поэтому перестанет быть естественной монополией. Так действительно было в 1890 г., но в настоящее время эта конкуренция чрезвычайно слаба. Представьте себе современный город без снабжающих его электроэнергией линий передачи и задайте себе вопрос, не вырастет ли стоимость электроэнергии в случае, если городу придется полагаться на находящуюся на его территории распределенную генерацию. Это на самом деле будет чрезвычайно дорого.
Тенденция повышения значения линий электропередачи наблюдалась на протяжении более чем ста лет, а дерегулирование только усилило эту тенденцию. Новые технологии, применяемые в генерирующих установках малой мощности, увеличили шансы распределенной генерации ослабить эту тенденцию или даже повернуть ее в обратном направлении, но система линий передачи не потеряет свойств естественной монополии и в предстоящие десятилетия. В течение этого времени TRANSCO должны регулироваться.
Хотя ISO не имеют стимулов для извлечения монопольной ренты, их мотивация действовать эффективно, несомненно, снижена. Причем эта мотивация обусловлена главным образом существованием общественного надзора за работой ISO, действенность которого растет с ростом внимания к проблеме такого контроля со стороны участников рынка (заинтересованных сторон), которым есть что терять от неэффективной работы ISO.
В настоящее время услуги системного оператора должны предоставляться регулируемой монопольной коммерческой компанией TRANSCO или некоммерческим и в малой степени регулируемым ISO. Можно показать, что оба эти варианта не слишком удачны и порождают почти одинаковые проблемы. Регулирование Администратора системы электропередачи в канадской провинции Альберта, — регулируемой и коммерческой монополии, — осуществляется таким образом, что эта компания ведет себя во многих отношениях как некоммерческая. Например, она предложила ввести для генерирующих компаний большие стимулирующие выплаты и платежи вместо строительства новой крупной линии электропередачи. Хотя строительство этой линии, возможно, и не было оправданным (однако ныне утверждается, что это не так), была предложена такая система стимулов, которая создала видимость выгоды предложенного решения для пользователей сети. При этом инвестиционные издержки, связанные со строительством электростанций в зонах с более дорогой электроэнергией, скрывались и отрицались. Монопольный стимул сетевой компании оптимизировать сетевую инфраструктуру тем самым был чрезвычайно ослаблен, если не был потерян совсем. Вместо этого компания проявила более свойственную ISO заинтересованность в получении поддержки общественности и других заинтересованных сторон.
Есть еще одно возможное решение дилеммы выбора между коммерческим или некоммерческим статусом системного оператора. Монополии можно в некоторых случаях заставить конкурировать, предоставляя им на тендерной основе временные права франшизного поставщика монопольных услуг. Роберт Вилсон (Robert Wilson, 1997) предложил поступать именно таким образом, а также разработал систему стимулов для эффективного управления работой энергосистемы. Хотя этот подход выглядит перспективным, с его применением связаны серьезные технические и политические проблемы.
¹ Сокращение от английского словосочетания «Independent System Operator». — Примеч. peд.

² Сокращение от английского словосочетания «TRANSmission СОmраnу» — сетевая компания. —  Примеч. ред.

1-2.2 Выбор состава оборудования и управление перегрузками сети

Существует почти всеобщее согласие относительно того, что работу рынка реального времени должен обеспечивать системный оператор и что спрос на дополнительные системные услуги должен определяться централизованно. Вместе с тем вопросы, касающиеся услуг по выбору состава оборудования и управлению перегрузками электрической сети, вызвали большие споры. Их часто называют спорами об «обязательном пуле» и «узловых ценах».  Профессор Вильям Хоган (William Hogan) из Гарвардского университета выдвинул идею модели узловых цен, которая была взята за основу при создании независимых системных операторов систем PJM, Нью-Йорка и Новой Англии. Калифорния, Австралия, провинция Альберта (Канада) и Англия отвергли эту модель, приняв менее централизованный подход.
Хоган (Hogan, 1992, 1995, 1998) предлагает модель системного оператора, который предоставляет услуги как по выбору состава оборудования, так и по управлению перегрузками электрической сети¹. Эти две функции объединены в основном благодаря исторически сложившейся практике работы системного оператора или сделанному выбору по их передаче одной организации, а не из-за логически обоснованных требований. В действительности системный оператор мог бы предоставлять только услуги по управлению перегрузками сети и по балансированию и не участвовать в выборе состава оборудования.

