Applicabilità degli Strumenti di Simulazione al Mercato delle Utilities Graziano Abrate & Matteo Ferraris 31/05/2010

Abrate G. & Ferraris M. HERMES/Piemonte Orientale  ICT 4LAW Work Package 09: Effects of the simplifications of laws and of the modification and adaptation of rules on economic activity: an investigation via economic paradigms and agent based simulation Work Package 12: Information law topics and managerial economics analysis for Citizens, Enterprises in Open and regulated markets: Problems and Needs Simulazione ad agenti applicata al mercato delle utilities, in particolare al mercato elettrico Il “core business” di HERMES riguarda l’analisi economica nel settore delle public utilities (in particolare, acqua, elettricità, gas, rifiuti, trasporti) con il supporto di modelli teorici /econometrici Working Paper Hermes 1/2010: “The Environmental Kuznets Curve in the Municipal Solid Waste Sector”, _1_AF.pdf _1_AF.pdf

Abrate G. & Ferraris M. IMPRESE DI GENERAZIONE BORSA ELETTRICA Real Time Pricing CONSUMATORI FINALI CONTRATTIBILATERALI GROSSISTI, ACQUIRENTE UNICO Il Mercato Elettrico Liberalizzato PRODUZIONE VENDITA TRASMISSIONE DISTRIBUZIONE RETE

Abrate G. & Ferraris M. Alcuni dati sul mercato italiano: la produzione Fonte: Terna (anno 2008)

Abrate G. & Ferraris M. Consumi sul mercato libero e tutelato Fonte: Terna (anno 2008)

Abrate G. & Ferraris M. Mercato di Borsa Elettrica Fonte: Gestore del mercato elettrico.

Abrate G. & Ferraris M. Alcuni esempi di cambi di regolamentazione… Introduzione della concorrenza nella produzione e nella vendita (libertà di scelta del fornitore da parte di tutti i clienti anche domestici) Tariffa bioraria obbligatoria (a partire da luglio 2010) Incentivi alla produzione di energia “verde” (es. “conto energia” per l’installazione dei pannelli solari) …  Quali sono gli effetti sul comportamento degli agenti nel mercato? Come usare le potenzialità degli strumenti di simulazione ad agenti per analizzare le performance e la dinamica del mercato stesso?

Abrate G. & Ferraris M. Simulazione ad agenti nel mercato elettrico Confronto tra strutture alternative di mercato (centralizzato vs. decentralizzato) nel contesto UK (Bagnall and Smith, 2005; Bunn and Oliveira, 2001) Confronto tra differenti meccanismi di asta: uniform price o pay-as-bid (Xiong et al., 2004) Problemi di “congestion management” ed effetti sulle strategie di generatori e distributori di energia elettrica (Watanabe et al., 2002) Effetti della partecipazione attiva della domanda sul mercato di borsa (Fujii et al., 2004) Analisi della concorrenza nella vendita al dettaglio e degli effetti sulle scelte di prezzo (prezzo unico vs. biorario) dell’eterogeneità dei consumatori (Bompard et al., 2007)

Abrate G. & Ferraris M. Simulazione ad agenti nel mercato elettrico Sono stati sviluppati software specifici per la simulazione ad agenti sul mercato elettrico: ad esempio AMES (Iowa State University, 2003) Vantaggi : Nel software AMES, il System Operator risolve un problema di DC Optimal Power Flow  consente di tener conto dei vincoli fisici di trasmissione sulla rete. Utile per analizzare gli effetti sui prezzi nel mercato all’ingrosso (es. analisi di scenari con ingresso di nuovi produttori) Learning Abilities degli agenti Svantaggi: Attualmente il modello AMES non include la fase di vendita "al dettaglio" e si ipotizza che questa domanda finale sia insensibile al prezzo (ma è in fase di implementazione una nuova versione dove le “Load Serving Entities” reagiscono al prezzo) Difficilmente implementabile per l’analisi del mercato retail (effetti della tariffa bioraria obbligatori, effetti della diffusione di clienti di tipo “prosumer”) Limite sul numero di agenti (LSE, produttori) e conseguente necessità di aggregare gli impianti

Abrate G. & Ferraris M. Simulazione ad agenti nel mercato elettrico Software “generici” e applicabili al mercato elettrico: NetLogo, StartLogo, … Vantaggi : Facilità di implementazione con la possibilità di inserire nel modello numerosi agenti Capacità di Learning per gli agenti Analisi del settore retail in cui gli agenti sono da un lato le LSE e dall’altro i consumatori suddivisi per: - categorie di reddito - dimensione (famiglia/single) - tipologia di consumo (domestico/industriale) - profilo (diurno/notturno) - autoconsumo (fotovoltaico) - … Svantaggi: Problema di rappresentazione della Borsa Elettrica e della congestione della rete La gestione dei vincoli di rete risulta difficilmente implementabile

Abrate G. & Ferraris M. Ipotesi di ricerca Simulazione degli effetti dei cambi di regolamentazione –Sulle tariffe e sulla concorrenza al dettaglio –Sulla diffusione delle energie rinnovabili –Effetti di breve e di lungo periodo sui prezzi di borsa