Elektrik piyasası

Tarihçe

Enerji piyasası kavramlarının tanıtılması ve elektrik sistemlerinin özelleştirilmesi ilk olarak, Chicago Boys ile ilişkili diğer piyasa odaklı reformlarla paralel olarak, 1980'lerin başında Şili'de gerçekleşti. Şili modeli genellikle fiyatlandırmaya şeffaflık ve rasyonellik getirme gücü açısından başarılı olarak görüldü. Fakat bazı yapısal problemlere sahipti. Arjantin Şili modelini, market yoğunluğuna sınırlar koyarak ve sistem güvenliğini sağlamak için kaynağı elinde tutan birimlere ödeme yapısını geliştirdi. Arjantin 'de market kavramlarının tanıtılmasının başlıca amacı, mevcut üretim yerlerinin devlet tekelindeki geliştirilmesi gereken ve hizmet kesintilerine sebep olan) özelleştirilmesi ve bu yerlerin geliştirilmesi için gereken sermayeyi çekmekti. Dünya Bankası 1900'lü yıllarda, karışık pazarların tanıtıldığı diğer Latin Amerika ülkelerinde (Peru, Brezilya ve Kolombiya) sınırlı bir başarı ile aktif hale geldi.
1990 yılında Margaret Thatcher yönetimindeki İngiltere hükümetinin, İngiltere elektrik üretimi sanayisini özelleştirmesi, elektrik piyasasında önemli bir olay oldu. Daha sonra bu süreç İngilizlerin, Eyalet ülkeleri(özellikle Avustralya ve Yeni Zelanda ve Alberta gibi bölgesel pazarlar)  tarafından model olarak alınması ile ya da en azından serbestleşme için katalizör durumda olması ile devam etti. Fakat başka durumların çoğunda serbest pazar İngiltere örneğini karakterize eden yaygın özelleştirmeden bağımsız oluştu.
Amerika'da dikey entegre elektrik hizmetinin geleneksel model, kendi müşterilerine hizmet etmek için tasarlanmış iletişim sistemi ile birlikte yıllarca çok iyi çalıştı. Güvenilir elektrik kaynağına olan bağımlılık büyüdü ve bu yüzden elektriğin daha uzak mesafelere taşınması için güç havuzları oluşturuldu ve ara bağlantı noktaları geliştirildi.
Fakat 20. yüzyılın son on yılında, bazı Amerikalı politikacı ve akademisyenler, deregülasyon, bağımsız sistem operatörler (ISO) ve bölgesel iletişim birimler elektriksel güç endüstrileri(RTO)  kurulmasını denemeyi planladı. Bu plan, büyük ölçüde artan rekabetçi ortamda tutunabilme yolu olarak düşünüldü. Birçok sayıda devlet serbestleşmeye karar verdi ama bazıları 2000 ve 2001 yıllarındaki Kaliforniya krizinden sonra bu kararı geri çekti.
Farklı serbestleşme süreçlerinde kurum ve market tasarımları genellikle çok farklıydı ama içerik olarak hepsi aynıydı. Bunlar; üretim ve perakendenin potansiyel rekabet elemanlarını, iletim ve dağıtımın doğal tekel elemanlarından ayırmak ve toptan elektrik satış piyasası ve perakende elektrik piyasasının kurulması. Toptan satış piyasasının rolü jeneratörler, perakendeciler ve diğer finansal aracılar ile hem kısa süreli hem ileriye dönük elektrik teslimatı ticaretine izin vermek.
Bazı ülkeler yatırım sahibi olmayan hizmetleri serbestleşmenin tedarikçinin müşteri seçimi  gibi bazı hususlarından muaf tuttu. Örneğin, bazı Yeni İngiltere ülkeleri, belediye aydınlatma tesislerini serbestleşmenin birçok yönünden muaf tutar ve bu belediye birimleri müşterilerin rakip satıcılardan satın almasına izin vermek zorunda değildir. Bu ülkelerdeki belediye araçları, dikey entegre birimleri işlevi görmeyi ve hem kendi servis alanlarında hem de kendi müşterilerinin yanı sıra bu alanların dışındaki pazarlarda da satış yapmayı tercih edebilir.

Pazarın yapısı

Elektriğin doğası gereği depolanması ve istenildiği anda mevcut olması zordur. Dolayısıyla, diğer ürünlerin aksine, normal çalışma koşulları altında onu depolamak, pay etmek, ya da onun için sıraya girmiş müşterilerin olması imkansızdır. Üstelik arz ve talep sürekli değişir.
Bu yüzden, bir kontrol ajansı, iletim sistemi operatörü ve iletim şebekesi boyunca sistemin beklenen talebinin karşılanması için üretim birimlerini koordine etmek fiziksel gereksinimdir.
Eğer arz ve talep arasında bir uyumsuzluk olursa sistem frekansının ( ya 50 ya da 60 hertz ) artması ya da azalması için jeneratörler hızlanır ya da yavaşlar. Frekans önceden belirlenmiş bir aralığın dışına çıkarsa sistem operatörü üretimi arttıracak ya da yükü azaltacak.
Ayrıca, fizik yasaları elektriğin elektrik şebekesi üzerinden nasıl aktığını tespit eder. Dolayısıyla, iletimde kaybolan elektrik miktarı ve ağın herhangi bir kısmındaki tıkanıklık düzeyi üretim birimlerinin ekonomik sevkini etkileyecektir.
Her elektrik piyasasının faaliyet alanı herhangi bir coğrafi alanda mevcut iletim şebekesi ya da toptancılar, perakendeciler ve temel tüketiciler ağından oluşur ve bu pazarlar ulusal sınırların ötesine geçebilir.

