Impact of renewables in spanish electricity markets

Resumen

El objetivo de la presente tesis es analizar el impacto de la introducción de las energías renovables en el sistema eléctrico español. El sistema eléctrico español es elegido como ejemplo paradigmático debido al intenso crecimiento observado en las renovables en los últimos años, en especial de energía eólica. Su contenido se estructura en 3 capítulos: En el primer Capitulo, ”Effects of renewable on the stylized facts of electricity prices”, se analiza el impacto de las renovables en el precio resultante de la subasta del mercado diario (también llamado precio spot) siendo objeto de estudio no solo el comportamiento del precio en niveles, sino también sus características principales, como son su elevada volatilidad y la existencia de spikes (o saltos inesperados en el precio). Características que son relevantes en los precios eléctricos, y que pueden cobrar aún mayor importancia dada la intermitencia y menor predictibilidad de la producción renovable. Los principales resultados de este estudio, obtenidos mediante herramientas econométricas y un modelo logístico, confirman que la volatilidad de las renovables es transferida a los precios. Sin embargo, en contra de la creencia general, incrementos de las renovables reducen en lugar de incrementar la ocurrencia de saltos en los precios; A continuación, en el Capítulo 2, “Impact of wind electricity forecast on bidding strategies”, se amplía el estudio extendiendo el análisis a los precios ofrecidos por los agentes en la subasta del mercado diario. Siendo razonable esperar, si consideramos que las renovables tienen un impacto relevante en el precio spot, que los participantes tengan en cuenta la previsión de energía renovable a la hora de tomar decisiones sobre el precio y la cantidad a ofertar. Se plantea, por tanto, analizar el comportamiento estratégico de los agentes incorporando sus estimaciones de producción de energía eólica en su matriz de información mediante un modelo de datos de panel. Los resultados obtenidos proporcionan evidencia de que la previsión eólica se ha convertido en un factor relevante del comportamiento estratégico, habiendo diferencias entre los participantes dependiendo de la tecnología de producción. Asimismo, se estima mediante un ejercicio de simulación, que el precio marginal, o spot, aumenta debido a estas estrategias mas allá de lo esperable dado el nivel de penetración renovable. Y, por último, en el Capítulo 3, “Analysing the impact of renewables on Spanish electricity final prices using machine learning techniques”, se completa el estudio mediante el análisis del efecto de las energías renovables en el precio final de la electricidad y en cada uno de sus componentes, componentes que recogen los costes en los que incurre el sistema por la puesta en marcha del resto de mercados y procesos de ajuste que tienen lugar después del mercado diario. En general, se espera que todos estos costes aumenten ante la mayor necesidad de realizar ajustes derivada de la intermitencia y menor predictibilidad de la producción renovable. En este estudio se aplican técnicas de aprendizaje automático (machine learning) con el objetivo de revelar cuáles son los factores más relevantes para entender la evolución de cada coste, así como las dinámicas complejas que tienen lugar entre los distintos segmentos que conforman el sistema eléctrico, en especial los considerados procesos o mercados “técnicos”, menos estudiados en la literatura. Los principales resultados obtenidos proporcionan nueva evidencia de la existencia de estrategias por parte de los participantes que involucran no sólo el mercado diario, sino a todos los procesos o mercados del sistema que vienen a continuación, siendo su objetivo empresarial maximizar beneficios. Los resultados obtenidos a lo largo de los capítulos de esta Tesis son de utilidad tanto para participantes del mercado, que deben hacer frente a la incertidumbre que supone la nueva realidad del mercado con la aparición de las renovables, como para reguladores en su objetivo de integrar con éxito nuevas fuentes de generación en el sistema, y construir un sistema eléctrico más competitivo y sostenible.