El papel del diseño de mercados en el crecimiento de la energía offshore

Los mercados de electricidad en alta mar están ganando más importancia debido al aumento de fuentes de energía renovables, especialmente la energía eólica. A medida que los gobiernos trabajan en planes para construir Parques Eólicos Marinos, Electrolizadores y sistemas de transmisión de corriente directa de alta tensión (HVDC), es esencial encontrar la mejor manera de gestionar estos recursos energéticos. Un buen diseño de mercado puede ayudar a hacer las inversiones más eficientes y a decidir cómo distribuir la electricidad.

Este artículo analiza cómo los diferentes diseños de mercado afectan las inversiones en electrolizadores marinos y la capacidad de transmisión. Evalúa dos opciones principales: precios zonales y Precios Nodales. Entender estos métodos de precios ayudará a los formuladores de políticas a crear mejores planes para la infraestructura energética en alta mar.

#La Importancia del Diseño de Mercado

El diseño del mercado es cómo se establecen los precios de la electricidad y cómo se gestionan la oferta y la demanda. En un sistema de precios zonales, las regiones se dividen en zonas y se calcula un solo precio para cada zona. En contraste, el precio nodal considera cada ubicación (o nodo) en la red, permitiendo precios únicos basados en la oferta y la demanda local.

El Precio zonal es más simple y se usa a menudo en Europa, donde los precios se alinean con las fronteras nacionales. En cambio, el precio nodal es más común en los Estados Unidos, donde los precios pueden variar de manera más significativa según las condiciones locales.

Un mercado bien diseñado puede llevar a una asignación de recursos más eficiente, lo que significa que la energía puede ser suministrada donde más se necesita y al menor costo. Esto es especialmente importante para los sistemas de energía en alta mar, que necesitan gestionar la energía no solo de los parques eólicos, sino también de otras tecnologías como el almacenamiento y los electrolizadores.

#Tendencias Actuales en Energía Offshore

Hasta 2021, la capacidad global para la energía eólica marina era de 56 gigavatios (GW) y se prevé que crezca significativamente. Además de la energía eólica, se están desarrollando tecnologías como el almacenamiento de energía y los electrolizadores para su uso en alta mar. Estos sistemas a menudo conectan parques eólicos a través de la tecnología HVDC, permitiendo que la electricidad se transporte de manera eficiente a largas distancias.

Además de los esfuerzos del gobierno, los precios de la electricidad juegan un papel crucial en guiar las inversiones en estas tecnologías. Si los precios se establecen correctamente, pueden incentivar a los desarrolladores a invertir donde más sentido tiene. Sin embargo, los diseños de mercado actuales en muchas regiones, como la UE, pueden no capturar completamente las complejidades de la generación y el consumo de energía en alta mar.

#Desafíos con los Diseños de Mercado Existentes

Muchos estudios sobre los mercados de electricidad se enfocan en sistemas en tierra, pasando por alto los sistemas en alta mar. Esto es problemático porque los mercados de energía en alta mar tienen características únicas, como la presencia de tecnología HVDC. Los estudios actuales a menudo hacen suposiciones simplificadoras que no reflejan con precisión las realidades operativas de la generación de energía en alta mar.

Por ejemplo, la mayoría de la literatura existente no considera cómo el diseño del mercado afecta las decisiones de inversión. Dado que los métodos de precios pueden impactar la rentabilidad de los parques eólicos marinos y el despliegue de nuevas tecnologías, es vital evaluar estas relaciones.

#El Modelo Propuesto

Este artículo introduce un nuevo modelo que considera las dinámicas de los mercados de energía en alta mar de manera más completa. El modelo evalúa cómo los diferentes diseños de mercado influyen en las inversiones tanto en parques eólicos marinos como en electrolizadores. También se centra en las decisiones operativas que tienen lugar en los mercados de electricidad.

El modelo está estructurado en varias capas. La primera capa se enfoca en el objetivo general de maximizar el bienestar social del mercado energético, que incluye los beneficios económicos derivados de la electricidad vendida, junto con los costos de las inversiones en capacidad de transmisión y electrolizadores.

Las capas siguientes se preocupan por optimizar las inversiones en transmisión HVDC y capacidad de electrolizadores mientras se asegura un adecuado proceso de ajuste de mercado. El modelo permite probar diferentes métodos de precios entre sí.

