Prisbildning på elmarknader EG2205 Föreläsning 3 4, vårterminen 2015 Mikael Amelin 1
Lärandemål Utföra överslagsberäkningar på elpriser, samt analysera vilka faktorer som har stor betydelse för prisbildningen på en elmarknad och vilken påverkan dessa faktorer har för t.ex. producenter och konsumenter. 2
Ideal prisbildning Vilket pris skulle vi ha på en ideal marknad? Antag att det finns en mängd av producenter, G, där varje producent måste bestämma hur mycket de ska producera, G g. Antag att det finns en mängd av konsumenter, C, där varje konsument måste bestämma hur mycket de ska konsumera, D c. Försumma eventuella transaktionskostnader. 3
Pristagande producent En pristagande producent har en sådan liten marknadsandel att marknadspriset,, inte påverkas av hur mycket producenten väljer att producera, G g. Producentens vinst är lika med PS g = G g C Gg (G g ), where PS = producentöverskott (eng. producer s surplus), C Gg (G g )=kostnad att producera G g. 4
Pristagande producent MC Gg (G g ) Vilken produktionsnivå ger maximal vinst? Betrakta marginalkostnadskurvan (d.v.s. de rörliga kostnaderna): G g MC Gg (G g ) = dc Gg G g -------------------------. dg g Välj G g så att MC Gg (G g ) =. 5
Pristagande konsument En pristagande producent har en sådan liten marknadsandel att marknadspriset,, inte påverkas av hur mycket konsumenten väljer att konsumera, D c. Konsumentens vinst är lika med CS c = B Dc (D c ) D c, där CS = konsumentöverskott (eng. consumer s surplus), B Dc (D c )=nyttan av att konsumera D c. 6
Pristagande konsument Vilken produktionsnivå ger maximal vinst? MB Dc (D c ) Betrakta marginalnyttokurvan (d.v.s. betalningsviljan): D c MB Dc (D c ) = db Dc D c ------------------------. dd c Välj D c så att MB Dc (D c ) =. 7
Samhällsnyttan Producenterna kommer att öka sin produktion tills dess att den marginella produktionskostnaden är lika med marknadspriset. Konsumenterna kommer att öka sin konsumtion tills dess att den marginella nyttan är lika med marknadspriset. Är detta beteende optimal ur samhällsekonomisk synvinkel? Undersök det totala överskottet (eng. total surplus). 8
Totalt överskott Definition: Det totala överskottet, TS, ges av TS = CS c + PS g = = C G B Dc D c C Gg G g. OBS! Det totala överskottet är inte något perfekt mått på samhällsnyttan, eftersom det baseras på antagandet att alla nyttor och kostnader kan ges ett värde i kronor och ören. C G 9
Totalt överskott Kombinera alla marginalnyttokurvor till en efterfrågekurva, MB. Kombinera alla marginalkostnadskurvor till en utbudskurva, MC. price CS PS MC MB Det totala överskottet maximeras om MB = MC =. quantity 10
Marknadspris På en ideal marknad (perfekt konkurrens, perfekt information, m.m.) finns det ett marknadspris som maximerar såväl det totala överskottet som alla producenters och konsumenters överskott. Marknadspriset sätts av skärningspunkten mellan utbudsrespektive efterfrågekurvorna, d.v.s. av marginella produktionskostnader och betalningsvilja. 11
Enkel prismodell Antag Perfekt konkurrens Perfekt information Inga kapacitetsbegränsningar Inga transmissionsbegränsningar Inga magasinsbegränsningar Prisokänslig last Det genomsnittliga elpriset kan uppskattas genom att studera utbudskurvan på årsbasis. 12
Exempel 3.1 Uppgift Last 75 TWh/yr. Kolkondens 30 TWh/år, 160-180 SEK/MWh Vattenkraft 60 TWh/år, 30-60 SEK/MWh 13
