Appunti Economia dell'energia e gestione dei beni ambientali, Prof.ssa Pia Saraceno, libro consigliato "Economia dell'energia", Pippo Ranci

OFFERTA:

L’offerta di energia elettrica è caratterizzata dal fatto che tal energia non è immagazzinabile, se non a costi

economicamente proibitivi. Ciò significa che l’energia deve essere consumata nell’istante in cui è prodotta.

Questo implica che l’offerta sia strutturata in modo tale che la capacità di generazione sia in grado di avere

un margine di riserva rispetto alla domanda di potenza di picco, anche se la sua durata è estremamente

limitata, con una conseguente riduzione del tasso di utilizzo medio della capacità stessa (fattore di carico).

È inoltre necessario che diverse tecnologie con costi medi diversi convivano. Inoltre, la capacità di

produzione è un bene pubblico e quindi in quanto tale il suo valore può essere sottostimato dai normali

meccanismi di mercato.

Le diverse tecnologie di generazione sono caratterizzate da una relazione inversa tra costi fissi e costi

variabili e la loro reciproca convenienza è determinata dalle ore totali di utilizzo e il costo marginale di

produzione varia di ora in ora in funzione della tecnologia utilizzata. 

- Impianti con alti costi fissi (a carbone, nucleare) e bassi costi variabili (rosso) Baseload. Devono

lavorare il più possibile per recuperare i costi fissi. Soddisfano a basso costo la quota di domanda

costante

- Impianti Mid-merit (impianti di modulazione): tecnologie a ciclo combinato a gas: alti costi variabili:

si ha convenienza a produrre nelle ore in cui la domanda aumenta e i prezzi salgono.

- Impianti Peak-load: impianti di sicurezza che si accendono quando il resto della capacità produttiva

è impegnata al massimo. Idroelettrico a bacino è compreso in questo. Soddisfano al minimo costo i

picchi isolati di domanda.

Le 3 famiglie di tecnologie si differenziano inoltre per vincoli dinamici (velocità e costo nell’adeguare la

potenza erogata).

Parco ottimo è determinato da quella struttura di mix tecnologici che soddisfa al minor costo la domanda

esistente.

Si definisce parco di generazione ottimo un sistema di macchine che consente di minimizzare il costo

complessivo di generazione, per data curva di durata del carico ‐ Impianti di base ‐ Impianti di modulazione

‐ Impianti di punta.

Nella figura è mostrato un parco ottimo nel caso di 3 tecnologie, data una curva dei carichi in a) e 3 curve di

costo totale per 3 diverse tecnologie in b). CT rappresenta il costo totale in funzione della quantità

prodotta, CF rappresenta il costo fisso (intercetta retta) e CV (costo variabile, inclinazione). In c) è mostrata

la curva di offerta di breve periodo.

Inoltre, il trasporto di energia elettrica in rete è soggetto a due tipi di vincoli: limiti della capacità di

trasporto che ogni elettrodo esibisce (conseguenza: congestione), dall’altro ci sono le esternalità di rete,

ovvero, ogni volta che si trasporta in rete una quantità di energia, cambiano le perdite di rete subite da tutti

gli altri utilizzatori della rete stessa.

In termini tecnici: domanda e offerta di energia devono sempre essere istantaneamente uguali in ogni nodo

della rete al netto degli scambi con altri nodi e in una rete magliata l’energia si ripartisce spontaneamente

su tutte le linee disponibili in modo da minimizzare le perdite di trasporto.

Data la molteplicità delle fonti di produzione e la varietà dei punti di prelievo e le peculiarità del sistema

elettrico è necessario che un solo operatore sia dotato di potere gerarchico su tutti i produttori e di ampia

discrezionalità, detto operatore di sistema (dispacciatore), coordina tutte le decisioni di produzione e

consumo in modo da assicurare che tutte immissioni e prelievi siano sempre bilanciate e che le condizioni

di sicurezza della rete siano rispettate. Per assicurare questo equilibrio l’operatore di sistema acquista

servizi ancillari che comprendono la capacità di riserva, l’impegno a offrire produzioni dai generatori e dai

grandi consumatori. Inoltre vi è il mercato del bilanciamento real time in cui immissioni addizionali o

riduzioni di immissioni sono realizzate tempestivamente in modo da compensare sbilanciamenti tra

produzione e consumi al momento della consegna.

Copertura dei costi

In un mercato competitivo la strategia ottima per un'impresa è praticare un prezzo pari al suo costo

marginale, riuscendo a sopravvivere nel tempo solo se in questo modo copre i costi medi. La conseguenza è

che la concorrenza seleziona solo le imprese con costi medi non superiori ai costi marginali e produce un

prezzo pari al costo marginale stesso, massimizzando così il benessere sociale.

Questa soluzione è semplice quando l'impresa ha un solo tipo di prodotto e impianto, più complesso è

invece il caso nel settore elettrico: la ricerca dell'equilibrio richiede di stabilire quanta capacità produttiva

avere per ciascuna delle tecnologie ed è rappresentata dal cd modello di peak load pricing

Peak load pricing: la domanda è caratterizzata da fluttuazioni periodiche e quindi la domanda deve essere

soddisfatta anche nei periodi di picco. Abbiamo due periodi: 1 con domanda bassa e 2 con domanda alta. Il

costo marginale di produzione è c, mentre b è il costo marginale della creazione degli impianti. Il costo

marginale è costante fino a Q2, poi diventa verticale. Quando la domanda è alta, il prezzo deve crescere

fino a incorporare oltre al costo marginale di produzione anche quello della capacità (determinato il costo

marginale di lungo termine). Mentre quando domanda è bassa, il prezzo copre solo costi marginali

(determinando il costo marginale di breve periodo). Innalzando invece il prezzo nel solo periodo di picco, si

ha un efficace trasferimento del segnale di prezzo e un potente incentivo alla rimodulazione dei consumi

verso ore di minor domanda.