Услуги по выбору состава оборудования

Услуги по выбору состава оборудования не обязательно должны предоставляться либо централизованно, либо через децентрализованные рыночные структуры. Каждая генерирующая компания может осуществлять выбор состава оборудования самостоятельно. Данная услуга просто определяет для каждого генерирующего агрегата, когда он должен быть включен, сколько электроэнергии он должен вырабатывать в определенные моменты времени и когда его необходимо выключить. Эти решения могут приниматься каждой компанией независимо. Вопрос в том, насколько эффективно это будет.
Если решения будут приниматься независимо, то генерирующие компании сами будут прогнозировать цену электроэнергии в пределах определенного периода времени и нести затраты на пуск агрегатов, если ожидают получить прибыль от их работы. Если же отключение агрегатов представляется более выгодным, чем продолжение их работы, эти генерирующие агрегаты будут выключены. Экономический анализ показывает, что подобный процесс работает почти идеально в случае, когда цены прогнозируются точно и отсутствуют затраты на пуск и останов. В условиях реальных рынков, однако, ни одно из этих допущений не выполняется. В этой связи возникают два вопроса: 1) будет ли системный оператор прогнозировать цены более точно, и 2) сможет ли системный оператор решать проблему затрат на пуск более эффективно?
Системный оператор, вероятно, может прогнозировать цену на рынке электроэнергии несколько лучше, чем отдельные производители, просто потому что у него больше информации, но это преимущество может быть не очень большим. При узловом ценообразовании системный оператор может прогнозировать цены на сутки вперед, когда он составляет плановый график, но практическое значение имеют только неизвестные цены реального времени².
Неэффективность, описываемая экономической теорией и обусловленная «невыпуклым» характером функции затрат с учетом затрат на пуск генерирующего агрегата, определенно очень мала³ (подробнее это рассматривается в главе 3-8). Хотя затраты на пуск незначительно нарушают рыночное равновесие, они затрудняют его достижение. Это может стать серьезным источником неэффективности, особенно если рассматривать данную проблему в связи с проблемой надежности. Пока что мало или вовсе нет оснований считать, что системный оператор может существенно снизить издержки генерирующих компаний, предоставляя услуги по выбору состава оборудования.
Однако при передаче этих функций системному оператору проигрыш невелик, а возможно, даже будет получен заметный выигрыш, особенно на новых рынках. Поэтому надежным решением может считаться передача этой услуги системному оператору при добровольном порядке ее предоставления. Такой подход реализован в настоящее время в системе PJM, и почти все производители используют данную услугу. Однако из этого примера нельзя сделать однозначных выводов, поскольку в системе PJM существуют неявные стимулы для использования услуг системного оператора.

¹ Позднее Хоган (Hogan, 2001b) предложил вариант модели системного оператора, в которой услуги по выбору состава оборудования являются необязательными.

² Системный оператор может выбирать состав оборудования не на рынке на сутки вперед, а на основе решения отдельной задачи после завершения торгов на этом рынке, как это делается, например, в PJM. Тем самым повышается точность прогноза цен реального времени. — Примеч. ред.

³ Затраты холостого хода, которые превышают затраты на пуск, также делают функцию затрат на производство невыпуклой, но они несомненно создают меньше проблем.

Услуги по управлению перегрузками электрической сети

Управление перегрузками электрической сети является одной из самых сложных проблем в проектировании рынков электроэнергии. Хотя издержки, вызванные перегрузкой, в эффективно управляемой электроэнергетической системе невелики, плохо разработанные правила ценообразования в условиях перегрузки электрической сети могут сделать эту систему неуправляемой. В качестве примера можно привести ситуацию, возникшую в системе PJM как раз перед официальным открытием рынка, когда были введены цены, учитывающие эффекты перегрузки электрической сети (далее для краткости — цены при перегрузке) и основанные на методологии средних издержек, что привело к многочисленным попыткам сыграть на несовершенстве правил ценообразования (Hogan, 1999).
При использовании любого эффективного метода управления перегрузками сети за использование перегруженных линий¹ электропередачи придется платить. Если цена за использование таких линий устанавливается правильно, спрос на использование линии будет равен ее пропускной способности, за исключением случая, когда цена равняется нулю, а нулю она будет равна, только если при нулевой цене пропускная способность линии используется не полностью². Введение такой системы ценообразования гарантирует, что право на использование ограниченной пропускной способности линии получают те пользователи сети, для кого она имеет наибольшую экономическую ценность, и в этом случае пропускная способность линии не используется расточительным образом. Это единственный эффективный способ управления перегрузками сети.
Хотя существует только один набор эффективных цен, учитывающих эффекты перегрузки сети (это цены, устанавливаемые на основе метода «узлового ценообразования»), есть много других подходов, которые, по крайней мере теоретически, позволяют сформировать такие же цены или же дать их хорошее приближение. By (Wu) и Варайа (Varaiya) предложили наиболее крайнюю альтернативу узловому ценообразованию. В их подходе, основанном на «многосторонних сделках» (Wu и Varaiya 1995; Varaiya 1996), системный оператор может ничего не знать о ценах при перегрузке. Он должен просто предоставлять некоторым участникам рынка права использования линий, применяя некоторый «приемлемый, но произвольный способ» распределения данных прав, который бы предотвратил перегрузку линий электропередачи. Эти участники могут затем либо использовать переданные им права на пропускные способности линий, либо продать их другим участникам, для которых использование пропускной способности соответствующих линий имеет большую экономическую ценность.

