Bengt J. Olsson
X: @bengtxyz
LinkedIn: beos
“Jag röstar på mikroelområdan där dom internationella kablarna kommer in till Sverige. Resten av Sverige i ett enda stort. Det borde skydda oss hyfsat från utländska priser.”
Detta är en vanlig missuppfattning, som tyvärr även förekommer högt upp i politiska kretsar när elpriser diskuteras – ofta i samband med begreppet “Sverigepriser”, som i sig är ganska verkningslöst.
Tanken bygger på att man skulle kunna “krympa” ett dyrt elområde – som till exempel SE4 i södra Sverige – till ett litet område precis där en internationell elkabel ansluter till det svenska elnätet. Idén är att detta lilla område då får det högre priset från utlandet, medan resten av landet skyddas och behåller ett lägre svenskt elpris.
Men detta fungerar inte. Anledningen är att priset från det lilla området med utlandskoppling ändå överförs till det stora elområdet via marknadslogiken. Elen som efterfrågas från utlandet måste komma någonstans ifrån – och så länge det finns en förbindelse kommer resten av Sverige att fylla på. Effekten blir alltså densamma som om hela landet hade varit kopplat till utlandet direkt.
Det enda sättet att faktiskt få denna typ av lösning att påverka prisbilden är att strypa flödet mellan mikroelområdet och resten av Sverige. Men det är i praktiken samma sak som att strypa exporten direkt – vilket i sin tur är det enda effektiva sättet att få ner elpriset i Sverige inom ramen för den nuvarande marknadsmodellen (förutsatt att produktion och konsumtion är oförändrade).
Nedan använder jag min tidigare trezonsmodell för att illustrera detta. Genom att sätta kapaciteten på en eller två länkar till noll kan jag simulera två scenarier:
- Scenario 1: Direkt koppling mellan utlandet och Sverige (länkar L0 och L1 är noll)
- Scenario 2: Koppling via ett “mikroelområde”, zon 1. (Länken L2 är 0)
Vi förbereder modellen enligt följande:
Zon 0 representerar högprisområdet – eller utlandet, i vårt exempel. Här har vi en efterfrågekurva som möter utbudet vid ett pris på 50 prisenheter (t ex EUR/MWh) och en volym på 950 (i någon energienhet, t.ex. MWh).
Zon 2 motsvarar “Sverige”, med ett betydligt lägre elpris: 25 EUR/MWh och en produktion/konsumtion på 75 – alltså ungefär en storleksordning mindre än i zon 0.
Zon 1 fungerar som vårt “mikroelområde”. Typiskt skulle detta område inte ha någon produktion alls, men för att modellen ska fungera måste varje zon ha både en linjär utbuds- och efterfrågekurva. Vi konstruerar därför kurvor som möts vid samma pris som i zon 2, alltså 25 EUR/MWh, men med en volym på 0,75 – vilket är en hundradel av Sveriges volym.
Dessa värden gäller när områdena är isolerade från varandra, det vill säga när kopplingskapaciteten mellan zonerna är noll.
Demand A and B values : [1000, 100, 100] [1, 100, 1]
Production k value : [0.05, 33.33, 0.33]
Link capacities : [0 0 0]
Optimal consumption : [950. 0.75 75. ] Total: 1025.75
Optimal production : [950. 0.75 75. ] Total: 1025.75
Optimal flow : [0. 0. 0.]
Prices : [50.0, 25.0, 25.0]
Net positions : [0. 0. 0.]
Total welfare : 478787.5
I tabellen ovan ser vi parametrarna för efterfrågan och utbud i varje zon. Efterfrågan beskrivs som A – B*x, och utbudet som k*x, där x är volymen. Dessa kurvor definierar budpriserna för olika volymer i respektive område. Därefter följer länkkapaciteterna – vilka är satta till noll här, för att beräkna jämviktspriser och volymer i de okopplade områdena (dvs. när ingen handel sker mellan dem). Tabellen visar också den optimala produktionen och konsumtionen i varje zon, samt det optimala flödet mellan zonerna. I det här fallet är flödet noll eftersom länkarnas kapacitet är noll.
Vi ser även priserna och nettopositionerna för varje område. Nettopositionen är skillnaden mellan produktion och konsumtion – eller, vilket är ekvivalent, nettoexporten från området. Slutligen visas den totala välfärden, alltså det värde som maximeras i modellen för att bestämma priser, volymer och flöden. För en mer detaljerad genomgång av dessa begrepp, se tidigare blogginlägg.
Scenario 1: Ett dyrt och billigt elområde direkt hopkopplade
I detta scenario sätter vi kapaciteten för länkarna L0 och L1 till noll, och ger L2 en hög kapacitet – till exempel 100. Det innebär att zon 0 (högprisområdet) och zon 2 (lågprisområdet, “Sverige”) kan priskopplas direkt, medan zon 1 (“mikroelområdet”) är helt isolerat.
