Исследование организации рынков мощности в других странах, применимых и для России

• Введение
• Часть I
• 1. Организация ОРЭМ в России
• 1.1 Основное взаимодействие инфраструктурных и регулирующих организаций оптового рынка
• 1.2 Структура оптового рынка элетроэнергии
• 1.3 Структура оптового рынка мощности
• 2. Организация оптового рынка электроэнергии и мощности Nord Pool
• 3. Организация оптового рынка электроэнергии и мощности NYISO
• Заключение
• Часть II
• Вопрос 1

Вопрос 2

• Библиографический список
• Введение
• Одним из ключевых критериев функционирования электроэнергетической отрасли является обеспечение необходимого уровня надежности электроснабжения, как в краткосрочном, так и в долгосрочном периоде. В каждый момент времени в энергосистеме должен быть запас генерирующей мощности, достаточный для удовлетворения возможного пикового потребления, как в текущий период, так и на период, необходимый для ввода новых мощностей.
• Вне зависимости от конструкции рынка электроэнергии/мощности, его целью является обеспечение в долгосрочной перспективе достаточности генерирующих мощностей в энергосистеме и готовности к выработке электрической энергии для поддержания необходимого уровня надежности энергоснабжения наиболее экономически-эффективным способом.
• Рассмотрим модели организации рынка мощности/электроэнергии в различных странах.
• Часть I

1. Организация ОРЭМ в России

Купля и продажа электроэнергии и мощности на ОРЭМ осуществляется в соответствии с:

· Правилами работы оптового рынка электроэнергии и мощности, установленными постановлением Правительства Российской Федерации № 1172 от 27.12.2010 года;

· Договором о присоединении к торговой системе оптового рынка электроэнергии и мощности.

Модель рынка мощности действует на территориях, объединены в ценовые зоны оптового рынка. Ценовые зоны в свою очередь разбиваются на зоны свободного перетока мощности, которые учитывают планируемые ограничения поставок мощности между ними. Сейчас на рынке сформировано 30 зон.

Рис. 1. Ценовые зоны оптового рынка Рис. 2. Зоны свободного перетока мощности оптового рынка Субъектами оптового рынка являются:

· Участники обращения электрической энергии и электрической мощности (участники торговли)

o Генерирующие компании

o Крупные потребители

o Энергосбытовые организации

o Гарантирующие поставщики

o Операторы экспорта-импорта

o Федеральная сетевая компания

· Инфраструктурные организации ОРЭМ

o Коммерческая инфраструктура

§ Совет рынка

§ Администратор торговой системы

§ Центр финансовых расчетов

§ Товарная биржа

o Технологическая инфраструктура

§ Системный оператор

§ Федеральная сетевая компания

§ Межрегиональные сетевые компании

1.1 Основное взаимодействие инфраструктурных и регулирующих организаций оптового рынка

Федеральная служба по тарифам утверждает прогнозный баланс энергии и мощности, а также утверждает тарифы и индикативные цены. Утвержденный прогнозный баланс энергии и мощности АТС и ЦФР, А также Системному Оператору.

АТС и ЦФР, в свою очередь, выполняют привязку по регулируемым договорам, проведение торгов рынка на сутки вперед, расчет финансовых обязательств, доведение результатов торгов до участников рынка оказание консультационно-информационных услуг. Материалы по подозрению в манипулирование на рынке передаются федеральной антимонопольной службе. Информация о свободных объемах участников и актуальных ограничениях передается на биржу свободных договоров на продажу электроэнергии и мощности. Совет рынка получает от АТС и ЦФР результаты торгов рынка на сутки вперед. А Системный оператор заявки участников на торги в балансирующем рынке.

Федеральная Антимонопольная служба выполняет антимонопольный контроль и отслеживает манипуляции ценами на оптовом рынке электроэнергии.

Совет рынка обеспечивает нормативно-методическое сопровождение ОРЭ и присоединение к торговой системе. Совет рынка передает АТС и ЦФР нормативно-методические материалы по функционированию рынка.

