СПЕЦИФИКА РЫНОЧНОЙ СИЛЫ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ

SWorld –
17-26 December 2013
http://www.sworld.com.ua/index.php/ru/conference/the-content-of-conferences/archives-of-individual-conferences/dec-2013
PERSPECTIVE INNOVATIONS IN SCIENCE, EDUCATION, PRODUCTION AND TRANSPORT ‘2013
Доклад / Экономика
УДК: 656.615:004.272
(1)
Арсеньев Ю.Н., Коновалов А.П., (2) Минаев В.С.
СПЕЦИФИКА ОПТИМИЗАЦИИ РЕСУРСОВ И ПРОЯВЛЕНИЯ
РЫНОЧНОЙ СИЛЫ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ
(1)
Российская академия народного хозяйства и государственной службы
при Президенте Российской Федерации, Тульский филиал
(2)
Тульский государственный университет
UDC: 656.615:004.272
(1)
Arsenyev YU.N., Konovalov A.P., (2) Minaev V.S.
SPECIFICITY OF OPTIMIZING RESOURCES AND MANIFESTATIONS
MARKET POWER IN THE ELECTRICITY INDUSTRY
(1)
The Russian Academy of national economy and public administration
the President of the Russian Federation, Tula branch
(2)
the Tula state University
Аннотация. Исследуются методы оптимизации ресурсов и проявления
рыночной силы в процессах производства и реализации электроэнергии на
форвардных рынках и рынке реального времени.
Annotation. Investigates methods of optimization of resources and
manifestations of market forces in the processes of production and sale of electricity
on forward markets and the market of real time.
Ключевые
слова:
электроэнергетика,
рыночная
сила,
методы
оптимизации, процессы, развитие.
Keywords: electric power industry, market power, optimization methods,
processes, development.
Для объективной оценки поведения участников электроэнергетического
рынка регулирующими органами управления применяются понятия «обладание
рыночной силой» и «применение рыночной силы». Рыночная сила приносит
выгоду лишь при ее применении, поэтому единственное рациональное
поведение участника, обладающего рыночной силой, - ее применение в полной
мере. Выгода в определении рыночной силы обычно обеспечивает субъекту
хозяйствования (СХ) краткосрочную прибыль. Влияние рыночной силы на
показатели «цена – объем» СХ отражено на рис. 1, а семантика величин,
приведенных на этих графиках, пояснена табл. 1.
Последствия применения рыночной силы определяются парой показателей
«цена – объем поставки». К числу последствий относятся [1, 2]:
- выгода, которую получает как участник рынка, применяющий рыночную
силу, так и все другие поставщики;
- перераспределение богатства (физические, финансовые блага, активы) от
потребителей к производителям, получающим дополнительный доход, равный
искажению цены D Pd, умноженной на полный объем продаж на рынке;
-
чистая
потеря
благосостояния,
определяемая
неэффективностью,
возникающей в результате применения рыночной силы.
Цена
Монополистие
Р ческое равновесие
Р*
P*(Q*)
а)
0
2
Цена, Р
Конкурентное
предложение
Конкурентное
равновесие
Конкурентный
2 (Величина
спрос
e
изъятия) Q Q* Q*(P*)Объем б)
Спрос Предложение
D Qdistort
D QW
D Pdistort
D РМ
Объем Q
Рис. 1. Стратегия изъятия мощности (а), результаты действия
рыночной силы: D QW – величина изъятия, D QW = Q*(P*) – Qe; D PM –
ценовая наценка, D PM = Ре – Р*(Qe); 2 – величина изъятия.
