Euphemia: el algoritmo del mercado interior de la energía

De izquierda a derecha: Francesco Casamassima de ELNC,
Sophie Marquet de N-Side y David Asensio de OMIE

Europa camina hacia un mercado interior de la energía común con el objetivo de garantizar el funcionamiento del propio mercado, un acceso justo a él y un alto grado de protección de los consumidores además de unos elevados niveles de interconexión y de capacidad de generación. 

Hasta no hace mucho, cada país o zona (agrupación de países) resolvía la obtención de precios para la electricidad mayorista de manera local y acorde a las características intrínsecas a sus propios mercados y con sus reglas de funcionamiento, así teníamos SIOM en España, COSMOS en centro Europa, SESAM para los países nórdicos y UPPO en Italia.

Ateneo de Energía, una asociación sin ánimo de lucro, de muy reciente creación y cuyo objetivo es la difusión de contenidos en materia de energía, organizó el pasado 29 Marzo una magnífica jornada sobre el funcionamiento del nuevo algoritmo común encargado de gestionar la formación de precios a lo largo de Europa: Euphemia (Pan-European Hybrid Electricity Market Integration Algorithm)

Un poco de historia

Para hacer efectiva esa unión de mercados, en 2009 los principales operadores de mercado de la electricidad europeos crearon el proyecto PCR (Price Coupling of Regions o Acoplamiento de Precios de las Regiones) donde se vio la necesidad de utilizar un algoritmo informático único para la formación de los precios mayoristas Day Ahead (mercado diario) en cada región.

Se utilizó como algoritmo base el utilizado en EPEX (COSMOS) evolucionándolo para admitir todas las particularidades de cada región. Este nuevo algoritmo se llamó Euphemia y ha sido desarrollado por la empresa belga N-Side

Europa es muy extensa así que se dividió en 2 grandes áreas: noreste y suroeste, empezándose a trabajar en la primera de ellas y lográndose utilizar un algoritmo común entre los operadores de APX/Belpex (Holanda, Reino Unido y Bélgica), EPEX SPOT (Alemania, Austria, Francia y Suiza) y Nord Pool Spot (Noruega, Suecia, Dinamarca, Finlandia y Estonia) en 2013. 

En 2014 se acopló OMIE (España y Portugal) y los países del proyecto 4M MC (República Checa, Hungría, Rumanía y Eslovaquia)

En 2015 se acopló GME (Italia) 

En 2016 se acopló TGE (Polonia). OPCOM (Rumania) pasó a ser miembro del PCR

¿Cómo funciona el algoritmo?

El objetivo principal de Euphemia es la maximización del Welfare (el beneficio global de compradores y vendedores) en las curvas de casación de precios a la hora de obtener estos, pero también garantiza las capacidades de transmisión transfronteriza (con los flujos de energía más apropiados) y además optimiza el funcionamiento de los generadores.

Para realizar todo ello y poder obtener un precio horario en cada país/región, el algoritmo debe alimentarse con la información sobre las capacidades de transmisión de los operadores de sistema de todos los países, así como todas las ofertas de compra/venta de energía de los operadores del mercado de cada país, con las características de cada uno de ellos sobre todo en cuanto tipos de órdenes:

- Sencillas

- Complejas 

- Bloques de órdenes

- Órdenes de mérito y PUN

Es pues una cantidad ingente de datos la que se deben procesar y además en un tiempo limitado a 10 minutos, por lo que se utilizan computadoras de altas prestaciones ubicadas en 5 países diferentes: Madrid, Roma, París, Oslo y Varsovia.

El algoritmo se ejecuta de manera independiente en ellos, pero sólo serán válidos los resultados que proporcione el coordinador que haya en cada momento (se van turnando de manera rotatoria), consiguiéndose así un sistema redundante muy fiable.

El algoritmo utiliza la técnica de ramificación y corte de bloques de ofertas como manera de obtener y acotar las posibles soluciones de precios, lo que genera un árbol de posibles resultados formado por miles de millones de nodos y en el que al menos uno de ellos debe ser satisfactorio.

