France: Europe’s Energy Plug

A mix between favourable weather for renewable energy generation, an efficient grid management and a healthy interconnection participation resulted in the cheapest Spot prices ever experienced since the beginning of Spanish SPOT Market. SPOT average price was 32.79 €/MW at the end of the summer, which is historically the most expensive time of the year, putting the estimations setting the final average SPOT price of 2016 at 35€/MWh. One of the key drivers of this range of low prices was the increase of energy imported from France. What was not expected was that the key driver would become the key problem from what we have been experiencing since September. In just two months, the Spanish day-ahead prices rose (in average) 12 €/MWh because of the nuclear crisis in France that started in May and exploded 4 months later, dragging a lot of European countries with it.

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Figure 1: OMIE 2015 vs OMIE 2016. Source: Magnus M·Tech

The France Nuclear capacity

France is the number 1 country in terms of nuclear energy production and development. 75% of all energy generated in France comes from nuclear power plants spread all over de country.

Its background goes back to 1974, when France decided to import nuclear technology to become more independent in terms of energy security. The heavy R&D investments made in this sector contributed to put France in the highest position as the nuclear energy leader until now.

With this strategy, not only France has one of the lowest levels of carbon emissions by amount of energy generated, counting with more than 90% of its energy mix emissions free, it also is the major electricity exporter in Europe, after an energy review, in 2010, by the International Energy Agency (IEA) affirmed that France should take a strategic role as provider of low-cost, and low-carbon base-load power for its bordering countries and not just generate nuclear energy for domestic purposes.

The state-owned electricity company EDF is the owner of the 58 nuclear reactors divided in 19 power plants spread across the country (figure 2). It is also involved in the recent approved nuclear project that is going to be developed in England, at Hinkley Point with a cost of 21 billion EUROS.

As the only operator of nuclear power plants, EDF was forced by the French Energy Regulator (CRE) to establish fixed prices to sell electricity, from 2014 until 2017, to allow more competition between all the energy suppliers that participate in the French market and to ensure that all the competitors would buy nuclear generated electricity from EDF, in order to the state company could recover the costs from the upgrades executed in the past years (55 billion Euros to extend the reactors’ lifecycle ten more years). The prices to be applied in 2014, 2015, 2016 and 2017 were, respectively, 42, 44, 46 and 48€/MWh. However, in 2015 the government decided to freeze the price at 42 €/MWh to maintain competitiveness against bordering countries like Germany.

Other hit in the EDF situation came in October 2014 when the Energy Transition for Green Growth Bill was approved by the National Assembly. This roadmap stated a need for France to decrease for 75% to 50% its nuclear capacity by 2025, along with the goal of emission reduction by 40% until 2030 and 75% until 2050, compared with 2012 levels.

The nuclear nightmare

As any power plant, nuclear power plants have maintenance periods that are dully scheduled having in mind all the supply/demand issues, in terms of loads and in terms of local, regional or national energy needs.

The EDF and, consequently, the French nuclear nightmare started in 2014, after a flaw was detected in the pressure vessels of the under-construction new generation EPR Flamanville 3. This finding, along with the phantom Fukushima, conducted to an investigation that led to an even more scary discover this May: 400 other sub-standard parts were identify and a lot of falsified quality control documentation! Even worst, many of the parts identified with flaws were already inside nuclear plants that were running.

ASN took immediate action and force EDF to put in march a plan of re-evaluation of most of the plants identified in the documents and with the broken parts installed. Since the beginning of 2016, 30 nuclear reactors were stopped, having been 11 already restarted until now. The remain 18 nuclear reactors still in maintenance correspond to up to 17 GW of energy capacity, which is 27 % of all nuclear capacity installed in France and 21% of Total French capacity.

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Figure 2: Nuclear Plants in France. Source: WNA

According to the Figure 2, only 6 nuclear power plants all over France are working at full capacity, and some of them still have some outages scheduled between January and April of 2017.

Data recovered from Reuters shows that is expected that 13 500 MW is going to be restored until the end of 2016. And by the end of the second quarter of 2017 is expected that 57 860 MW or the equivalent of 91% of total nuclear capacity will be up and running.