Кривые предложения на рынках электроэнергии представляют собой
почти вертикальные линии. Тогда маржинальные затраты трудно рассчитать
точно, а маржу прибыли поставщика измерить. При вертикальных кривых
предложения рыночная цена часто опускается ниже уровня конкурентной цены
из-за правил аукциона, поэтому величина изъятия – более надежный показатель
в сравнении с маржой прибыли поставщика, отсюда применение рыночной
силы всегда дает положительную величину изъятия и обеспечивает следующее:
D QW > 0 Û рыночная сила;
D Pd > 0 Û рыночная сила;
D PM > 0 Ü рыночная сила;
D Qd > 0 Þ рыночная сила.
Рыночная сила проявляется лишь на рынках реального времени среди
инфрамаржинальных и маржинальных поставщиков. Анализируя причины
роста цены, всегда следует оценивать величину изъятия генерирующей
мощности.
Таблица 1
Семантика величин, оценивающих действие рыночной силы
Параметр
Величина
изъятия
Семантика параметра
Разность
между
произведенной
суммарным
объемом
монопольными
электроэнергии,
поставщиками
при
монопольной цене Ре, и фактическим объемом производства в
условиях монополистического равновесия: D QW = Q*(P*) – Qe
Ценовая
Разность между маржинальными затратами конкурентных
наценка
производителей, поставляющих на рынок объем Qe, и
(маржа
фактической ценой при монополистическим равновесии, т.е.
прибыли
е
D PM = Р – Р*(Q )
e
поставщика)
Монопольное
Уменьшение объема производства D Qdistort = Q* – Qe ниже его
искажение
конкурентного уровня в результате применения монопольной
объема D Qd
силы
Монопольное
искажение
Повышение
цены
выше
ее
конкурентного
уровня
с
применением монопольной силы, т.е. D Pdistort = Рe – Р*
цены D Pd
Стратегия
Производство меньшего объема электроэнергии, чем объем,
изъятия
который можно продать с прибылью по рыночной цене при
неконкурентном поведении поставщика (стратегия может
принимать форму «финансового изъятия» за счет подачи
заявок с высокой ценой или «физического изъятия» с
ограничением объема поставки)
Две стратегии
1. Физическое изъятие генерирующей мощности (уменьшение
применения
объема производства). 2. Финансовое изъятие (повышение
рыночной силы цены
производимой
энергии).
Обычно
эти
стратегии
эквивалентны: монополист может сдвигать сегменты кривой
предложения
на
любое
возрастающей
кривой
расстояние,
предложения
для
монотонно
нельзя
определить,
произошел сдвиг из-за роста цен или снижения объемов
производства
Стадии
проявления
1. Применение рыночной силы (проявление разных форм).
2. Воздействие на цены и объемы на рынке.
рыночной силы 3. Проявление последствий для участников рынка
Последствия применения рыночной силы обусловливают как повышение
цены и благодаря этому перераспределение богатства от потребителей ко всем
поставщикам на рынке, а не только к поставщикам, применяющим рыночную
силу, так и снижение эффективности функционирования рынка. Высокая цена
обусловливает покупку потребителями меньше электроэнергии, чем при оплате
маржинальных затрат на производство электроэнергии, но их слабое
реагирование на изменение цены обусловливает незначительность этого
эффекта.
Но
повышение
цены
уменьшает
выгоду
от
использования
электроэнергии для потребителей в большей степени, чем увеличивается
прибыль поставщиков. В итоге происходит чистая потеря благосостояния
общества, определяющая смысл «неэффективного» рынка (рис. 2, а).
Повышение рыночной цены с получением выгоды (прибыли) не
обязательно является проявлением рыночной силы, особенно если аукцион
устанавливает рыночную цену по наибольшей цене, взятой из последней
принятой заявки, и тогда конкурентная цена может оказаться намного выше
цены рынка. Также подача заявок с завышенной ценой и повышение цены
рынка до уровня, не превышающего конкурентную цену, не служат
проявлением рыночной силы.
В отличие от монопольной монопсоническая сила – рыночная сила,
применяемая от лица потребителей или самими потребителями. Ее трудно
использовать на рынках электроэнергии: для этого необходимо изъятие спроса
на рынке или чего-то эквивалентного, но спрос на рынке обычно неуправляем.