Nueva actualización de la versión

Según Sophie Marquet “el algoritmo ha probado su valía en 2300 días de uso diario de manera correcta y sin fallo y ya se está preparando una nueva versión, la 10, prevista para abril de este año, en la que se aplicará procesamiento multihilo, no tanto para reducir el tiempo computacional, sino para conferir más robustez al algoritmo a la vez que se hará una mayor exploración del árbol de nodos para realizar búsquedas locales eliminando bloques rechazados y localizar así soluciones factibles con menores recursos computacionales”

Detrás de la generación de precios de la electricidad, algo que consultamos de manera sencilla en la página de OMIE con un simple click de ratón, realmente se oculta una complejidad impresionante tanto técnica como administrativamente, que obviamos simplemente por desconocimiento. 

¡El mundo de la energía es fascinante en cualquiera de sus rinconcitos!

La próxima jornada que prepara Ateneo de Energía versará sobre los PPA (Power Purchase Agreement o contratos de compra de energía a largo plazo) ¡muy interesante también!

Valorizando la energía solar fotovoltaica en el mercado mayorista de electricidad

Hace poco, un conocido me preguntaba qué le saldría más rentable para una pequeña-mediana instalación solar fotovoltaica (200 kW) que tiene pensado levantar ¿un PPA (Power Purchase Agreement o acuerdo de compra a largo plazo) o vender en OMIE?

Ya no me dedico a promoción solar y cuando lo hacía era con el antiguo sistema de primas, donde el precio era conocido... mucho más sencillo y predecible.

Me puse a hacer números "gordos" y he llegado a unos resultados que no pretenden sustituir a un estudio más serio y profundo de plantas concretas, ni debe emplearse para extrapolar datos, sino sólo como números genéricos y sobre todo, a modo didáctico. 

La idea es conocer los precios asociados en el mercado mayorista de la electricidad (OMIE) en la generación solar fotovoltaica, de esta manera sabremos lo que podríamos sacar por nuestra instalación en dicho mercado o si al negociar un PPA o un bilateral, estaremos por encima o debajo que en dicho mercado.

¿De cuánto Sol dispongo?

Lo primero de todo, es valorizar el recurso solar. Lo mejor para ello sería descargarnos los datos de estaciones medidoras de radiación solar, para tener datos precisos. Aquí la primera pega: el Sol no atiza lo mismo en Galicia que en Murcia y yo lo que busco son valores genéricos.

Además no obtengo la misma energía dependiendo de la elevación (la inclinación) y el azimut (la desviación del Sur) de mi panel solar. Tampoco tengo la misma energía dependiendo de si mi instalación es fija, móvil a 1 eje o a dos...

Demasiadas variables para unos números gordos!! :)

Lo que si tengo muy accesible, gracias a REE, son los datos de generación fotovoltaica en la península a lo largo del día, durante todo el año y desde varios años, así que manos a la obra. Una vez descargados y procesados los datos, tenemos unas hermosas curvas como estas:

Utilizo promedios de varios años porque si sólo cojo sólo uno, igual ese año es algo distinto, pero vamos, la generación es siempre bastante parecida de un año para otro. Si algo bueno tiene el parón en instalaciones que sufrimos desde hace ya bastantes años, es la estabilidad de datos para poder hacer este tipo de ejercicios.... ;-)

Ahora ya sabemos qué pinta tiene la generación solar fotovoltaica a lo largo del año, pero las curvas de generación media por hora del día para los distintos meses tampoco me dicen gran cosa a la hora de calcular precios.

Hay que tener presente que mi planta generará más a unas horas que a otras, y por tanto el peso de los ingresos que obtendré, dependerán de ello. Por ejemplo, de nada me sirve que a las 8 de la mañana el precio del "POOL" esté muy alto, si apenas voy a generar energía...

Así que lo que necesito es convertir la generación de cada hora (MWh) en un porcentaje de la producción mensual, para poder obtener posteriormente precios medios ponderados en función de la hora (y del mes claro).