Exempel 3.1 Lösning SEK/MWh 200 D 150 100 50 = 170 SEK/MWh 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 TWh/år G tot 14
Övning 3.6 (läroboken) Uppgift 15
Övning 3.6 (läroboken) Lösning Total förbrukning i de nordiska länderna: 146 + 124 + 79 + 35 + 2 (nettoexport) = 386. Antag att all vattenkraft, vindkraft, kärnkraft och industriellt mottryck utnyttjas Total produktion 335 TWh, vilket inte är tillräckligt. Antag ett elpris mellan 100 och 120 SEK/MWh: -------------------- 60 140 60 Utnyttjad del 42 = 51 Potential Behov 16
Övning 3.6 (läroboken) Lösning Antag ett elpris mellan 120 och 140 SEK/MWh: 60 -------------------- 42 140 60 Kraftvärme + 120 ----------------------- 37 140 120 = 51 Kolkondens 128,21 SEK/MWh. Tips: Kontrollera att det beräknade elpriset ligger i det antagna intervaollet! 17
Exempel 3.3 Uppgift Last: - 1 januari - 30 juni: 35 TWh - 1 julil - 31 december: 40 TWh Kolkondens 30 TWh/år, 160 180 SEK/MWh Magasinsinnehåll: - 1 januari: 0 TWh (tomt) - 1 juli: 18 TWh (fullt) - 31 december: 0 TWh (tomt) Inflöde: - 1 januari - 30 juni: 50 TWh - 1 juli - 31 december: 10 TWh 18
Exempel 3.3 Lösning Första halvåret: - Vattenkraftpotential: 32 TWh. Utnyttjas helt > 60 SEK/MWh. - Kolkondenspotential: 15 TWh. 20% utnyttjas = 164 SEK/MWh. Andra halvåret: - Vattenkraftpotential: 28 TWh. Utnyttjas helt > 60 SEK/MWh. - Coal condensing potential: 15 TWh. 80% utnyttjas = 176 SEK/MWh. 19
Exempel 3.4 Uppgift Samma system som i exempel 3.1, men prognosen för inflödet de kommande 12 månaderna varierar enligt följande: TWh/år Q 70 60 50 tid på året 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 vecka 20
Exempel 3.4 Lösning Vecka 1: Samma situation som i exempel 3.1 = 170 SEK/MWh Vecka 26: - Vattenkraftpotential: 69 TWh. Utnyttjas helt > 60 SEK/MWh. - Kolkondenspotential: 30 TWh. 20% utnyttjas = 164 SEK/MWh. Vecka 52: - Vattenkraftpotential: 57 TWh. Utnyttjas helt > 60 SEK/MWh. - Kolkondenspotential: 30 TWh. 60% utnyttjas = 172 SEK/MWh. 21
Exempel 3.4 Lösning SEK/MWh 180 170 160 tid på året 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 vecka 22
Priser på Nord Pool Säsongsvariationer Genomsnittligt elpris [SEK/MWh] per månad på Nord Pool ElSpot, prisområde Stockholm 1000 800 600 400 200 0 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 23
Priser på Nord Pool Dygnsvariationer Priser per timme [SEK/MWh] på Nord Pool ElSpot, prisområde Stockholm, 17/1 23/1 2015. 600 500 400 300 200 100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 24
Marknadsmakt Marknadsmakt uppstår då en aktör har en så stor marknadsandel att aktörens beslut påverkar marknadspriset aktören är en prissättare. En prissättare kan öka sin egen vinst jämfört med den ideala marknaden, men det sker på bekostnad av ett minskat totalt överskott. Det är olagligt att utöva marknadsmakt (men det är svårt att bevisa att en aktör verkligen utnyttjat sin dominerande ställning). 25
Prissättande producent På den ideala elmarknaden skulle producenten välja den produktionnivå G g, där företagets marginalkostnader skär efterfrågekurvan. Det kan emellertid vara lönsamt att minska produktionen till G g * om de uteblivna intäkterna (den röda ytan) är mindre än de ökade intäkterna (den gröna ytan). MC Gg (G g ) demand curve G g * G g G g 26