Монопсоническую силу можно применить физическим изъятием системным
оператором т.н. отключаемой нагрузки, регулированием импорта и экспорта
электроэнергии, подачей заявок с более низкой ценой по сравнению с
маржинальной ценностью электроэнергии для потребителя, а также изъятием
спроса на рынке, когда кривая предложения становится очень крутой. Но таких
способов манипулирования со спросом на рынке электроэнергии не так много.
Если цены на форвардном рынке высоки, то потребители могут дождаться
следующих торгов, открытия рынка реального времени, т.е. на форвардных
рынках, в т.ч. рынке на сутки вперед, рыночная сила применяться не может. Но
расчет прибыльности действий, влияющих на цену реального времени, всегда
требует учета ожидаемой прибыльности торгов на форвардном рынке.
Многократное
применение
рыночной
силы
при
финансовом
или
физическом изъятии, как краткосрочной стратегии на длительном интервале
обеспечивает большую привлекательность рынка для всех потенциальных
участников, начинающих все больше инвестировать в новые генерирующие
мощности или в расширение существующих. Это дает более высокий
равновесный уровень суммарной установленной генерирующей мощности ICap
зоны управления (рис. 2, б) в привязке к функции краткосрочной прибыли или
ренте дефицитности. Однако изъятие мощности приводит к неэффективности
рынка из-за ввода множества генерирующих агрегатов, оплачиваемых
потребителями с сохранением прибыли на обычном уровне. Инвестиции при
высоких ценах осуществляют в основном мелкие, а не крупные поставщики,
применяющие
рыночную
силу,
поэтому
доля
последних
сократится,
обусловливая снижения конкурентной цены
из-за роста предложения и
ослабления рыночной силы. Конечно, могут иметь место и обратные факторы
(слияние-поглощение генерирующих компаний и др.). Функцию прибыли
можно скорректировать так, чтобы величина Ке за вычетом изъятия являлась
оптимальной по критерию надежности (рис. 2, в). Затраты на излишнюю
установленную мощность являются эффектом второго порядка. Небольшое
(маржинальное) увеличение всей дополнительной установленной мощности
выше оптимального уровня дает столько же пользы из-за увеличения
надежности, насколько увеличиваются затраты. Большее по величине
приращение установленной мощности стоит очень дорого: при удвоении
избыточной мощности неэффективность возрастает вчетверо.
На рынках электроэнергии возникают короткие, но очень высокие ценовые
пики, обусловленные действием рыночных сил или дефицитом мощности.
Цена Р, долл./Мвт*ч
90
5
4
70
FC, долл./МВт*ч
FC, долл./МВт*ч
SRn(K)
SRn(K)
FCpeak
1
2
3
30
0
9000
а)
Q, Мвт
6
Изъятие
K*
б)
Ke
ICAP
Ke
K* ICAP
в)
Рис. 2. Перераспределение богатства (а), равновесный уровень (б) и
прибыль для компенсации затрат (в) в условиях применения рыночной
силы: 1 (2) - конкурентное (монопольное) предложение; 3 – спрос; 4 – чистая
потеря благосостояния; 5 – перераспределение цены; 6 – прибыль, необходимая
для компенсации затрат на преодоление барьера; SRn(K) – функция
краткосрочной прибыли; FCpeak. – пиковые постоянные затраты.
На практике применяются три способа оценки значимости проявления
рыночной силы с учетом следующих показателей:
- среднего объема перераспределения богатства, выражаемого в процентах
от розничной цены для рассмотрения его в перспективе. Рост розничной цены
на 5% - уже значимый факт, и какая именно величина повышения должна быть
приемлемой, зависит от того, во что обойдется ее уменьшение;
- средней чистой потери благосостояния (насколько повышение цены
уменьшает выгоду от использования электроэнергии для потребителей, и в
какой степени по сравнению с увеличением прибыли поставщиков);
- фактического уровня изъятия мощности (функция прибыли показывает,
насколько увеличится прибыль, если уменьшить установленную мощность на
заданную величину в процентах).
