International interconnections and their role in IME (Internal Market for Electricty)

When talking about international interconnections, all are in favor and enumerate its many advantages. Advantages that to date have been true:

  • Interconnected electricity systems have achieved greater security of supply. Proof of this was this past winter when France, traditionally an exporter country, survived to the problem of its nuclear park thanks to the power imports from its neighbouring countries such as Belgium, Germany and Spain. In January 2017, France imported 1,001 GWh of Spain when in January 2016 France exported 986 GWh.
  • In this sense, interconnections provide greater stability and frequency assurance in interconnected systems. In the case of Spain, it is precisely the nuclear in France that reduce the distortion of the power factor in the peninsular networks, improving the quality of the supply in the networks.
  • At the same time, they make possible an increase of the efficiency by the commercial exchanges of energy. Interconnections increase competition by taking advantage of energy price differences in interconnected electrical systems. With capacity remaining vacant on the lines and not intended for security of supply, commercial exchanges of electricity are established daily by taking advantage of the differences in energy prices between interconnected electrical systems. These exchanges allow electricity generation to take place with the most efficient technologies, flowing energy from where it is cheaper to where it is most expensive. With this flow the market coupling is generated giving rise to the same price for an hour in several countries as shown in figure 1.
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Intra-day Market prices provided by EPEX Spot (France) and OMIE (SPA & PORT)

As a consequence of the third advantage, competition between neighbouring systems increases. Energy imports from other countries force the country’s own agents to have more competitive proposals if they want their offers to be accepted, generating a reduction in the price of electricity at the wholesale level.

They also provide a better use of renewable energies; a better integration of them. As interconnection capacity increases, the volume of renewable production that a system is able to integrate in safety conditions is maximized, since renewable energy that has no place in the system itself can be sent to other neighbouring systems, Instead of being wasted. At the same time, given the lack of renewable production or problems in the network, a high degree of exchange capacity allows to receive energy from other countries. In Spain there are cross-border balance services that allow REE, together with its counterparts in France and Portugal, to use the exchange capacity that has been left free after its commercial use. Having a better forecast of the generation of renewable energy as they are closer to real-time, this mechanism has proven to be a very useful service to balance in a country with a high penetration of wind.

Interconnections play a key role in the so-called Internal Market for Electricity in Europe (MIE), which seeks to integrate all the existing markets in the European Union into one single market.

The exchange capacity is defined as the maximum value of instant electrical power that can be imported or exported between two electrical systems maintaining the safety criteria of each of them. For each country to achieve the advantages listed above, maintaining a high level of exchange capacity is essential. In this regard, the European Union recommends that it represent at least 10% of the production capacity installed in each of them.

Currently, Spain’s interconnection ratio is below 5%, far from the recommended target. In addition, due to the geographical position of Spain, the possibilities of interconnection with the rest of Europe are very limited. Considering that real support for the Iberian Peninsula can only come from Central Europe through the border with France, the interconnection ratio of the Iberian Peninsula is 2.8%.

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Commercial exchange capacity (MW) 1 fortnight March.

The trade capacity of the operational interconnection infrastructures in March is illustrated in Figure 2. This scenario may improve as the European commission accepted four new projects of common interest with France and another with Portugal in 2015. Although these projects will not be effective until 2025. The project that will have the greatest impact with a contribution of 2.5 GWh and with a cost of 1,900 million € is the electrical connection with France by the Bay of Biscay, using a submarine cable. And this project has just begun its 2017 authorization process!

It is possible to say that Spain will continue to be practically an electric island in 2020. What is more, by 2020, Spain is expected to be the only continental European country below the 10% target, so further interconnections will be necessary.

While in Spain the integration as a single energy market at a physical level draws a long and tedious path, something that is evolving faster is the integration of organized markets. The European Market Daily Link has already been made with the same algorithm for matching buy-sell offers across the EU known as the “Price-Coupling of Regions” (PCR). And now OMIE has set its sights on the continuous intra-day market: the launch of a pan-European platform (XBID) to establish a continuous market, with implicit allocation of cross-border capacity, in the short horizon, and to be compatible with the existence of intra-day auctions at sub-regional level.

