miniatura|300x300px|Exemplo dunha curva diaria de consumo de electricidade en Alemaña. A demanda varía ao longo do día e o sistema debe manter de maneira continua o equilibrio entre produción e consumo. O mercado eléctrico é o conxunto de mecanismos económicos, técnicos e institucionais empregados para contratar enerxía eléctrica, potencia dispoñible e determinados servizos necesarios para operar unha rede eléctrica. Pode incluír mercados organizados, contratos bilaterais, contratos a prazo e mercados de servizos de balance ou outros servizos auxiliares. A súa estrutura concreta varía entre países e sistemas eléctricos.
A electricidade presenta características que condicionan o deseño destes mercados. A produción e o consumo deben manterse equilibrados en cada momento, a capacidade da rede de transporte é limitada e os fluxos físicos seguen as leis da rede eléctrica, non necesariamente os contratos comerciais. O almacenamento de enerxía permite desprazar enerxía no tempo, mais non elimina a necesidade de equilibrar o sistema nin de respectar os límites de transporte. Por estas razóns, ademais do mercado de enerxía adoitan existir mecanismos específicos para o balance, as reservas, a xestión das conxestións, a suficiencia de capacidade e outros servizos de operación.
Non existe un único modelo de mercado eléctrico. Algúns sistemas utilizan mercados de ofertas nos que os participantes declaran prezos e cantidades, mentres que noutros o despacho baséase en custos auditados ou regulados. Do mesmo xeito, a formación espacial do prezo pode ser nodal, cun prezo distinto en numerosos puntos da rede, ou zonal, cun prezo común dentro de áreas xeográficas amplas. Tamén existen sistemas nos que unha parte importante das transaccións se realiza mediante contratos bilaterais fóra dunha bolsa organizada.
Magnitudes e unidades A potencia eléctrica representa a taxa á que se produce, transporta ou consume enerxía e mídese en watts (W), habitualmente en megawatts (MW) ou gigawatts (GW) nos sistemas eléctricos. A capacidade dunha central ou dunha interconexión exprésase normalmente en unidades de potencia.
A enerxía eléctrica é a potencia integrada ao longo do tempo. Nos mercados eléctricos exprésase normalmente en megawatts-hora (MWh) ou gigawatts-hora (GWh). Unha instalación que entregue unha potencia constante de 100 MW durante dúas horas produce 200 MWh. Cómpre distinguir o megawatt-hora (MWh), unidade de enerxía, do MW/h, que expresa unha variación de potencia por unidade de tempo e non unha cantidade de enerxía.
Participantes e institucións Segundo a xurisdición, nos mercados eléctricos poden participar produtores, comercializadores, grandes consumidores, agregadores, instalacións de almacenamento e recursos de resposta da demanda. A operación económica e física pode estar repartida entre varias institucións:
o operador do mercado administra unha ou varias plataformas de contratación e realiza a casación das ofertas; o operador do sistema ou xestor da rede de transporte mantén a seguridade da rede, comproba a viabilidade física dos programas e xestiona o balance en tempo real; as autoridades reguladoras establecen ou supervisan as regras, o acceso ás redes e a competencia; as cámaras de compensación e outras entidades financeiras poden intervir nos mercados a prazo e de derivados.
A separación exacta destas funcións non é idéntica en todos os países. Nos Estados Unidos, por exemplo, varios operadores rexionais de transporte (RTO) e operadores independentes do sistema (ISO) combinan a operación da rede de transporte coa administración de mercados maioristas organizados, mentres outras rexións continúan apoiándose en maior medida en empresas integradas e contratación bilateral.
Tipos de mercados eléctricos
Mercados de enerxía Os mercados de enerxía determinan a compravenda de MWh para a súa entrega nun período concreto. Poden organizarse en diferentes horizontes temporais.
Contratación a prazo A contratación a prazo permite acordar con antelación o prezo ou outras condicións da enerxía. Inclúe contratos bilaterais físicos, futuros, contratos forward, opcións, permutas financeiras e acordos de compra de enerxía ou power purchase agreements (PPA). Estes instrumentos poden empregarse para asegurar subministración, financiar investimentos ou reducir a exposición á volatilidade do mercado de curto prazo.
Os contratos a prazo non determinan necesariamente o despacho físico das centrais. Nun sistema con despacho centralizado, unha empresa pode ter unha posición contractual determinada e, simultaneamente, comprar ou vender no mercado de curto prazo a diferenza entre a súa posición contractual e a súa produción ou consumo efectivo.
Mercado diario No mercado diario ou day-ahead contrátase enerxía para o día seguinte. Nun mercado de ofertas, produtores e compradores presentan pares de prezo e cantidade, ás veces acompañados de condicións técnicas ou ofertas complexas. A casación determina as ofertas aceptadas e os prezos de liquidación.
Moitos mercados diarios usan algunha forma de prezos marxinais: o prezo reflicte o custo ou a oferta da unidade adicional necesaria para satisfacer a demanda, suxeita ás regras do mercado e ás restricións representadas no algoritmo. Non obstante, a expresión «mercado marxinalista» abrangue deseños distintos e non implica que todos os sistemas empreguen a mesma fórmula nin a mesma resolución xeográfica.
Mercado intradiario Os mercados intradiarios permiten modificar posicións despois do mercado diario a medida que melloran as previsións de demanda, vento, radiación solar, indispoñibilidades ou outras condicións. Poden funcionar mediante sucesivas poxas, negociación continua ou unha combinación de ambos os mecanismos.