Системный оператор занимается планированием потребления и генерации, актуализацией расчетной модели, проведением торгов на балансирующем рынке, а также проведением конкурентного отбора мощности. СО передает информацию о актуализации расчетной модели рынка на сутки вперед и результаты торгов на балансирующем рынке в АТС и ЦФР.

Биржа свободных договоров на продажу электроэнергии и мощности занимается проведением биржевых торгов и АТС и ЦФР получают от нее информацию об объемах и контрагентах по СДЭМ.

1.2 Структура оптового рынка элетроэнергии

· Сектор регулируемых договоров (РД) Ценообразование — тариф, установленный ФСТ.

Объем — формируются АТС в рамках баланса ФСТ (не выше 35% от объема в балансе) С 2011 года в пределах ценовых зон оптового рынка электроэнергии и мощности регулируемые договоры (РД) заключаются только в отношении объемов электроэнергии и мощности, предназначенных для поставок населению, приравненным к населению группам потребителей, а также гарантирующим поставщикам, действующим на территории республик Северного Кавказа, Республики Тыва и республики Бурятия.

· Рынок на сутки вперед (РСВ) Ценообразование — свободное, маржинальное, результат конкурентного отбора, проводимого АТС Объем — результат конкурентного отбора, проводимого АТС

· Балансирующий рынок (БР) Ценообразование — свободное, маржинальное, результат конкурентного отбора, проводимого СО Объем — результат конкурентного отбора, проводимого СО и диспетчерских команд СО

· Сектор свободных двусторонних договоров (СДД) Ценообразование — свободное, определяемое контрагентами по договору Объем — свободный, определяемый контрагентами по договору

1.3 Структура оптового рынка мощности

оптовый рынок электроэнергия мощность

· покупка/продажа мощности, отобранной по итогам конкурентного отбора мощности (КОМ), по договорам купли-продажи мощности, заключённым по итогам КОМ;

· покупка/продажа мощности по свободным договорам купли/продажи мощности, в том числе на бирже (СДМ);

· покупка/продажа мощности новых объектов тепловой генерации по договорам о предоставлении мощности (ДПМ) и по договорам купли-продажи мощности новых атомных электростанций и тепловых электростанций, аналогичным ДПМ.

· покупка/продажа мощности генерирующих объектов, отнесённым к генерирующим объектам, поставляющим мощность в вынужденном режиме (вынужденные генераторы);

· покупка/продажа мощности по регулируемым договорам (РДМ) (в отношении поставок населению и приравненным к населению категориям потребителей);

· покупка/продажа мощности генерирующих объектов, определённых по результатам конкурсов и отборов инвестиционных проектов.

При КОМ объем мощности рассчитывается по остаточному принципу как часть фактически поставленного/купленного на ОРЭМ объема мощности, не проданного по иным механизмам. Стоимость мощности, продаваемой и покупаемой по итогам КОМ, устанавливается исходя из цен, определенных по итогам КОМ.

Основные принципы работы оптового рынка мощности по результатам КОМ:

конкурентный отбор поставщиков мощности, которые обеспечат покрытие прогнозируемого потребления с учетом резервов;

гарантирование поставщикам, отобранным по результатам отбора, востребованности их мощности;

обязанность каждого покупателя приобрести мощность на оптовом рынке в объеме его пикового потребления;

обеспечение долгосрочных обязательств участников рынка в рамках договора о присоединении к торговой системе оптового рынка: у поставщиков — по поставке мощности, у покупателей — по ее покупке;

возможность заключения свободных двусторонних договоров на мощность;

постепенное уменьшение объемов мощности, продаваемых по регулируемым договорам.

Поставщик мощности подает в АТС ценовую заявку с указанием ежегодной платы за мощность и величины максимальной рабочей мощности за год в период поставки, а для маневренных электростанций — максимальной часовой пиковой мощности. В результате конкурентного отбора определяются поставщики, указавшие в заявках наиболее низкие цены и обеспечивающие покрытие спроса на мощность, еще не закрытого ранее отобранными мощностями, и необходимые параметры маневренности в соответствующей зоне свободного перетока.