Si hacemos esto, obtenemos las mismas curvas, pero en porcentajes, lo que les dan un aspecto algo distinto:

Precios

Toca ahora ver los precios del mercado mayorista para cuadrar las dos gráficas. Las medias de precios horarios del 2014 al 2016 fueron las de la siguiente gráfica:

Lo único que nos resta pues es ponderar estos precios con los porcentajes de generación, con ello obtenemos los precios ponderados medios de cada mes en las horas de producción solar:

Precios ponderados medios
Enero	44,33 €/MWh
Febrero	30,66 €/MWh
Marzo	33,03 €/MWh
Abril	32,69 €/MWh
Mayo	39,11 €/MWh
Junio	50,10 €/MWh
Julio	52,42 €/MWh
Agosto	51,13 €/MWh
Septiembre	53,78 €/MWh
Octubre	55,75 €/MWh
Noviembre	54,17 €/MWh
Diciembre	56,75 €/MWh

Con esto nos podemos hacer una idea de cuánto podría ingresar cada mes, de media, una instalación solar fotovoltaica, sin más que multiplicar por su producción. Este sería pues el precio del mercado OMIE en las horas de generación.

Pero si queremos simplificar más aún, para obtener un único precio anual, tendremos que volver a ponderar la energía. No nos vale hacer la media de dichos precios, puesto que la generación solar fotovoltaica tiene una estacionalidad muy marcada y evidentemente no generará lo mismo en verano que en invierno y por tanto la influencia de dichos precios no será uniforme.

La energía solar fotovoltaica generada por el sistema español se reparte a lo largo del año de la siguiente manera:

Ahora, con estos datos y los anteriores de precios, por fin, ya podremos poner un único precio ponderado medio a nuestra generación solar fotovoltaica anual: 45,97 €/MWh

Visto que la venta de energía solar fotovoltaica en el mercado mayorista de electricidad no está mal remunerada y que el precio de los paneles, y por ende de las instalaciones, cada vez es más barato ¿por qué no invertir en instalaciones sin esperar primas, ni alicientes, ni concursos? ¡Es el momento de la fotovoltaica!

PD1 Quiero insistir en el carácter didáctico de este artículo, que no sirve en absoluto para instalaciones concretas puesto que son muchas variables muy diferentes las que pueden marcar grandes diferencias con el precio anterior

PD2 Todos los datos del estudio se han obtenido de REE y son valores medios de precios y generación solar fotovoltaica de los años 2014 a 2016

Resumen del mercado eléctrico: febrero agridulce

Deseando estábamos de que pasara enero con esos precios tan altos y disgustos día sí y día también. Llegó febrero y trajo con él las tan esperadas bajadas. Pero una vez pasado este, nos deja la boca con un sabor agridulce: es cierto que han bajado mucho los precios, pero nada que ver con los que tendría que haber tenido si lo comparamos con un febrero "normal"

Por lo menos en este febrero se rompe la tendencia con el agua y, por fin, se empieza a embalsarse algo a partir de la segunda semana, tendencia que parece mantenerse, gracias a lluvias y deshielos, que siguen aportando reserva de energía. Esto es especialmente importante porque sólo la abundancia de agua hace tener unos precios bajos de forma mantenida. Ahora mismo, y a pesar de dichos aportes, nos encontramos muy cerca de los mínimos estadísticos.

Precios regulados domésticos - PVPC

Como el precio mayorista de la electricidad ha sufrido una gran bajada de precios, esto se refleja también en el precio de la tarifa regulada y la factura de febrero, para nuestro consumidor medio (4,4 kW de potencia contratada y 3.500 kWh de energía consumida uniformemente a lo largo del año) baja con ganas un 12,6% desde los 73,9 € de enero a 64,5 €. Esto podría parecernos muy bien, y por supuesto lo es, pero es que la factura media de los 3 últimos febreros se sitúa en 57,4€ lo que significa que la factura de este año es un 12,4% superior a "lo normal", se entiende ahora mejor lo de agridulce...¿no? :)

 

En la primera gráfica que representa la desviación de la factura con respecto a sus precios "normales" (círculo rojo) en cada mes (la factura media de los últimos 3 años) vemos como realmente es a partir de diciembre que hemos sufrido incrementos significativos, siendo el más grande el de enero. 

En la segunda gráfica podemos apreciar como tendríamos que remontarnos al año 2013 para encontrar una factura de febrero más alta

Las previsiones son a que los próximos meses la factura regulada siga descendiendo hasta llegar a un valor ligeramente superior al "normal" en Abril, hasta entonces serán mayores de lo que suele ser habitual. El estimado de la factura anual para nuestro consumidor medio asciende a 744€ con una media del precio de la energía de 11,54 céntimos de € el kilovatio hora para todo el 2017.