Toptan elektrik piyasası

Toptan elektrik pazarı, rakip üreticilerin elektrik ürünlerini perakendecilere sundukları zaman ortaya çıkar. Daha sonra perakendeciler elektriği yeniden fiyatlandırır ve onu piyasaya sürer. Toptan fiyatlandırma büyük perakende tedarikçilerinin özel alanıyken, piyasalar Yeni İngiltere gibi giderek son tüketicilere açılmaya başlıyor. Enerji maliyetlerindeki gereksiz masrafları kesmek isteyen büyük son tüketiciler, bu tarz satın alma özündeki avantajların farkına varmaya başlıyor. Tüketicilerin doğrudan üreticiden elektrik satın alması yeni bir olgudur.
Toptan elektrik alımı elbette ki bazı dezavantajlara sahip ( pazar belirsizliği, üyelik giderleri, vergiler, teminat yatırımı, organizasyon masrafları, elektriğin günlük bazda alımının gerekmesi gibi). Fakat son kullanıcının elektrik miktarı daha büyükse, geçiş yapmak için fayda ve teşvik de o kadar büyük olur.
Ekonomik ve verimli toptan elektrik pazarını geliştirmek için bir dizi kriterin karşılanması esastır. Yani teklif tabanlı, kısıtlı güvenlik, düğüm fiyatlı ekonomik sevkine sahip koordineli spot piyasa varlığı şarttır. Bu kriterler, ABD, Avustralya, Yeni Zelanda ve Singapur'da büyük ölçüde uygulanmıştır.

Teklif tabanlı, kısıtlı güvenlikli, düğüm fiyatlarla ekonomik dağıtım

Gün öncesi piyasasındaki sistem fiyatı, prensip olarak, genellikle bir saat aralıklarla, üreticilerden gelen teklifler ile tüketicilerden gelen tekliflerin karşılaştırılması, klasik kaynak ve talep fiyatlarının dengesinin geliştirilmesi sağlanır ve sistem operatörünün yük akış modeli iletim ithalatındaki kısıtlamaların bağlanacağını belirttiği alt bölgeler için ayrı ayrı hesaplanır.
Ağdaki her düğüm noktası elektriğinin teorik fiyatı gölge fiyat, bir ek kilovat saatin söz konusu düğümünde talep edildiği varsayılan, olarak hesaplanır ve mevcut birimlerin en iyi geri yüklemesinden kaynaklanacak varsayımsal olarak maliyeti artan sistem, varsayımsal kilovat saatin varsayımsal üretim maliyetini kurar. Bu, konumsal fiyatlandırma (LMP) veya düğümsel fiyatlandırma olarak bilinir ve bazı serbestleşmiş piyasalarda kullanılır, en önemlisi de PJM Ara bağlantısında, ABD, Yeni Zelanda, Singapur, ERCOT, New York ve Yeni İngiltere pazarlarında.
Pratik olarak, yukarda tarif edilen LMP algoritması, kısıtlı güvenlik içeren, gün öncesi piyasasında teklifler sunan üreticilere dayalı arz ile beraber en az maliyetli sevk hesabı ile çalıştırılır ve talep, söz konusu düğümlerde hizmet veren kuruluşların akıttığı kaynaklardan gelen tekliflere bağlıdır.
İletim ağı üzerinde kısıtlamaları olan LMP piyasasında, kısıtlamaların alt baş tarafına daha pahalı üretim sevk edilmesi gerekir. Kısıtlamanın her iki tarafındaki ücretler ücretlendirmeye sebebiyet veren ve kısıtlı kiralamalardan ayrılır.
Bir ağın belirli bir kısmı termal sınıra ulaştığında ya da ağın başka kısmında bir durum yüzünden potansiyel aşırı yüklenme meydana gelirse, bu durumlar kısıtlanmaya sebep olabilir. İkinci durum, güvenlik kısıtlaması olarak adlandırılır. İletim sistemleri herhangi bir olay meydana geldiğinde bile arz sürekliliğini sağlamak için çalıştırılır. Bu, güvenlik kısıtlı sistem olarak bilinir.
Algoritmanın birçok sistemince DC model AC modele tercih edilir, bu nedenle ısıl limitin kısıtlaması ve yeniden gönderilmesi tahmin edilir/tanımlanır, ancak reaktif güç eksiklikleri kaynaklanan kısıtlamalar ve yeniden göndermeler tahmin edilemez/tanımlanamaz. Bazı sistemler hesaba sıra dışı kayıp katarlar. Gerçek zamanlı piyasa fiyatları yukarıda bahsedilen LMP algoritması tarafından uygun ünitelerden dengelenmiş arz ile belirlenmektedir. Bu işlem yarım saat veya bir saat aralıklarla(pazara bağlı olarak) iletim şebekesindeki düğümde 5 dakika boyunca devam eder. LMP' nin güvenlik kısıtlamalarına ve yeniden gönderim hesaplamasıyla ilişkili olması gerektiğini belirleyen kurumsal yeniden gönderilme hesaplaması sistemdeki herhangi bir yerde planlanmamış kesinti durumunda sistem istikrarını korumak için yeterli pay ayırmalı. Bu durum spot piyasada arz temelli, güvenlik kısıtlamalı, düğümsel fiyatlardaki ekonomik dağılımla sonuçlanır.
Piyasanın tanıtılmasından bu yana, Yeni Zelanda 2001 ve 2003 yılları arasında sıkıntılar yaşadı. 2005 yılı boyunca yüksek fiyatlarla ve 2006 yılında (Nisan 2006 itibarıyla) daha yüksek fiyatlar ve ciddi bir krizle karşı karşıya kaldı. Bu problemler, Yeni Zelanda'nın yüksek hidro elektrik üretiminden dolayı kuraklık riski altında olmasından kaynaklandı.
Kurulan birçok pazar, düğüm fiyatlandırma ile işçi çalıştırmıyor, örnek olarak; İngiltere, EPEX SPOT (çoğu Avrupa ülkeleri), ve Nord Pool Point (İskandinav ve Baltık ülkeleri).