Поставщики, отобранные по результатам конкурентного отбора, получают гарантию востребованности их мощности. Указанная гарантия будет действовать в течение срока, определяемого поставщиком при подаче заявки на конкурентный отбор. В период действия этой гарантии мощность может продаваться двумя способами:

свободный способ продажи — продажа мощности по свободным двусторонним договорам с одновременной продажей электроэнергии по конкурентным ценам (по ценам рынка на сутки вперед, балансирующего рынка и по свободным двусторонним договорам);

тарифный способ продажи — продажа мощности через унифицированную сторону по цене, указанной поставщиком в своей ценовой заявке, и одновременная продажа электроэнергии по цене, устанавливаемой ФСТ.

Задачи долгосрочного рынка мощности (КОМ):

Обеспечение долгосрочной надежности — предупреждение дефицита в ЕЭС.

Минимизация совокупной стоимости электроэнергии и мощности для потребителей.

Формирование наиболее эффективной структуры генерации.

Формирование региональных ценовых сигналов для развития генерации, потребления и сетей.

Повышение инвестиционной привлекательности отрасли через обеспечение долгосрочных гарантий поставщикам.

Стимулирование инвестиционного процесса по созданию и модернизации основанных фондов.

Конкурентный отбор мощности в долгосрочном периоде определяется не менее, чем за четыре года до поставки. Для проведения этого мероприятия Системный Оператор по специальной методике рассчитывает прогнозное значение потребления и величину необходимой мощности с учетом резерва. Поставщики, подавая ценовые заявки, формируют ценовое предложение. По итогам КОМ определяются генерация, мощности которой будут востребованы и оплачены, цена продажи-покупки мощности, обязательства участников рынка мощности. При необходимости Системный Оператор проводит корректировку КОМ.

2. Организация оптового рынка электроэнергии и мощности Nord Pool

В рынке Nord Pool участвуют страны: Норвегия, Швеция, Финляндия, Дания, Германия, Эстония.

Nord Pool относится к рынкам, где торгуется только электроэнергии я (рынки без оборота мощности) На данных рынках потребители не оплачивают готовность генерирующих объектов, а поставщики электроэнергии не получают платежей за мощность. Функционирование данного рынка происходит по следующей схеме:

В зависимости от времени года и суток, в энергосистеме может наблюдаться относительный дефицит и профицит генерирующей мощности. Спрос на электроэнергию подвержен циклическим колебаниям: в течение суток энергопотребление увеличивается в дневное время и снижается ночью, в течение года — растет зимой и снижается летом Пики энергопотребления наблюдаются лишь несколько раз в году, в остальное время оно находится на значительно более низком уровне. Общий объем установленной электрической мощности в энергосистеме должен превышать пиковое потребление — в противном случае произойдет перерыв в электроснабжении или недопустимое снижение качества электроэнергии. Таким образом, часть генерирующих мощностей энергосистемы большую часть времени года будет находиться в резерве, включаясь лишь для покрытия пиков энергопотребления.

Наличие существенных колебаний цены является неотъемлемой чертой электроэнергетического рынка, позволяющей ему регулировать объем установленной мощности в энергосистеме:

— если на рынке недостаточно генерирующей мощности, высокий уровень цен будет наблюдаться часто, что будет являться стимулом строительства новых генерирующих объектов;

— если на рынке присутствует избыток мощности, то высокий уровень цен будет наблюдаться слишком редко, и выручки ряда электростанций будет не хватать на покрытие их постоянных издержек, создавая, таким образом, стимул для вывода избыточной мощности с рынка.

В то же время, неконтролируемые ценовые пики несут в себе риски злоупотребления монопольным положением производителей. Поскольку потребители не могут в реальном времени отреагировать на повышение цены, производители имеют возможность поднять ее до сколь угодно высоких значений. Поэтому, на рынках применяется ограничение цен (price cap) на электроэнергию. На Nord Pool оно составляет € 2 000 за МВт*ч.