OMIE has opened the consultation to the interested agents so that they could decide which of the two hybrid models proposal of platform they prefer. Both combine the current system of daily and intra-day markets with the pan-European continuous intra-day market platform. A platform that is discussed if it should allow to negotiate only the next three hours until the next traditional intra-day session or allow to negotiate all the remaining hours, except the hour after where agents are trading. A consultation that ends this very March 17, to begin testing the new platform in the third quarter of this year.

Something that is clear is that OMIE will replace REE in the management of the interconnection between France and Spain in a relatively near future, applying the mechanism that already exists between Portugal and Spain of implicit auction. A mechanism that will be complemented by the pan-European platform with the intra-daily continuous market model of the European Union. What is not clear is how this mechanism will improve the management of the congestion of interconnections if , physically, there will still be the same bottleneck between Spain and the rest of Northern Europe.

Marta Merodio | Energy Consultant


 

Cuando se habla de las interconexiones internacionales, todos se muestran a favor enumerando sus múltiples ventajas. Ventajas que a día de hoy se han mostrado verdaderas:

  • Los sistemas de electricidad interconectados han logrado una mayor seguridad de suministro. Prueba de ello fue la ola de frio de este pasado invierno donde Francia, país tradicionalmente exportador, sobrevivió a la problemática de su parque nuclear gracias a la importación de electricidad desde vecinos como Bélgica, Alemania, y España. En enero 2017, Francia importo 1.001 GWh de España cuando en Enero 2016 Francia exporto 986 GWh.

 

  • En este sentido, las interconexiones aportan mayor estabilidad y garantía de la frecuencia en los sistemas interconectados. En el caso de España, son justamente las nucleares de Francia quienes reducen la distorsión del factor de potencia en las redes peninsulares, mejorando la calidad del suministro en la redes.

 

  • Paralelamente, posibilitan un aumento de la eficiencia por los intercambios comerciales de energía. Las interconexiones aumentan la competencia al aprovechar las diferencias de precios de la energía en los sistemas eléctricos interconectados. Con la capacidad que queda vacante en las líneas y que no va destinada a la seguridad de suministro, se establecen diariamente intercambios comerciales de electricidad aprovechando las diferencias de precios de la energía entre los sistemas eléctricos interconectados. Estos intercambios permiten que la generación de electricidad se realice con las tecnologías más eficientes, fluyendo la energía desde donde es más barata hacia donde es más cara. Con dicho flujo se genera el acoplamiento de mercados dando lugar a un mismo precio para una hora en varios países como muestra la figura 1.
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Intra-day Market prices provided by EPEX Spot (France) and OMIE (SPA & PORT)

Como consecuencia de la tercera ventaja, la competencia entre sistemas vecinos aumenta. Las importaciones de energía de otros países obligan a los agentes del propio país a tener propuestas más competitivas si quieren que sus ofertas resulten aceptadas, generando una reducción del precio de la electricidad a nivel mayorista.

Así mismo, proporcionan un mejor aprovechamiento de las energías renovables; una mejor integración de las energías renovables. A medida que aumenta la capacidad de interconexión, se maximiza el volumen de producción renovable que un sistema es capaz de integrar en condiciones de seguridad, dado que la energía renovable que no tiene cabida en el propio sistema, se puede enviar a otros sistemas vecinos, en lugar de ser desaprovechada. Al mismo tiempo, ante la falta de producción renovable o problemas en la red, un alto grado de capacidad de intercambio permite recibir energía de otros países. En España existen los servicios transfronterizos de balance que permite a REE, junto con sus homólogos de Francia y Portugal, utilizar la capacidad de intercambio que ha quedado libre tras su uso comercial. Disponiendo de una mejor previsión de generación de estas energías no gestionables, al estar más cerca del tiempo real, este mecanismo ha demostrado ser  un servicio muy útil para el ajuste en un país con una alta penetración de la eólica.

Las interconexiones juegan un papel fundamental en el llamado Mercado Interior de la Electricidad en Europa (MIE), que busca integrar el conjunto de los mercados existentes a día de hoy en la Unión Europea en un solo mercado.