Mercado mayorista de electricidad - OMIE

Termina Febrero en 51,74 €/MWh, esto es, con una bajada del 27,6% (recordemos que el maldito Enero cerró en 71,49 €/MWh), al igual que con los precios domésticos parece una bajada fenomenal (y lo es) pero las cosas hay que verlas en su contexto, fijémonos pues en otros febreros y comprobaremos que el de este año es superior en un 78% a la media de los 3 últimos siendo por tanto un mes comparativamente peor que Enero donde la diferencia con dicha media representaba un 76,2%. Esto es porque normalmente en febrero los precios suelen caer en picado, por la mayor generación renovable, mientras que este año sólo lo ha hecho "planeando" en parte, como se verá luego, por el menor aporte renovable de este año y en parte porque las fósiles siguen con precios altos.

 

De momento tenemos en febrero tanto la hora más baja del año (8 €/MWh) como el día más barato (29,76 €/MWh) ambos el mismo día, el 5 y la tendencia parece que es a seguir bajando, como debería ser normal. Si la previsión de futuros no falla (mucho) OMIE entrará en unos valores más normales en Junio. La previsión de precio medio anual sube hasta los 49,05 €/MWh.

El precio medio de lo que llevamos de año (o sea el Q1), incluyendo los 2 primeros días de Marzo asciende a 62,12 €/MWh 

Futuros

Hasta bien entrado febrero se mantenían subidas en todos los horizontes temporales, sin embargo al cierre del mes se observa una bajada para Marzo y un mantenimiento o ligero ascenso en siguientes meses/trimestres.

La previsión para este Q1 se cerró en Diciembre en 53 €/MWh pero seguramente termine algo más arriba, sobre los 54,7-55 €/MWh

Fuentes de generación

Normalmente en la gráfica de fuentes, muestro la variación de la generación por fuente, pero al tener febrero tan pocos días y además empezar a bajar la demanda, no se reflejaría tan bien lo que ha pasado este mes con las fuentes, que no es ni más ni menos una caída drástica de generación con ciclos y carbón.

La primera fuente de febrero ha sido la eólica con un 24,4% seguida por nuclear (23,9%) y por último el carbón (16,8%). La hidráulica pasa a ser la 4ª fuente este mes (por muy poquito, porque las cogeneraciones han aportado casi lo mismo). Y es que, afortunadamente, por fin se ha empezado a embalsar agua (casi 10 puntos porcentuales desde enero), aunque como se aprecia en la gráfica, las reservas hidroeléctricas aún están muy abajo. Por consiguiente el aporte con agua también ha sido muy inferior al de otros febreros (prácticamente la mitad).

En el global de estos dos meses del año, las mayores fuentes de generación han sido la nuclear, eólica y carbón.

La generación renovable sube hasta el 38,9%, aún así una cifra muy alejada de la media de los 3 últimos febreros 53,5% (nada menos que -14,6 puntos porcentuales) y es que a la poca generación con agua, se vuelve a sumar un febrero de muy poca eolicidad: la generación por viento ha sido un 18,6% inferior a la media de los 3 últimos años. Esperemos que en las próximas semanas se siga embalsando a buen ritmo y el viento vuelva de una vez a su ser.

Mercados europeos

Bajadas generalizadas este mes a excepción de los países nórdicos que suben ligeramente, pero con los precios que tienen les debe dar un poco igual.... :)

Las bajadas más importantes se han dado en Francia, los ibéricos y Alemania. Los países con mayores precios han sido, por orden, Reino Unido, Bélgica e Italia, mientras que los de menor son los de siempre: los nórdicos, Polonia y Alemania.

En el apartado de precios mayoristas vimos que comparativamente estamos sufriendo unos precios incluso peor que en enero, pero ¿les pasa esto mismo al resto de países europeos? Pues sencillamente no, y esto lo vemos claramente en la gráfica de barras azules y rojas: si nuestros precios mayoristas son cerca de un 80% superiores a los "normales" los de Bélgica lo son en un 51% y los de Francia un 32%. A quién menos le ha afectado esta subida generalizada es a Reino Unido, donde sus precios este febrero sólo han sido un 9,4% superiores.

Debe ser verdad que cuando un trader estornuda en Alemania, España y Portugal cogen la gripe...