Моделирование
рыночной
силы
помогает
объяснять
факторы,
ограничивающие возможности ее применения. Эластичность спроса и
распределение конкурентов по объемам производства – важные факторы в
анализе рынков электроэнергии с использованием следующих показателей:
- доли рынка (si) i-го поставщика, как частного от деления объема
производства поставщика на полный объем продаж на рынке;
- индекса Херфиндаля-Хиршмана (HHI), известного индикатора рыночной
силы в оценке влияния на рыночную силу слияния энергогенерирующих фирм:
HHI =
å s i , HHI Î [0, 1],
2
(в документах его умножают на 10000 из-за расчета по квадратам долей в
процентах вместо относительных долей);
- средний индекс Лернера (Lx), определяемый по следующим формулам:
- для монополии Lx = (Р – МС)/Р = 1/е, где МС – маржинальные затраты
поставщика, рассчитанные при фактическом уровне его производства; Р рыночная цена (рис. 3.3); е – эластичность спроса;
- для олигополии (по модели Курно) - Lx = s/е, где s – доля рынка
поставщика; s = q/Q, где q – предложение отдельного поставщика; Q – общий
объем предложения на рынке;
- индекс, взвешенный по долям рынка - Lx = HHI/е.
4. Эластичность спроса –
D Q%/ D P%;
e=
-( D Q/Q)/ D P/P;
-(dQ/dP)/(P/Q),
где D Q – изменение спроса, вызванное очень малым изменением цены D P (в
экономической литературе знак минус часто опускается, что означает, что
эластичность спроса рассматривается как отрицательная величина).
Если монополист сокращает свое производство, что обеспечивает ему
маржу прибыли, то это ведет к появлению относительной наценки, равной 1/е.
Так как эластичность не постоянна вдоль линейной кривой спроса, то при
любых значениях эластичности е < 1 цена Р ® ¥ (это показывает отрицательное
значение цены -МС). Это очень важно для рынков электроэнергии, так как
эластичность краткосрочного спроса на них часто близка к нулю (е << 1), и
даже эластичность спроса на один год вперед существенно меньше 1.
Монополист на рынке электроэнергии мог бы получать практически
неограниченную прибыль за срок > 1 год, но реально есть ряд регулятивных и
законодательных ограничений. Поэтому каждый монополист действует в
эластичной области (е > 1) кривой спроса рынка. Рынок электроэнергии
становится эластичным при цене Р ³ 1000 долл./МВт*ч, и возможно, намного
превысит эту величину. Ограничить рыночную силу выбором конструкции
рынка можно через конкуренцию или жесткие меры принуждения и контроля.
Конкуренция более предпочтительна, хотя и не обеспечивает автоматически
достижения удовлетворительных результатов.
К главным факторам, определяющим конкурентные свойства рынка
электроэнергии при политике регулирования и конструирования рынков,
относятся: эластичность спроса; концентрация производства; масштабы
использования долгосрочных контрактов; объем заявок на продажу разных
объемов электроэнергии при различных ценах. Повлиять на любой из этих
факторов достаточно сложно, исключая применение системным оператором
эластичной кривой спроса на оперативные резервы, прямо влияющей на
эластичность спроса потребителей электроэнергии. Эластичность спроса
крупных потребителей легко повысить, если регулирующие органы понимают
важность этой задачи и умеют минимизировать риски ценообразования.
Действие рыночной силы на рынках электроэнергии ослабляют и создают
определенный потенциал улучшения при правильном их проектировании
следующие два фактора: форвардные рынки поставщиков; неопределенность
спроса в сочетании с заявками в виде кривых (функций) предложения.