Следует отметить, что системный оператор имеет возможность заключить контракт на приобретение мощности вне рынка, если прогнозирует ее дефицит. На Nord Pool региональные сетевые компании заключают договоры о предоставлении мощности в случае, если вероятность превышения спроса над предложением превышает 0,1%, при этом оплата таких договоров осуществляется за счет государства.

3. Организация оптового рынка электроэнергии и мощности NYISO

NYISO (New York I System Operator) обеспечивает электроэнергией Нью-Йорк.

NYISO — модель рынка с централизованными торгами мощностью на краткосрочный период.

На централизованном рынке мощности региональные сетевые организации должны приобрести права на мощность в объеме, необходимом для содержания резерва, норма которого устанавливается системным оператором. При этом у сетевой организации появляется дополнительный механизм приобретения мощности — участие в централизованных торгах.

Торги мощностью на рынках MISO и SWIS проходят следующим образом:

На рынке NYISO применяется следующий принцип ценообразования. Системный оператор не устанавливает жесткий коэффициент резервирования, а определяет его зависимость от цены на мощность: чем мощность дороже, тем меньший ее объем приобретается на торгах. Таким образом, формируется наклонная кривая спроса на мощность. Цена определяется в точке пересечения полученной кривой спроса и кривой предложения, которую формируют ценовые заявки поставщиков.

Торги проводятся незадолго до периода поставки мощности — на полгода, с проведением дополнительных месячных и внутридневных торгов.

Следует отметить, что централизованный аукцион является лишь дополнительным инструментом покупки и продажи мощности. Участники рынка не ограничиваются в заключении двухсторонних договоров либо строительстве собственной мощности.

В случае если в энергосистеме наблюдается дефицит генерирующей мощности, на рынке устанавливается высокая цена на мощность, что должно быть стимулом для инвестиций в генерацию. Но в тот момент, когда новая электростанция будет введена в эксплуатацию, на рынке возникнет резерв мощностей, и цена резко упадет. Таким образом, поставщики электроэнергии получают долгосрочный стимул сохранять дефицит мощности с целью избежать падения цены. Кроме того, слабая предсказуемость цен затрудняет привлечение финансирования под проекты строительства генерации.

Заключение

На основе вышеизложенного можно сформулировать следующие выводы по поводу организации рынков мощности в других странах, применимых и для России.

Во-первых, «чистые» рынки электроэнергии применяются только в некоторых развитых странах, и в то же время многие из них предусматривают резервные «ручные» механизмы покупки мощности. На всех рынках, сталкивающихся с ростом энергопотребления и угрозой дефицита генерации, в том или ином виде внедрен рынок мощности. Таким образом, если есть угроза недостатка мощности, рынок мощности необходим.

Во-вторых, рынок без оборота мощности не позволяет снизить цену, которую потребитель платит за надежность энергоснабжения: одинаковый уровень резервов будет достигнут при одном уровне выручки генерации. В одном случае потребитель оплатит надежность в составе пиковой цены на электроэнергию, в другом — в виде явных платежей за мощность. Регулирование рынка также не становится проще: хотя у регулятора отсутствует необходимость определять спрос и цену на мощность, ему необходимо корректно определить потолок цены на рынке на сутки вперед и распознавать случаи манипулирования ей.

В-третьих, оптимального способа организации рынка мощности на текущий момент не существует. Двухсторонний рынок мощности снижает прозрачность рынка и затрудняет положение небольших участников, централизованные торги содержат риски манипулирования и вызывают сопротивление со стороны покупателей. Краткосрочный рынок решает задачу сохранения на рынке существующей генерации, но не создает достаточных стимулов для привлечения инвесторов в строительство новых мощностей. Долгосрочный рынок мощности в значительной мере зависит от точности прогнозов роста электропотребления, а также требует от участников соответствующего горизонта планирования. Использование той или иной модели рынка в конкретной стране связано с вызовами, которые стоят перед региональной энергосистемой.

Часть II

Вопрос 1

Объясните механизм возникновения арбитража на разницу цен при наличии ограниченных перетоков мощности между зонами. Зачем нужен такой арбитраж?