Mercado en tempo real e liquidación de desequilibrios En varias xurisdicións existe un mercado de tempo real ou un mecanismo de liquidación de desequilibrios próximo ao instante de entrega. O termo mercado spot non se emprega de maneira idéntica en todos os países: pode referirse ao conxunto dos mercados de curto prazo ou, de forma máis restritiva, á liquidación das desviacións respecto dos programas previos.
Mercados de capacidade e mecanismos de suficiencia A enerxía e a potencia dispoñible son produtos diferentes. Un mercado de enerxía remunera principalmente os MWh producidos ou consumidos, mentres un mercado de capacidade ou outro mecanismo de suficiencia pode remunerar MW que se comprometen a estar dispoñibles nun horizonte futuro.
Os mecanismos de suficiencia inclúen, segundo o sistema, mercados de capacidade, pagos de capacidade, reservas estratéxicas ou obrigas de contratación. Non están presentes en todas as xurisdicións: algúns deseños confían en maior medida nos prezos de enerxía e de escaseza para incentivar a capacidade necesaria. Nos Estados Unidos, por exemplo, algúns RTO/ISO administran mercados de capacidade, mentres outros non o fan.
Mercados de operación e servizos auxiliares Os sistemas eléctricos requiren servizos adicionais á compravenda ordinaria de enerxía. A terminoloxía cambia entre xurisdicións; empréganse expresións como servizos auxiliares, servizos complementarios, servizos de balance, servizos de axuste ou mercados de operación.
Estes servizos poden adquirirse mediante mercados competitivos, poxas, contratos bilaterais, prestación obrigatoria ou mecanismos regulados. Nalgúns produtos sepárase o pagamento pola dispoñibilidade dunha reserva do pagamento pola enerxía efectivamente activada.
Servizos relacionados coa frecuencia A frecuencia dun sistema síncrono varía cando existe un desequilibrio entre potencia xerada e consumida. Na terminoloxía europea destacan, entre outros, os seguintes produtos:
reserva de contención da frecuencia (FCR), asociada á resposta primaria; reserva automática de restauración da frecuencia (aFRR), activada automaticamente para recuperar o equilibrio e os intercambios programados; reserva manual de restauración da frecuencia (mFRR), activada mediante instrución do operador; reserva de substitución (RR), utilizada nalgúns sistemas para repoñer outras reservas ou afrontar desequilibrios de maior duración.
A existencia, remuneración, tempos de activación e regras de cada produto dependen do sistema eléctrico. A normativa europea de balance promove a harmonización e o intercambio transfronteirizo de varios destes produtos.
Servizos non relacionados coa frecuencia A lexislación da Unión Europea define os servizos auxiliares non relacionados coa frecuencia como servizos empregados para funcións como o control de tensión en réxime permanente, a inxección rápida de corrente reactiva, a inercia para a estabilidade local da rede, a corrente de curtocircuíto, a capacidade de arranque autónomo (black start) e a operación en illa.
Estes servizos responden principalmente a necesidades locais ou técnicas da rede e non sempre se prestan mediante unha poxa de enerxía comparable ao mercado diario. A súa adquisición pode depender da localización e das capacidades técnicas específicas de cada instalación.
Xestión das congestións Unha conxestión aparece cando un elemento da rede non pode transportar todo o fluxo que resultaría dun despacho puramente económico. A xestión pode facerse incorporando as restricións directamente na formación dos prezos, limitando os intercambios entre zonas, mediante redespacho posterior, intercambio compensatorio ou unha combinación destes mecanismos.
Na normativa da Unión Europea, a xestión da congestión non se inclúe na definición xurídica de servizo auxiliar, aínda que está estreitamente relacionada coa operación do sistema.
Formación espacial dos prezos
Mercados nodais Nun mercado nodal a rede represéntase mediante numerosos nodos ou barras e calcúlase un prezo marxinal para cada localización. Nos mercados estadounidenses coñécese habitualmente como prezo marxinal locacional ou LMP (locational marginal price). O LMP representa o custo marxinal de servir unha unidade adicional de demanda nun punto concreto, considerando o despacho e as limitacións da rede; nos RTO/ISO estadounidenses adoita descompoñerse en compoñentes de enerxía, congestión e perdas.
Cando non existen restricións relevantes, os prezos de distintos nodos poden ser próximos. Cando unha liña se congestiona ou as perdas son significativas, os prezos poden separarse. Isto produce sinais locacionais explícitos para xeración, demanda, almacenamento e transmisión.
Os sistemas nodais adoitan empregar instrumentos financeiros para cubrir o risco de congestión, como os financial transmission rights (FTR) ou instrumentos equivalentes. A súa principal vantaxe teórica é representar con maior detalle a rede na formación do prezo; entre os seus custos están unha maior complexidade de cálculo, liquidación e cobertura financeira e unha maior granularidade e volatilidade dos prezos locais.
Nos Estados Unidos, varios RTO e ISO empregan LMP. PJM, un dos primeiros mercados organizados da reforma estadounidense, introduciu este tipo de prezos a finais da década de 1990.
Mercados zonais Nun mercado zonal varios nodos da rede agrúpanse nunha zona de oferta e, en principio, obtense un único prezo de mercado dentro dela. A Unión Europea define unha zona de oferta como a maior área xeográfica na que os participantes poden intercambiar enerxía sen asignación de capacidade entre eles.
A capacidade de intercambio entre zonas limítase de acordo coa seguridade da rede. Se unha interconexión se congestiona, as zonas poden presentar prezos distintos. As restricións internas que non están representadas pola fronteira zonal poden requirir redespacho ou outras medidas correctoras por parte dos operadores do sistema. A normativa europea establece procesos para revisar as zonas de oferta cando existen congestións estruturais e procura que a súa configuración favoreza unha xestión eficiente da congestión.
Comparación entre o modelo nodal e o zonal