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Figure 3: Nuclear capacity restore evolution. Source: Reuters

The spread of the nightmare

As commented before, France is the biggest energy exporter in Europe, sending large amounts of electricity to countries like, Spain, Italy, Germany and UK in a daily basis.

As we can see in the Figure 4, those exports help to a more stabilization and even more proximity of the prices all around France. So, as expected, these unexpected outages were not a benefit for anyone, specially to Italy, UK and, of course, Spain.

These three countries passed from net importers to Energy exporters, as demand for energy in France increased abruptly, especially with the beginning of the winter.

Looking at the Spanish case, it is quite clear the influence of the interconnection between the two countries. If we take a close look at the SPOT prices evolution between 2015 and 2016 we can verify that, bigger imports from France keep the OMIE at lower levels (difference between summer 15 and summer 16). Also, we can note that SPOT prices rebounds when the imports decrease (from September to November 16 when most of the current 20 of the nuclear reactors stopped).

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Figure 4: Energy Imports/Exports between France and Spain. Source: ESIOS

Besides from the energy crisis generated all over the bordering countries, the absence of rain across Europe in the last months contributed for a significant fall on the water reservoirs, decreasing also the hydropower participation in the energy mix.

Focusing in Spain, SPOT prices were pushed upwards, first by the fall of renewable energy sources (since June) with special focus of hydropower and ultimately driven by the main subject of this article, which is amply visible from September to October.

Lower imports, along with low levels of water main reserves, forced Spain to rely on fossil fuels to supply its demand. Remembering that carbon is being traded at maximum levels (up to 60 $/ton) also supported the rise of the electricity prices in Spain and in other countries affected by France current situation.

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Figure 5: Spanish Energy Mix Evolution. Source: ESIOS

CO2 emissions is another subject that should be considered here with all the buzz around the signing of the COP21 agreement and the need to cap and cut global emissions drastically and rapidly.  The current scenario made countries to emit at yearly maximum levels, especially France, since it was forced to restart some coal power plants to try some price stabilization, being now emitting at levels registered 32 years ago.

Future notes

As the Figure 3 shows, by the second quarter of 2017 91% of the nuclear capacity in France should be running without problems and we all wish that this nightmare is solved ASAP. However, it raises a question about the UE dream of a Single Energy Market. To that goal achieve that kind of security and stability, an efficient and well connected energy grid must be a reality, connecting all the UE-members (and some non-members) to constantly balance the energy needs from any country any time. The nuclear crisis was, actually, a great test to the developments executed so far, once that, the interconnections were crucial to avoid major problems of shortages or even blackouts. However, other reason to a successful Singe Energy Market is to provide more competitivity and parity between the prices in the Euro Zone ensuring less costs to the final consumers. Well, this episode in France revealed a flaw in this scenario that needs to be reviewed in order to prevent that similar situations in the future, spread all over the countries involved in that bigger project.

Jorge Seabra | Energy Consultant

 


[Portuguese Version]

Um mix de um clima favorável à produção de energia renovável, uma gestão eficiente da rede elétrica e uma grande contribuição das interconexões resultaram nos preços a nível SPOT mais baixos desde que se iniciou o Mercado Diário Espanhol (OMIE). O preço médio registado até ao fim do verão foi de 32.79 €/MWh, período que, historicamente, é o mais caro do ano, o que fez com que as previsões apontassem para um preço médio para 2016 perto dos 35 €/MWh. Um dos elementos-chave deste intervalo de preços registado foi o aumento na importação de energia proveniente de França. O que não se esperaria era que o elemento-chave para a descida dos preços se tornasse o problema-chave para o que se passou a partir de Setembro. Em apenas dois meses, os preços OMIE de Espanha subiram (em média) 12 €/MWh devido à crise nuclear Francesa que, apesar de ter tido o seu início em Maio, explodiu 4 meses depois, alastrando-se a muitos países Europeus.

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Figure 1: OMIE 2015 vs OMIE 2016. Source: Magnus M·Tech

Sistema Nuclear em França

França é o país número 1 no mundo em termos de produção e desenvolvimento de energia nuclear. 75% de toda a energia gerada em França tem origem em centrais nucleares espalhadas por todo o país.