Рынок «на сутки вперед» дает возможность централизованно планировать режимы за сутки до реального времени производства и потребления электроэнергии, что соответствует электротехнологическим возможностям (времени пуска) большинства генерирующих установок. Такой рынок организован в форме двухстороннего аукциона с маржинальным ценообразованием. Цель аукциона — установление равновесных цен и объемов покупки-продажи электрической энергии так, чтобы достичь максимальной взаимной выгоды поставщиков и покупателей от торговли.

За сутки до реального времени участники подают ценовые заявки организатору аукциона, именуемому коммерческим оператором, исходя из своих маржинальных издержек. В этих заявках покупатели указывают желаемые объемы потребления и максимальную цену, которую они готовы заплатить за эти объемы. Заявка покупателя может быть ценопринимающей, т. е. покупатель готов заплатить за указанный им объем любую цену. Продавцы заявляют объемы и минимальную цену, по которой согласны продать электрическую энергию. Продавец также может подать ценопринимающую заявку, которая будет свидетельствовать о его готовности произвести заданный объем электроэнергии по любой цене, включая нулевую. Заявки покупателей ранжируются в порядке убывания цен, что означает согласие покупателя купить товар по цене, меньшей цены, указанной в его заявке. Объемы, указанные в ценопринимающих заявках, проходят в первую очередь. Из всех заявок формируется кривая спроса. Заявки продавцов ранжируются в порядке возрастания цен, и таким образом формируется кривая предложения. Объемы, указанные в ценопринимающих заявках, проходят в первую очередь.

Пересечение кривых спроса и предложения дает равновесные цены и объемы на рынке. В равновесии не все покупатели удовлетворяют свой спрос. Покупатели, заявки которых оказались справа от точки равновесия и не были приняты, ничего не смогут купить, так как они готовы были купить дешевле сформировавшейся равновесной цены. Часть предложения также оказывается невостребованной по заявленным продавцами ценам. Совокупный излишек, равный сумме излишков у потребителей и у покупателей, представляет собой общественную выгоду в экономике.

Рис. 3 Аукцион с маржинальным ценообразованием В процессе планирования электрического режима необходимо учитывать системные ограничения, обусловленные сетевой структурой связей. Для реализации этой задачи на рынке «на сутки вперед» организуется распределенный аукцион с зональными ценами. В распределенном аукционе определяется своя равновесная цена в каждом узле (зоне).

Сетевые ограничения не позволяют доставить электроэнергию от дешевых источников в места, где источники более дорогие, в полном объеме, который бы уравновесил цены. Однако часть электроэнергии, произведенной в более «дешевой точке», будет доставлена в более «дорогую точку» в объеме, определяемом пропускной способностью сети. Эта электроэнергия будет продана в более «дорогой точке» по цене в этой точке, а оплачена производителям по цене более «дешевой точки». В результате такого аукциона возникает арбитраж на разницу цен на переток определенно объема, поскольку объем перетока куплен дешево, а продан дорого. Фонд разницы узловых цен используется для инвестирования в строительство новых линий, снижения цен покупателям в «дорогом» узле и доплаты поставщикам в «дешевом» узле. Средства фонда можно поделить между всеми участниками рынка, так как они все в равной мере испытывают последствия от ограничений пропускной способности.

Вопрос 2

Какие изменения происходят и произойдут на оптовых рынках по мере увеличения доли выработки на станциях альтернативной энергетики?

В соответствии с 35-ФЗ «Об электроэнергетике» в РФ установлены следующие механизмы поддержки ВИЭ:

· предоставление из федерального бюджета субсидий в порядке компенсации стоимости технологического присоединения генерирующих объектов с установленной генерирующей мощностью не более 25 МВт, признанных квалифицированными объектами;

· продажа электрической энергии, произведенной функционирующими на их основе квалифицированными генерирующими объектами, на оптовом рынке по равновесным ценам оптового рынка с учетом надбавки, определенной в порядке, установленном Правительством Российской Федерации;

· продажа мощности квалифицированных генерирующих объектов в объеме производства электрической энергии на основе использования возобновляемых источников энергии с применением механизма торговли мощностью, предусмотренного правилами оптового рынка для продажи мощности указанных генерирующих объектов;

· продажа электрической энергии, произведенной функционирующими на их основе квалифицированными генерирующими объектами, на розничных рынках сетевым компаниям по тарифам с целью компенсации потерь в электрических сетях.

