Over de noodzaak, de impact, en het ontwerp van capaciteitsremuneratiemechanismen

In theorie zorgen spotmarkten van elektriciteit voor sociaal-optimale hoeveelheden capaciteit onder aanname van ideale condities zoals rationele marktspelers die handelen in een perfecte, complete markt. Echter, bezorgdheden van verscheidene autoriteiten en wetenschappelijke literatuur suggereren dat marktdeelnemers mogelijk risico-avers of strategisch handelen in plaats van perfect rationeel. Bovendien hebben sommige autoriteiten prijsplafonds ingesteld op elektriciteitsmarkten, om zo het prijsrisico voor consumenten te beperken. Deze elementen kunnen de drijfveer voor investering verminderen, en kunnen bijgevolg leiden tot onder-investering in productiecapaciteit. Om onder-investering tegen te gaan, en productie-adequaatheid te verzekeren kunnen capaciteitsvergoedingsmechanismes (CRMs)  geïmplementeerd worden. Deze kunnen echter voor verstoring van de marktwerking zorgen wanneer ze slecht afgestemd zijn en worden daarom soms als controversieel beschouwd.

De hoofdvraag van dit proefschrift is hoe vraagelasticiteit, risico-aversie, en strategisch investeringsgedrag invloed hebben op de nood aan, impact- , en ontwerp van capaciteitsvergoedingsmechanismes in het lange termijn evenwicht van elektriciteitssystemen. Het proefschrift focust voornamelijk op marktverstoring door risico-aversie, maar kijkt ook in mindere mate naar strategisch gedrag. Om deze vraag te beantwoorden, is het opgedeeld in vier objectieven.

Gegeven de huidige ontwikkelingen die de elektriciteitsvraag elastisch maken, kan de nood aan CRMs in vraag gesteld worden. Daarom is de eerste doelstelling het evalueren van de behoefte aan CRMs als de elektriciteitsvraag elastisch wordt op korte termijn. De resultaten van een gestileerde analyse suggereren dat korte-termijn vraagelasticiteit de negatieve effecten van risico-aversie zelfs kan versterken in het lange-termijn evenwicht van een zuivere energiemarkt. Een capaciteitsmarkt kan gebruikt worden om de negatieve effecten van risico-aversie af te dekken, zelfs als het capaciteitsdoelwit niet optimaal gekozen wordt. Bovendien wordt aangetoond dat een capaciteitsmarkt gebruikt kan worden om welvaartsoverdracht naar investeerders te beperken, en om de verwachte hoeveelheid afgeschakelde last, die veroorzaakt wordt door risico-aversie, te verminderen.

Omdat er geen consensus bestaat over de principes van het robuust tunen van capaciteitsvraagcurves, is de tweede doelstelling om verschillende ontwerpmethodes voor deze vraagcurves te vergelijken. Hiertoe wordt aangetoond dat de keuze van de capaciteitsvraagcurve van een CRM afhankelijk is van de verwachte onzekerheid. Indien de nodige parameterschattingen correct zijn, presteert een capaciteitsvraagcurve die gedefinieerd is met de netto-kost van nieuwe toetreding bij de betrouwbaarheidsdoelstelling maatschappelijk-optimaal. Anticiperend op onjuiste parameterschattingen over de waarde van lastafschakeling en de mate van risico-aversie, biedt een curve die conservatief gebaseerd is op de marginale betrouwbaarheidsimpact betere bescherming tegen hogere kosten.

In principe kan risico-aversie lijken op strategisch investeringsgedrag. Vandaar bestaat de derde doelstelling erin beide soorten gedrag van elkaar te onderscheiden. In dit verband wordt een gestileerde analyse uitgevoerd die bevestigt dat strategisch investeringsgedrag tot dezelfde marktresultaten kan leiden als risico-avers investeringsgedrag. Er wordt aangetoond dat het onderscheid tussen de twee gedragingen in hoge mate technologie-afhankelijk is en beïnvloed wordt door de manier waarop de capaciteitsdoelstelling wordt vastgesteld.

Om de bruikbaarheid van evenwichtsproblemen te verbeteren, is de laatste doelstelling om een basis te leggen voor een generiek kader voor evenwichtsmodellen. Hiertoe is het zogenaamde ELDEST kader ontwikkeld. Het kader vormt een solide basis voor toekomstige studies in verband met de planning van productie-uitbreiding in energiemarkten. Een basisimplementatie illustreert de uitvoerbaarheid en presenteert bovendien specifieke kenmerken zoals dynamische besluitvorming, flexibiliteit in termen van oplossingsmechanismen, en de beschouwing van verschillende types marktparticipanten.