¹ Термин «перегруженные линии» не следует понимать буквально. Имеются в виду линии, которые при оптимальном потокораспределении были бы перегружены, если бы системный оператор не вводил ограничения на величину перетоков. — Примеч. ред.

² Более точно, цена будет равна нулю, если при нулевой цене использование линии не превысит ее пропускной способности. — Примеч. ред.

Если предложенный механизм будет работать эффективно, как и должен работать конкурентный рынок, то на этом рынке сформируются такие же цены за использование пропускной способности перегруженных линий, какие бы сформировал системный оператор при использовании узлового ценообразования¹.
Цены, учитывающие перегрузку сети, позволяют получить доходы за счет оплаты пользователями электрической сети права доступа к этому дефицитному ресурсу. Собранные доходы называются рентой перегрузки (congestion rent). Поскольку цены за право использования перегруженных линий одинаковы при любой эффективной системе ценообразования, одинаковой является и величина ренты перегрузки. При узловом ценообразовании ренту перегрузки собирает системный оператор. При других системах ценообразования, таких как метод многосторонних сделок, собирать эту ренту будут иные частные организации. В этом существо разногласий². Когда генерирующие компании настаивают на передаче им права «самим управлять» перегрузкой линий, они на самом деле требуют права «самим собирать» максимально возможную долю сетевой ренты (ренты перегрузки).
Любая система распределения прав на передачу может рассматриваться как способ продажи или передачи этих прав. В любом случае права исходно возникают у системного оператора и определяются таким образом, чтобы исключить возможную перегрузку линий электропередачи. Предоставление прав на передачу всегда должно регулироваться.
Проектировщики рынка должны сделать основополагающий выбор: передавать ли системному оператору функцию продажи прав на передачу и использование получаемых доходов от продажи (ренты перегрузки) для компенсации части затрат на сетевую инфраструктуру, или же он должен уступить эту функцию частным организациям и позволить им собирать ренту перегрузки в свой карман?³ В тех энергосистемах, где в прошлом физические права на передачу покупались или же приобретались путем участия пользователей в финансировании строительства или модернизации объектов сетевой инфраструктуры, переуступка этих прав или их возможное переоформление в финансовые права не нарушает преемственности в политике регулирования электроэнергетики и не будет подрывать доверие к решениям регулирующих органов. Другие способы передачи новых прав на передачу обычно оказываются недостаточно прозрачными и слишком произвольными. Кроме случаев, когда уже существует стартовое распределение прав собственности, наиболее предпочтительным способом действий для системного оператора является формирование новых прав на передачу, их продажа и использование полученных доходов для финансирования существующих или новых линий электропередачи.

1-2.3 Управление рисками и форвардные рынки

Системный оператор должен управлять электроэнергетической системой в реальном времени для обеспечения надежности ее работы. У него также должен быть некоторый запас времени для планирования режима работы системы (разработки диспетчерских графиков).

¹ Возможность эта действительно чисто теоретическая, поскольку описанный в работе (Wu, Varaiya, 1995) подход вряд ли когда-нибудь может быть практически реализован. — Примеч. ред.

² Вряд ли можно считать разумной систему, в которой рента за перегрузку сети присваивается случайно выбранными участниками рынка как это происходит в методе By и Варайя. —  Примеч. ред.

³ Если системный оператор продает права на передачу энергии и собирает ренту перегрузки, он может продавать эти права каждый день и каждый час, используя механизм узловых цен. Он также может продавать права на передачу сроком на один год или на один месяц на периодически проводимых аукционах, а также комбинировать эти подходы или дополнять их другими.