Resultatet blir då följande:
Demand A and B values : [1000, 100, 100] [1, 100, 1]
Production k value : [0.05, 33.33, 0.33]
Link capacities : [0 0 100]
Optimal consumption : [954.17 0.75 54.17] Total: 1009.08
Optimal production : [870.83 0.75 137.5 ] Total: 1009.08
Optimal flow : [ 0. 0. 83.33]
Prices : [45.83, 25.0, 45.83]
Net positions : [-83.33 0. 83.33]
Total welfare : 479829.17
I resultatet ser vi att den dyra zonen 0 ökar sin konsumtion något, eftersom priset sjunker. Framför allt minskar den dock sin egen produktion kraftigt och importerar istället 83,33 enheter el från zon 2. Priserna i zon 0 och zon 2 utjämnas till 45,83 EUR/MWh, vilket är den nya jämviktsnivån när de två områdena är direkt kopplade och handeln maximerar den totala välfärden.
Zon 1, som i detta scenario är helt frånkopplad, ligger kvar på sina ursprungliga jämviktsvärden för pris och volym.
Scenario 2: Det dyra och billiga området anslutna via ett “mikroelområde”
Nu ändrar vi inställningen för länkkapaciteterna. I stället för att koppla zon 0 (den dyra) direkt till zon 2 (den billiga), låter vi handeln gå via zon 1 – vårt mikroelområde. Vi sätter kapaciteten till 100 mellan zon 0 och zon 1, och 100 mellan zon 1 och zon 2. Samtidigt bryter vi den direkta kopplingen mellan zon 0 och zon 2 genom att sätta den länken till noll kapacitet.
Resultatet blir då följande:
Demand A and B values : [1000, 100, 100] [1, 100, 1]
Production k value : [0.05, 33.33, 0.33]
Link capacities : [100 100 0]
Optimal consumption : [954.2 0.54 54.2 ] Total: 1008.94
Optimal production : [870.16 1.37 137.4 ] Total: 1008.94
Optimal flow : [-84.04 -83.21 0. ]
Prices : [45.8, 45.8, 45.8]
Net positions : [-84.04 0.83 83.21]
Total welfare : 479837.84
I det här scenariot priskopplas nu alla tre zoner. Den billiga zonen 2 (“Sverige”) exporterar 83,21 enheter el, medan mikroelområdet (zon 1) bidrar marginellt med 0,83. Det dyra området, zon 0, tar emot totalt 84,04 och kan därigenom sänka sitt pris till 45,80 EUR/MWh – nästan exakt samma som i föregående scenario.
Det vi ser är att mikroelområdet har minimal inverkan på prisbildningen mellan de två stora zonerna. Det är helt väntat, eftersom inget fundamentalt har förändrats när det gäller utbud, efterfrågan eller överföringskapacitet – vi har bara lagt in ett extra steg på vägen.
Produktion i mikroelområdet?
En fråga dök upp om man inte kunde ställa t ex en gasgenerator i mikroelområdet, som kunde “fylla” exportkabeln och därmed bryta priskopplingen för resten av Sverige?
Jo det kan man, men det man gör att tillföra mer produktion till samma inhemska efterfrågan, och det spelar ingen roll om man har ett mikroelområde eller inte för att bryta priskopplingen i det här fallet. Körde en simulering där mikroelområdet producerar lika mycket el som hela Sverigeområdet och till samma pris (koefficient 0.33 i båda områdena). Det fallet syns överst i tabellen nedan
Kabeln fylls med hela länk-kapaciteten 100 och priskopplingen bryts. I den undre delen har vi inget mikroelområde utan i stället har vi dubblat produktionen i Sverigeområdet. (I modellen motsvaras det av koeffcienten halveras till 0.17*). Och vi ser att priset i utlandszonen och Sverigezonen blir i princip detsamma som om vi la all produktion i ett mikroelområde mellan.
Återigen är det totalt utbud och efterfrågan tillsammans med fysikaliska begränsningar som sätter priserna.
*) I det här exmplet har vi två identiska budkurvor för zonerna 1 och 2. Slår vi ihop dessa till en gemensam budkurva får vi en dubblerad volym med samma min och maxpris. Eftersom kurvan är linjär betyder det att lutningskoefficenten k halveras.
Slutsats
Idén om att isolera internationella kablar i små “mikroelområden” för att skydda övriga Sverige från höga utländska elpriser låter intuitiv – men håller inte när man tittar på vad modellen faktiskt visar.
Så länge det finns en fungerande förbindelse mellan områdena, kommer elen att flöda dit den gör mest nytta, och priserna att utjämnas därefter. Mikroelområdet kan i bästa fall fungera som en liten mellanhand, men har ingen reell förmåga att bryta kopplingen mellan svensk och utländsk prisbildning – inte utan att man också stryper själva flödet vidare in i Sverige, vilket är en annan typ av åtgärd med helt andra konsekvenser.
Vill man på riktigt påverka priserna inom den nuvarande marknadsmodellen, krävs det något mer än att rita om zonkartor i marginalen. Det krävs antingen förändrad produktion, förändrad konsumtion – eller hårda begränsningar på exportflödena.