MONOPOLIO- LIBERALIZZAZIONE In Italia, come in molti altri Paesi, fino agli anni ‘80 il settore è stato

gestito direttamente dai singoli stati attraverso il controllo di imprese a proprietà pubblica, monopolistiche

e verticalmente integrate, con un orizzonte temporale delle decisioni lungo.

Perché il monopolio?

- Le economie di scala rendono efficiente l’integrazione orizzontale (esiste monopolio naturale in

tutte le fasi della filiera)

- Le economie di scopo rendono efficiente l’integrazione verticale

- Possibilità di sussidi incrociati finalizzati al raggiungimento di obiettivi diversi dall’efficienza

economica

- Socialmente garantiva l’accumulazione del capitale e lo sviluppo del servizio universale necessario

per la crescita economica

- Stato era visto come interprete dell’interesse collettivo

Perché la liberalizzazione? L’evoluzione tecnologica (in particolare la diffusione della tecnologia CCGT che

accresce l’efficienza energetica del processo di generazione portandola oltre il 50%) ha diminuito i costi fissi

della generazione, riducendo la scala efficiente minima delle imprese produttrici. L’information technology

ha ridotto sia la necessità di concentrazione delle decisioni di dispacciamento sia i costi di transazione e

quindi le economie di scopo che giustificavano l’integrazione verticale. Ciò ha richiesto quasi ovunque il

passaggio ad un nuovo assetto organizzativo del settore, che separasse chiaramente la gestione delle

attività potenzialmente concorrenziali (vendita e generazione) da quelle naturalmente monopolistiche.

Nella UE la liberalizzazione della generazione e della vendita è stata imposta per legge: • 3 cicli (1996, 2003,

2009): Accesso alla rete, separazione (creazione di gestori di rete indipendenti), gestione delle congestioni

non discriminatoria e con metodi di mercato.

• 2 macrofasi: apertura dei mercati a livello nazionale; integrazione dei mercati nazionali.

REGOLE MINIME di LIBERALIZZAZIONE:

- Accesso alla rete (TPA) → prima mediante la previsione di tariffe di accesso per i terzi almeno

negoziate e quindi attraverso l'obbligo per i gestori di rete di pubblicare tariffe di accesso

trasparenti e uguali per tutti i clienti a parità di condizioni

- Separazione o Unbundling (TSO-ISO-ITO) → creazione di gestori di rete indipendenti, prima

attraverso la previsione di una semplice separazione contabile dalle altre attività di produzione e/o

vendita, poi mediante l'introduzione più rigida di una separazione gestionale e infine attraverso la

previsione di un obbligo di separazione societaria.

- Gestione delle congestioni non discriminatoria con metodi di mercato → imposizione ai gestori di

rete di metodi di mercato per la gestione delle congestioni transfrontaliere, attraverso la

pubblicazione delle capacità di interconnessione disponibili e la loro allocazione ai richiedenti

tramite aste esplicite o implicite

Le direttive hanno quindi separato le fasi di produzione e domanda dal trasporto. Questo ha portato alla

nascita di un mercato all’ingrosso, mentre l’unbundling (prima contabile poi gestionale ed infine societario)

ha obbligato i vari operatori verticalmente integrati a separare la gestione delle diverse attività della filiera.

L’unbundling aveva come obiettivo regolatorio l’evitare sussidi incrociati tra attività in concorrenza e

monopoli regolati e come obiettivi gestionali: favorire una corretta allocazione di costi e asset nelle diverse

aree di attività dell’azienda, allocare in modo ottimale le responsabilità manageriali, consentire il

funzionamento organizzativo dei processi.

ITALIA: Enel fu il monopolista pubblico dal 1962, poi l’elevato differenziale di prezzo rispetto all’Europa

spinse alla liberalizzazione. Il processo di liberalizzazione portò notevoli benefici sul lato dell’offerta,

promuovendo un rinnovo del parco produttivo. Il parco elettrico rimane comunque sbilanciato, a questo si

aggiunge una struttura di mercato non perfettamente concorrenziale e numerosi colli di bottiglia.

I mercati europei: l’operatore di sistema è indipendente in tutti i paesi EU. Il mercato all’ingrosso si è creato

in diverso modo, l’Italia ha scelto una forma di organizzazione del mercato all’ingrosso che è una borsa

fisica dell’energia elettrica dove le quantità della domanda e dell’offerta si incontrano per determinare il

prezzo all’ingrosso.

Uno degli obiettivi era la creazione di un mercato unico a partire da strutture diverse nei diversi paesi.

Spagna e Italia sono simili in termini di mix energetico (molto variegato). Germania fa molto affidamento

sul carbone mentre la Francia fa riferimento al nucleare.

Mercato all’ingrosso: luogo virtuale dove è presente una domanda e un’offerta. Le borse organizzate

dell’energia sono strutture analoghe alle borse finanziarie e delle commodity. I Mercati possono esser