Обычно принимается, что этот запас равен одним суткам. Кроме планирования, системному оператору совершенно не нужно заниматься вопросами рынка электроэнергии (управление передачей электроэнергии и адекватность величины установленной мощности — это вопросы, отдельные от рынка электроэнергии).
Как генерирующие компании, так и потребители предпочли бы заключать долгосрочные договоры на поставку электроэнергии на децентрализованном форвардном рынке или на сильно централизованном фьючерсном рынке. Фьючерсные рынки будут работать лучше, если на них распространить стандартную практику регулирования товарных рынков, поскольку фьючерсные сделки на поставку электроэнергии не нуждаются в какой-либо специальной регламентации. Эти рынки должны быть точно так же дерегулированы, как и любые иные товарные рынки.
Для распределения прав на передачу электроэнергии также необходимы форвардные рынки (см. работу (Hogan, 1997), где рассматривается один из вариантов организации такого рынка). Как и в случае управления перегрузками электрической сети, системный оператор может сыграть роль продавца форвардных контрактов на передачу электроэнергии, поскольку именно он в конечном итоге решает, какие ограничения на перетоки мощности по отдельным линиям передачи будут наложены. К сожалению, проблема прав на передачу чрезвычайно сложна, так как в современных электрических сетях нельзя выбирать пути передачи электроэнергии. Если точка А соединена с точкой В линией электропередачи и участник рынка имеет право на передачу 100 МВт только по этой линии, это означает, что он не имеет достаточных прав на реализацию сделок по продаже электроэнергии вообще. Даже если речь идет всего о 10 МВт мощности, поставленной из точки А в точку В, значительная часть этой мощности, иногда более половины, будет передана по другим линиям. Каким образом произойдет распределение потоков мощности в системе, будет определяться законами физики.
К счастью, можно существенно упростить проблему, связанную с физическим распределением потоков мощности в системе, если при проектировании рынка прав на передачу электроэнергии рассматривать их как чисто финансовые права. Право на передачу 100 МВт означает в таком случае предоставление их владельцу права получить сетевую ренту (ренту перегрузки) за передачу электроэнергии из точки А в точку В за каждый из купленных 100 МВт¹. Если рента в среднем составляет 10 долл./МВт-ч в пиковые часы, и данное право распространяется на 100 МВт перетока мощности в течение 320 пиковых часов, то владелец получает 320000 долл. Обладая такими правами, их владелец может полностью застраховать себя от возможных потерь при осуществлении сделки по поставке электроэнергии из точки А в точку В. Рынки купли-продажи таких прав не требуют особого регулирования, но они могут быть недостаточно ликвидными, чтобы полностью удовлетворить нужды участников рынка электроэнергии. Предстоит еще много работы для создания эффективных механизмов страхования от рисков, связанных с издержками от перегрузки электрической сети.

1-2.4 Передача и распределение энергии

Если ренту за перегрузку получают владельцы линии передачи, будет построено слишком мало новых линий. Рынок строительства новых линий электропередачи нельзя оставлять нерегулируемым, и даже регулируемый рынок может не справиться с этой задачей.
Одним из способов обеспечить строительство новых линий может быть передача этой функции ISO. Другой способ — предоставить одной компании, а именно TRANSCO, монопольное право на эксплуатацию и развитие всей электрической сети в пределах определенной большой территории. Как и всякая другая монопольная организация, контролирующая поставку жизненно необходимых продуктов (услуг), TRANSCO должна регулироваться.
В этой связи необходимо остановиться на нескольких проблемах. Линии электропередачи можно рассматривать и как объекты, замещающие генерирующие мощности, и как объекты, дополняющие их. Новые линии электропередачи усиливают конкуренцию между производителями электроэнергии, которые по этой причине могут быть против их строительства, но правильней рассматривать эти линии в качестве общественного блага, поскольку они уменьшают рыночную силу производителей электроэнергии. Выбор решения о размещении новой линии электропередачи — это крайне зарегулированный и вызывающий дискуссии процесс. Кроме того, трудно распределить физические и финансовые права на использование пропускной способности электрической сети таким образом, чтобы инвесторы получили достаточный доход от своих сетевых инвестиций.
Эти сложности делают дерегулирование рынка строительства новых линий электропередачи невозможным. Распределительная сеть — еще более сложный объект для дерегулирования, и до настоящего времени если и были, то весьма немногочисленные предложения такого рода.

¹ Отметим, что владелец прав на передачу получает указанную сумму независимо от того, какой поток мощности он фактически передает из точки А в точку В. Если передаваемая им мощность действительно равна 100 МВт, то полученная сумма полностью компенсирует плату за передачу. — Примеч. ред.