#Análisis de Diseños de Mercado

En este análisis, hay cuatro diseños de mercado clave en consideración:

1. Precios Nodal Completos (FNP)
2. Precios Nodal Offshore (ONP)
3. Precios Zonal Offshore (OZP)
4. Precios Zonal Completos (FZP)

Cada uno de estos diseños tiene sus propias fortalezas y debilidades.

#Precios Nodal Completos

FNP proporciona las señales de precio más precisas porque permite que los precios varíen según la ubicación. Este método ayuda a señalar la necesidad de nuevas inversiones en capacidad de transmisión y fomenta el uso óptimo de recursos. Sin embargo, puede ser más complejo de implementar y puede enfrentar resistencia política.

#Precios Nodal Offshore

ONP integra áreas offshore en el sistema de precios nodales. Este método mejora el precio zonal tradicional al permitir precios únicos en ubicaciones offshore. Se considera un término medio que puede llevar a mejores decisiones de inversión que simplemente usar precios zonales.

#Precios Zonal Offshore

OZP divide las áreas offshore en zonas pero mantiene un sistema de precios más simple al establecer un solo precio para cada zona. Esto facilita la gestión, pero puede resultar en resultados menos eficientes en comparación con los sistemas nodales.

#Precios Zonal Completos

FZP es el método más directo. Simplifica la gestión del mercado al usar un precio para cada zona. Sin embargo, esto puede llevar a ineficiencias, ya que puede no reflejar con precisión la oferta y la demanda local. En muchas regiones, este es el método existente, pero puede no ser el mejor para los futuros desarrollos en alta mar.

#Implicaciones de los Diseños de Mercado en el Bienestar y la Rentabilidad

La elección del diseño de mercado tiene implicaciones significativas para el bienestar general del sistema, que se refiere a los beneficios totales para la sociedad derivados de la generación y consumo de electricidad.

#Impacto en el Bienestar

La investigación muestra que ONP y OZP generalmente llevan a mejores resultados de bienestar que FZP, a pesar de la simplicidad de este último. La representación más precisa de las limitaciones de la red en ONP y OZP ayuda a reducir los costos asociados con la restricción (cuando la energía no se utiliza) y la redistribución (cuando la energía se ajusta después del ajuste de mercado).

Los resultados indican que los participantes se benefician más bajo ONP y OZP debido a menores costos generales, lo que puede llevar a un mayor excedente por generar y suministrar energía.

#Rentabilidad de los Parques Eólicos Offshore

Uno de los hallazgos críticos es que la rentabilidad de los parques eólicos marinos se ve afectada por el diseño del mercado. Bajo FZP, los parques eólicos a menudo logran mayores ganancias. Sin embargo, al usar ONP u OZP, la rentabilidad puede disminuir porque estos diseños pueden llevar a precios promedio más bajos para la electricidad.

La investigación destaca que un precio promedio más bajo bajo ONP y OZP aún puede beneficiar a los consumidores offshore como los electrolizadores. Si estos consumidores invierten en energía en alta mar, pueden contribuir a una mayor demanda general, lo que puede mejorar la rentabilidad de los parques eólicos a largo plazo.

#Conclusiones y Recomendaciones

El análisis muestra que FNP es el diseño de mercado más beneficioso para maximizar el bienestar y el profit en sistemas offshore. Sin embargo, debido a desafíos políticos y prácticos, muchas áreas aún utilizan FZP.

ONP y OZP son alternativas prometedoras que mejoran el bienestar mientras permiten cierta eficiencia en el mercado. Pueden apoyar la integración de consumidores y tecnologías offshore, que son esenciales para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y avanzar hacia un futuro de energía renovable.

Los responsables políticos deberían considerar un cambio hacia métodos de precios más matizados para los sistemas de energía en alta mar. Esto podría implicar una mejor coordinación entre los diseños de mercado y las políticas que apoyan las tecnologías offshore, asegurando el desarrollo de infraestructura que acomode el creciente sector de energía en alta mar.

En resumen, un cambio en el diseño del mercado podría llevar a beneficios significativos tanto para los productores de energía como para los consumidores, apoyando al mismo tiempo los objetivos más amplios de sostenibilidad y seguridad energética.