Схема надбавки к цене на электроэнергию Надбавка должна рассчитываться таким образом, чтобы обеспечить достижение установленных Правительством Российской Федерации стратегических национальных целевых показателей в области использования ВИЭ.

Для доказательства того, что определенное количество электроэнергии было выработано на базе ВИЭ. Федеральный закон «Об электроэнергетике» с поправками, внесенными Федеральным законом о схеме надбавки к цене на электроэнергию, предлагает систему «сертификатов» (квалификации объекта ВИЭ).

Чтобы получить право на поддержку, генерирующее оборудование должно быть квалифицировано в соответствии с процедурой, определенной в Постановлении Правительства Российской Федерации № 426 от 3 июня 2008 года «О квалификации генерирующего объекта, функционирующего на основе использования возобновляемых источников энергии». В соответствии с указанным Постановлением поддержка по схеме надбавки к цене на электроэнергию распространяется на оборудование генерирующих объектов, включенных в схему размещения генерирующих объектов электроэнергетики на основе использования возобновляемых источников энергии на территории Российской Федерации, утверждаемую Министерством энергетики Российской Федерации. Согласно схеме надбавки к цене на электроэнергию Министерство энергетики выбирает размещение и тип поддерживаемых генерирующих объектов на базе ВИЭ.

Схема торговли мощностью Федеральный закон «Об электроэнергетике» от 28 декабря 2010 г. предусматривает возможность организации поддержки ВИЭ через рынок мощности. Согласно данной схеме поддержки на базе платы за мощность производство электроэнергии ВИЭ будет стимулироваться за счет заключения Договоров о предоставлении мощности ВИЭ.

Правительство РФ определило перечень электростанций, в отношении которых должны быть заключены Договоры о предоставлении мощности (ДПМ). Для каждой электростанции, включенной в этот перечень, НП «Совет рынка» определяет стоимость мощность по ДПМ (тариф). Оно устанавливает эти тарифы по методике, утвержденной Правительством РФ. Такие Договоры действуют на протяжении десяти лет. Системный оператор вместе с Министерством энергетики контролирует выполнение инвестиционных обязательств.

Будущие изменения Если взять за основу утверждение, что Правительство РФ всерьез намерено развивать ВИЭ и сделать их конкурентоспособными на оптовом рынке мощности и электроэнергии, то можно предположить следующие изменения, которые произойдут на ОРЭМ в ближайшем будущем:

· Приоритетный отбор заявок, поданных в отношении объектов ВИЭ. Такой подход обеспечит надежные гарантии инвесторам ВИЭ реализации выработанной электроэнергии на оптовом рынке.

· Внесение изменений в режимы балансирования и в рынок мощности для учета ограниченных возможностей диспетчеризации генерирующих объектов ВИЭ. Отражение специфических характеристик объектов ВИЭ в положениях нормативной базы оптового рынка внесет вклад в повышение конкурентоспособности ВИЭ.

· Поставки электроэнергии, производимой ВИЭ, в страны-члены ЕС.

· Библиографический список

1. Кондрашов А. А., Основные принципы модели оптового рынка электрической энергии и мощности. E-ON, 2011.

2. Постановление Правительства РФ№ 238 от 13 апреля 2010 г. «Об определении ценовых параметров торговли мощность на оптовом рынке электрической энергии (мощности) переходного периода».

3. Постановление Правительства РФ № 526 от 11 июля 2001 г. «О реформировании электроэнергетики Российской Федерации».

4. Беляев Л. С., Подковальников С. В. Рынок в электроэнергетике: проблемы развития генерирующих мощностей. Новосибирск: Наука, 2004.