Risk yönetimi

Finansal risk yönetimi, genellikle serbestleşmiş elektrik piyasasındaki katılımcılar için hatırı sayılır fiyat ve marketlerin gösterebileceği hacim risklerinden dolayı yüksek bir önceliğe sahiptir. Toptan elektrik piyasası karmaşıklığının sonucu talep zirvesi ve arz sıkıntısı dönemlerinde son derece yüksek fiyat dalgalanmaları olabilir. Bu fiyat riskinin belirli karakteristikleri talep ve hava modeli arasındaki ilişki ve üretim tesisi çeşitlerinin karışımı gibi pazarın fiziksel temellerine son derece bağımlıdır. Yakıt veya tesis temeli pozisyonu uzun sürelerde değiştiği zaman, fiyat riski ön görülmesi zor yüksek fiyat ve fiyat adımları ortaya şeklinde çıkabilir.
İşlem hacmi riski sık sık elektrik piyasası katılımcılarının belirsiz işlem hacimleri veya üretim ya da tüketim miktarları sayesinde doğal olay olarak gösterilir. Örneğin, bir perakendeci herhangi bir saat için veya gelecekteki birkaç gün için müşteri talebini; ve bir üretici yakıt sıkıntısını ya da tesis kesintisini doğru bir şekilde öngöremez. Rüzgar enerjisi gibi önemli güç kaynaklarının piyasaya girişi piyasa fiyatları üzerinde etkili olabilir.
Toptan satış piyasasından toplu alım yapan elektrik perakendecileri ve toptan satış piyasasında toplu satış yapan üreticiler bu fiyatlara ve iş hacmi etkilerine maruz kalmamak ve kendilerini dalgalanmadan korumak için vadeli satış sözleşmeleri ne girişeceklerdir. Bu sözleşmelerin yapısı bölgesel pazarlarda farklı anlaşmalar ve market yapılarından dolayı,  çeşitlilik gösterir. Ancak, iki en basit ve yaygın türleri; fiziksel teslimat için basit sabit fiyatlı ileriye dönük sözleşmeler ve tarafların belli bir süreliğine anlaştıkları işlem fiyatındaki faklılıklar için yapılan sözleşmelerdir. Fark için bir sözleşme olması durumunda, eğer herhangi bir zaman diliminde toptan satış fiyat listesi sonuçları Kullanım ücretinden daha yüksek olursa, üretici gerçek ücret ile işlem ücreti arasındaki farkını iade edecektir. Benzer olarak gerçek fiyat işlem ücretinden daha az olursa, perakendeci gerçek fiyat ile kullanım fiyatı arasındaki farkı üreticiye öder. Gerçek fiyat indeksi bazen piyasaya göre nokta ya da havuz fiyat olarak adlandırılır.
Birçok başka korunma sözleşmeleri ( esneklik sözleşmeleri, Sanal İhale, Mali İletim Hakları, önceden belirlenmiş fiyatla alım hakkı gibi sözleşmeler ) sofistike elektrik piyasalarında imzalanır. Genelde taraflar arasındaki finansal riskleri ortadan kaldırmak için tasarlanmıştır.