O seu background remonta o ano de 1974, quando França tomou a decisão de importar tecnologia nuclear para se tornar mais independente de terceiros e aumentar a sua segurança energética em termos de abastecimento. Os enormes investimentos em I&D neste setor fez com que França alcançasse a posição mais alta como líder mundial. Até aos dias de hoje.

Com esta estratégia, França não só possui uma das menores taxas de emissão de dióxido de carbono por eletricidade produzida, contando com mais de 90% no seu mix energético livre de emissões, como também se tornou no país que mais exporta energia elétrica a nível europeu, depois de, em 2010, a Agência Internacional de Energia alertá-la que deveria adotar uma estratégia de fornecedor europeu de energia low-cost e de baixo nível de emissões para os seus países vizinhos, evitando restringir-se apenas às suas necessidades domésticas.

A companhia elétrica EDF é a operadora dos 58 reatores nucleares divididos entre as 19 centrais nucleares espalhadas por todo o território continental (Figura 2). Esta companhia, que pertence parcialmente ao estado francês, está envolvida num projeto para a construção de uma central nuclear em Inglaterra, em Hinkley Point com um custo de 21 biliões de Euros.

Sendo o único operador de energia nuclear, EDF foi forçada pela Entidade Reguladora (CRE) a vender parte desta energia a um preço fixo entre 2014 e 2017 para permitir mais transparência e competição no mercado liberalizado francês. Por outro lado, estes preços têm o propósito de amortizar o investimento feito pela EDF para aumentar o tempo de vida útil das suas centrais nucleares por mais dez anos (55 biliões de Euros). Os preços a serem praticados em 2014, 2015, 2016 e 2017 seriam, respetivamente, 42, 44, 46 e 48 €/MWh. No entanto os preços foram revistos em 2015 pela Entidade Reguladora que decidiu congelar os preços em 42 €/MWh para manter a competitividade de preços a nível transfronteiriço.

EDF e as suas nucleares voltaram a levar um golpe em Outubro de 2014 com a aprovação da Diretiva de Transição Energética para Desenvolvimento Sustentável pela Assembleia Nacional. Este roadmap visa uma redução de 25% da atual capacidade nuclear instalada até 2025, juntamente com o objetivo de redução das emissões em 40% até 2030 e 75% até 2050, tendo como referência os valores de 2012.

O pesadelo nuclear

Como qualquer central, as centrais nucleares têm períodos de manutenção que são devidamente pensados e programados com base em todas as implicações em termos de oferta/procura, bem como questões de gestão a nível das necessidades energéticas a nível local, regional ou nacional.

O pesadelo das nucleares da EDF e, consequentemente, de França teve o seu inicio em 2014, quando foi detetado um defeito nos vasos de pressão do reator nuclear de última geração do tipo EPR em construção na central Farmanville. O episódio de Fukushima ainda presente levou a que esta descoberta iniciasse uma investigação sobre a origem e as implicações da mesma, o que, inesperadamente, levou a descobertas ainda mais escandalosas: outras 400 peças foram identificadas com defeitos e foram identificados inúmeros documentos de controlo de qualidade falsificados! Para piorar a situação, parte das peças identificadas já estavam instaladas em centrais em funcionamento.

ASN agiu imediatamente e forçou a EDF a definir um plano de reavaliação de todas as centrais identificadas levando a que, desde o início de 2016, 30 reatores nucleares já tenham sido parados para testes, dos quais somente 11 foram reativados até agora. Os restantes 18 reatores continuam em manutenção e correspondem a mais de 17 GW de capacidade instalada, ou seja 27% de toda a energia nuclear instalada em França e 21% de toda a capacidade nacional.

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Figure 2: Nuclear Plants in France. Source: WNA

Segundo a Figura 2, existem 6 centrais nucleares das 19 que estão a funcionar em pleno e algumas destas têm paragens programadas entre Janeiro e Abril de 2017.

Informação recolhida da plataforma Reuters mostra que 13 500 MW serão reativados até ao fim de 2016 e que, no fim do segundo trimestre de 2017 57 860 MW, ou o equivalente a 91% de toda a capacidade nuclear esteja a funcionar em pleno.