La capacidad de intercambio se define como el valor máximo de potencia eléctrica instantánea que se puede importar o exportar entre dos sistemas eléctricos manteniendo los criterios de seguridad de cada uno de ellos. Para que cada país alcance las ventajas enumeradas anteriormente, es fundamental mantener un elevado nivel de capacidad de intercambio. En este sentido, la Unión Europea recomienda que represente al menos el 10 % de la capacidad de producción instalada en cada uno de ellos.

Actualmente, el ratio de interconexión de España está por debajo del 5%, lejos del objetivo recomendado. Además, debido a la posición geográfica de España, las posibilidades de interconexión con el resto de Europa son muy limitadas. Si se considera que el apoyo real a la península Ibérica puede venir tan solo desde Centroeuropa a través de la frontera con Francia, el ratio de interconexión de la península Ibérica es del 2,8 % con la nueva interconexión entre España y Francia por los Pirineos orientales.

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Commercial exchange capacity (MW) 1 fortnight March.

La capacidad de intercambio comercial que permiten las infraestructuras de interconexiones operativas en marzo se ilustra en la figura 2. Este panorama puede mejorar dado que la comisión europea acepto cuatro nuevos proyectos de interés común con Francia y más otro con Portugal en 2015. Aunque estos proyectos no serán efectivos hasta 2025. El proyecto que mayor impacto tendrá con un aportación de 2.5 GWh y con unos costes de 1.900 millones de euros es la conexión eléctrica con Francia por el Golfo de Vizcaya mediante un cable submarino. ¡Y este proyecto solo acaba de comenzar su proceso de autorización 2017!

Se puede decir que España seguirá considerándose prácticamente una isla eléctrica en 2020. Es más para 2020, se prevé que España sea el único país de Europa continental por debajo del objetivo del 10%, por lo que será necesario seguir desarrollando nuevas interconexiones.

Si bien en España  la integración como mercado único de energía a nivel físico pinta un camino largo y tedioso, algo que si está evolucionando más rápido es la integración de los mercados organizados.  Ya se hizo el Acoplamiento de los mercados diarios a nivel europeo con un mismo algoritmo para la casación de ofertas de compra-venta en toda la UE conocido como el “Price-Coupling of Regions” (PCR). Y ahora OMIE se ha puesto las pilas con el Mercado intra-diario continuo: el  lanzamiento de una plataforma (XBID) pan-europea que permita establecer un mercado continuo, con asignación implícita de capacidad transfronteriza, en el corto horizonte, y que sea compatible con la existencia de subastas intra-diarias a nivel subregional. El mercado continuo intra-diario permitirá la negociación de energía entre los agentes localizados en los diferentes países/zonas de precio con asignación implícita de la capacidad.

Desde OMIE han abierto la consulta a los agentes interesados para que opinen sobre dos modelos híbridos. Ambos combinan el actual sistema de mercados diarios e intra-diarios con la plataforma de mercado intra-diaro continúo pan-europea. Una plataforma que se debate si debería permitir negociar solo las tres próximas horas hasta la próxima sesión de intra-diarios tradicional o todas las horas que quedan, menos la hora siguiente a la que se negocia. Una consulta que finaliza este 17  de marzo para empezar los ensayos de la nueva plataforma en el tercer trimestre de este mismo año.

Algo que queda claro es que OMIE sustituirá a REE en la gestión de la interconexión entre Francia y España en un futuro no muy lejano, aplicando el mecanismo que existe entre Portugal y España de subasta implícitas. Un mecanismo que se verá complementado por la plataforma pan–europea con el modelo de mercado intra-diario continúo que salga de la Unión Europea. Un modelo que permitirá  fijar el precio de la capacidad que refleje la existencia de congestiones en la interconexión y esté basada en los precios de las ofertas .Lo que no queda claro es como este mecanismo mejorará la gestión de las cogestiones de las interconexiones si físicamente sigue habiendo el mismo cuello de botella entre España y el resto de Norte de Europa. Un cuello de botella que ya hace tiempo que todos somos conscientes.

Marta Merodio | Energy Consultant

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