К наиболее эффективной форме форвардных контрактов относятся
долгосрочные форвардные контракты. Требования регулирующих органов по
энергоснабжению потребителей в зоне обслуживания соответствующей
компании в сочетании с долгосрочными контрактами уменьшают рыночную
силу. Среднесрочные контракты со сроком действия Т < 1 год полезны в
ситуации, если поставщики не уверены в том, что цены форвардных контрактов
будут равняться среднему уровню недавних спотовых цен. Для конкуренции на
рынке
нужны
высокая
эластичность
спроса
и
низкая
концентрация
производства. Электроэнергетике присуща достаточно низкая концентрация
производства, но ей не хватает эластичности спроса. Продуманная закупка
резервов системным оператором позволяет улучшить эластичность спроса
потребителей
до
5-10%
всей
электрической
нагрузки.
Вместо
дифференцированных по времени цен можно использовать цены рынка
реального времени, что устраняет риск больших колебаний платежей
потребителей из месяца в месяц при даче им правильных ценовых сигналов.
Для
достижения
эффекта
повышения
эластичности
спроса
дифференцированные тарифы следует вводить для крупных потребителей, доля
которых составляет до 25% совокупного потребления электроэнергии.
Разделять крупные генерирующие компании сложно, и за их слиянием надо
тщательно следить. По модели Курно цена на электроэнергию растет, пока
краткосрочная эластичность » 0,1 при индексе ННI = 0,1. Такая высокая
эластичность возможна при ценах, превышающих конкурентную цену.
Действия рыночной силы на рынках электроэнергии ослабляются тремя
следующими
факторами:
форвардные
контракты
и
обязательства
по
энергоснабжению собственных потребителей энергоснабжающих компаний
рекомендуется
использовать
при
выборе
политик
регулирования;
неопределенность спроса с подачей заявок в виде кривых предложения;
долгосрочные
последствия
использования
рыночной силы.
Проявление
рыночной силы обычно говорит о дефектах рынка, устранение которых требует
временных ограничений для участников рынка. Величина изъятия служит
доказательством использования рыночной силы. Цена рынка реального
времени,
превышающая
маржинальные
затраты
слева,
указывает
на
кратковременный характер изъятия.
Рынки электроэнергии требуют контроля и наблюдений по трем главным
причинам: электроэнергия не поддается хранению; спрос в реальном времени
очень неэластичен; рынки электроэнергии часто плохо спроектированы.
Рыночная сила не является необходимой или полезной, но ее можно
измерить. Мониторинг рынка решает 6 локальных задач: а) проверка
применения рыночной силы и снижения эффективности рынка; б) выявление
неадекватных правил рынка и разработка предложений по их улучшению; в)
поиск и наказание нарушителей правил; г) отмена и исправление цен в
операциях, признанных несправедливыми и необоснованными; д) применение
санкций к использующим рыночную силу. Первые три задачи важны для
создания эффективных рынков электроэнергии, четвертая - для эффективной
работы рынка (ее должны исполнять субъекты, не решающие первые три
задачи; лучше аналитики и проектировщики рынка). Пятая и шестая задачи
противоречивы:
реальные
наказания
крайне
редки
из-за
правовой
неопределенности и незнания регулирующими органами специфики рыночной
экономики. Конкуренция делает рынок эффективным за исключением случая
естественной монополии.
Все вышеуказанные методы и задачи должны учитываться российскими
энергетиками для оптимизации ресурсов, ценообразования и мотивации, как
производителей, так и потребителей, а не выдаваться в виде научно
необоснованных тарифов и иных интуитивно принимаемых решений.
Литература
1. Арсеньев Ю.Н., Давыдова Т.Ю., Коновалов А.П. Инновации в
электроэнергетике. – М. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2013: - 300 с.
2. Стофт С. Экономика энергосистем. Введение в проектирование рынков
электроэнергии. – М.: Мир, 2006. – 623 с.