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Figure 3: Nuclear capacity restore evolution. Source: Reuters

A propagação do pesadelo

Como comentado anteriormente, França é o principal exportador da Europa, enviando enormes quantidades de eletricidade diariamente para países como Espanha, Itália, Alemanha e Reino Unido.

Como se pode verificar na Figura 4, essa exportação de energia ajuda à estabilização e aproximação dos preços de eletricidade nos países fronteiriços. Portanto, como seria de esperar, as interrupções fora do normal em França não beneficiaram ninguém, especialmente Itália, Reino-Unido e, obviamente, Espanha.

Estes três países passaram de principais importadores de energia a exportadores, principalmente com a chegada do inverno que causou um aumento das necessidades energéticas.

Analisando o caso de Espanha, é bastante clara a influência a interconexão entre os dois países. Esta influência está perfeitamente espelhada na evolução dos preços OMIE entre 2015 e 2016: mais importação de energia proveniente de França ajuda a estabilizar os preços em Espanha em valores mais baixos (diferença entre verão de 2015 e verão de 2016). Por outro lado, vemos que uma menor importação resulta em preços mais caros a nível SPOT (Setembro de 2016 até Novembro de 2016, altura em que 20 reatores nucleares estavam parados).

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Figure 4: Energy Imports/Exports between France and Spain. Source: ESIOS

Além da crise energética alastrada aos países fronteiriços, a ausência de pluviosidade por toda a Europa nos últimos meses contribuiu para uma redução considerável das reservas hídricas, diminuindo a participação de energia proveniente de barragens nos mix energéticos.

Voltando novamente ao caso Espanhol, os preços OMIE subiram, inicialmente devido à queda de participação renovável desde Junho, com especial destaque para as centrais hídricas, e ultimamente devido ao motivo exposto neste artigo.

A diminuição das importações, juntamente com os baixos níveis de reservas hídricas obrigaram a que Espanha suprimisse as suas necessidades energéticas recorrendo a combustíveis fósseis. Relembrando que o carvão está a ser transacionado a valores acima dos 60 $/ton, este fator também contribuiu para o aumento dos preços OMIE testemunhados. Esta situação é semelhante a todos os países que fazem fronteira com França mencionados anteriormente.

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Figure 5: Spanish Energy Mix Evolution. Source: ESIOS

As emissões de CO2 constituem outro assunto que deve ser considerado, tendo em conta o acordo da COP21 que tem a finalidade de limitar e reduzir as emissões de gases de efeito de estufa drástica e rapidamente. Atualmente temos países a atingir níveis máximos históricos, especialmente França, que foi forçada a reativar centrais de carvão para tentar estabilizar os preços, encontra-se agora a emitir aos mesmos níveis registados há 32 anos atrás.

Future notes

Como demonstrado na Figura 3, espera-se que no fim do segundo trimestre do próximo ano 91% da capacidade nuclear francesa esteja a funcionar sem qualquer complicação e todos desejamos que assim seja, de forma a pôr um fim a este pesadelo. Não obstante, este episódio levanta algumas incertezas sobre o sonho da União Europeia de implementar um Mercado Único de Energia. Para que tal seja possível garantindo a segurança e estabilidade de fornecimento de energia, uma rede devidamente eficiente e bem comunicada terá que ser uma realidade, de forma a possibilitar a livre circulação entre todos os países Membros (e alguns não-Membros) e assim permitir um reequilíbrio constante entre a oferta e procura ao nível da Zona Euro. Este episódio foi uma prova de sucesso para as interconexões entre países pela a rapidez com que as trocas bilaterais conseguiram ser efetuadas para minimizar consequências mais graves como por exemplo blackouts. No entanto, outro ponto fulcral para o sucesso do Mercado Único é a competitividade e paridade entre os preços dos diferentes países envolvidos, fator no qual, este episódio revelou uma falha importante que deve ser revista, do ponto de vista estratégico, no sentido de prevenir que situações semelhantes se espalhem a todos os países envolvidos nesse grande projeto.

Jorge Seabra | Energy Consultant

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