Documentos de estudio Impactos de la entrada a gran escala de paneles solares en la azotea en la competencia
Crédito: dominio público Unsplash/CC0
Las plantas de combustible fósil se ven obligadas cada vez más a detenerse y comenzar la producción en respuesta a los cambios en la producción de las energías renovables. En un nuevo estudio, los investigadores desarrollaron un punto de referencia competitivo dinámico que representa los costos de inicio y otras restricciones operativas a nivel de unidad. Aplican su marco a Australia Occidental, un escenario en el que la capacidad solar en la azotea se duplicó entre 2014 y 2018 y las tasas de penetración solar en la azotea líder mundial.
El estudio encontró que la expansión a gran escala de la capacidad solar en la azotea puede conducir a aumentos en la rentabilidad colectiva de las plantas de combustible fósil porque la competencia se suaviza al atardecer, las plantas desplazadas por la energía solar durante el día deben incurrir en costos de inicio para competir por la noche.
El estudio, realizado por investigadores de la Universidad Carnegie Mellon y la Universidad de Monash, se publica en American Economic Review.
“Desarrollamos un marco para medir el poder del mercado en los mercados de electricidad mayoristas”, explica Akshaya JHA, profesora asociada de economía y políticas públicas en el Heinz College de Carnegie Mellon, quien fue coautor del estudio. “Este marco representa las características de la tecnología de unidades de generación, como los costos de inicio fijos y las limitaciones de rampa que se están volviendo cada vez más relevantes a la luz de la transición global a las tecnologías eólicas y solares intermitentes”.
Las empresas que incurren en los costos fijos requeridos para comenzar la producción esperan recuperar estos costos al obtener ingresos superiores a sus costos variables en períodos posteriores. Esto presenta dos desafíos para estudiar la competencia: primero, el poder de mercado generalmente se mide en función del marcado en los precios por encima del costo marginal a corto plazo, pero los economistas han reconocido durante mucho tiempo que establecer precios iguales al costo marginal a corto plazo ignora el requisito de que los precios deben ser suficientes para que las empresas recuperen sus costos fijos. En segundo lugar, los costos fijos son una barrera para la competencia: decisiones sobre el margen extenso para incurrir en los costos fijos necesarios para producir afectan la intensidad de la competencia posterior.
Los investigadores aplicaron su marco a Australia Occidental, un líder mundial en tasas de penetración solar en la azotea. Medieron el poder del mercado comparando la producción observada de la planta y los precios del mercado con su punto de referencia, una serie temporal contrafactual de producción de plantas y precios de mercado, que cuentas para la recuperación de los costos fijos requeridos para que las plantas se inicien.
Específicamente, extendieron los enfoques de la función de producción estática mediante el uso de datos de alta frecuencia sobre el uso de gas de entrada y la electricidad de salida para estimar las funciones de costos a nivel de unidad con tres componentes: costos variables, costos de inicio y los costos asociados con la ejecución no vinculada a los niveles de salida. Luego, su punto de referencia dinámico establece los niveles de producción para minimizar los costos totales diarios de envío de centrales eléctricas para satisfacer la demanda en cada media hora del día, mientras establece precios que permiten a cada planta recuperar sus costos fijos y variables.
Usando este marco, descubrieron que los aumentos en la penetración solar en la azotea correspondían a aumentos considerables en los alquileres de potencia del mercado obtenidos colectivamente por la flota de combustibles fósiles después de la puesta del sol. Dado que los precios minoristas pagados por los usuarios de electricidad se establecieron mediante la regulación de costo de servicio, los aumentos en las rentas de energía del mercado constituyeron en gran medida transferencias de consumidores de electricidad minorista a productores.
Aunque la penetración solar en la azotea tuvo un pequeño efecto sobre la eficiencia en el mercado mayorista, las ganancias de bienestar externas asociadas con las reducciones en los gases de efecto invernadero no se capturan dentro del mercado de electricidad mayorista. En Australia Occidental, los aumentos en la penetración solar en la azotea correspondieron a una disminución sustancial en las emisiones de carbono que contribuyen al cambio climático, con gotas considerables en la producción de electricidad a gas y, por lo tanto, las emisiones de carbono diurnas y solo pequeños aumentos en las emisiones de carbono en la noche asociadas con aumentos solares inducidos por el aumento de las unidades de gas.
“Nuestros hallazgos hablan de la creciente relevancia de adoptar varias características de diseño que no están presentes en la mayoría de los mercados fuera de los Estados Unidos”, dice Gordon Leslie, profesor titular de economía de la Universidad de Monash, que coautoró el estudio.
Las características incluyen permitir que los proveedores envíen ofertas de inicio, además de las curvas de suministro de energía, pueden permitir la co-optimización a través de las horas. Esto puede mejorar la eficiencia del mercado, especialmente a medida que más unidades se detienen y comienzan la producción en respuesta a la producción de recursos eólicos y solares intermitentes.
Investigaciones anteriores han documentado que los beneficios de permitir la participación financiera en el mercado diario son especialmente grandes en contextos donde las limitaciones operativas físicas tienen más probabilidades de unirse y los participantes del mercado tienen un poder de mercado significativo. Este estudio mostró que el aumento de las tasas de penetración solar en la azotea puede exacerbar los costos de inicio a nivel de unidad y las limitaciones operativas físicas, lo que resulta en que los proveedores tengan una mayor capacidad para ejercer la energía del mercado por la noche.
En todo el mundo, la mayoría de los usuarios de electricidad enfrentan precios minoristas que no varían de manera contemporánea con los precios mayoristas y, a menudo, ni siquiera por hora del día. Permitir que los precios minoristas reflejen la variación por hora en los precios mayoristas probablemente cambiará cierta demanda de una noche a día. Como resultado, menos unidades de combustible fósil deberán comenzar a fines de la tarde para competir de manera efectiva al atardecer. Esto puede reducir la capacidad de las empresas para ejercer el poder del mercado durante las horas de demanda máxima de la tarde, lo que lleva a precios mayoristas más bajos y disminuciones en los precios minoristas pagados por los consumidores.
Más información: Akshaya Jha et al, costos de inicio y poder de mercado: lecciones de la transición de energía renovable, American Economic Review (2025). Doi: 10.1257/aer.20211145
Proporcionado por la universidad Heinz de la Universidad Carnegie Mellon
Cita: Documentos de estudio Impactos de la entrada a gran escala de paneles solares en la azotea en la competencia (2025, 25 de marzo) Recuperado el 25 de marzo de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-03-documents-impacts-large-scale-ingry.html
Este documento está sujeto a derechos de autor. Además de cualquier trato justo con el propósito de estudio o investigación privada, no se puede reproducir ninguna parte sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona solo para fines de información.
