Perfeccionando el sistema marginalista para alcanzar una transición energética segura y eficiente

• Por Asociación de Generadoras de Chile

La masiva incorporación de generación a partir de fuentes renovables está causando una transformación sin precedentes de los sistemas eléctricos, lo que permitirá a este sector ser protagonista de la acción climática necesaria para alcanzar la carbono neutralidad para enfrentar la urgencia climática de manera oportuna. Sin embargo, producto de esta transformación, han surgido interrogantes sobre cuál será el diseño de mercado que permitirá continuar garantizando una operación segura y eficiente del sistema eléctrico, y que también entregará las señales de precios adecuadas para el desarrollo de nueva infraestructura de generación y almacenamiento de energía, permitiendo el suministro de energía a mínimo costo para toda la sociedad.

Un tema que es frecuentemente citado en foros de discusión sobre regulación y diseño de mercados es la teoría, sistema o modelo marginalista. Esta teoría establece que una operación eficiente resulta de la minimización de costos de corto plazo, considerando todas las restricciones de seguridad y costos relevantes para el conjunto de instalaciones del sistema eléctrico. Además de identificar una estrategia de despacho óptima para las unidades de generación, la optimización del conjunto de instalaciones permite, en paralelo, determinar para cada momento y ubicación del sistema el precio spot de la energía, el cual queda establecido por el costo de suplir una unidad adicional de demanda¹. De acuerdo con esta teoría, los precios spot que resultan de esta optimización incentivan la operación eficiente del sistema en el corto plazo y la entrada del tipo, ubicación y tamaño adecuado de nueva infraestructura de generación y almacenamiento en el largo plazo.

Con el ingreso masivo de generación renovable con costo variable de operación prácticamente nulo —como la solar fotovoltaica o la eólica— existe la inquietud que la aplicación del sistema marginalista resultará en precios spot cercanos a cero de forma casi permanente, lo que podría impedir la recuperación de costos de capital de estas tecnologías y desincentivar la inversión en nueva infraestructura de generación y almacenamiento. En el caso del mercado eléctrico chileno, se ha planteado que una posible solución a esta inquietud sería “abandonar el actual sistema marginalista y transitar a un mercado basado en ofertas”. Sin embargo, una breve revisión de parte de la historia de los mercados y la regulación de sistemas eléctricos nos permite verificar que existe una confusión al plantearlo como una dicotomía, y más que el reemplazo o eliminación del sistema marginalista, lo que será necesario es perfeccionar la aplicación de esta teoría. Por ejemplo, una eventual transición desde costos auditados a un sistema de ofertas no implicaría abandonar el sistema marginalista.

Lo primero a destacar es que los fundamentos del sistema marginalista fueron desarrollados a fines de la década del ‘40, más de treinta años antes de la introducción de competencia en el segmento de generación eléctrica, siendo Chile el primer país del mundo en crear un mercado eléctrico competitivo en 1982. Sus orígenes se remontan a la teoría de Peak Load Pricing, desarrollada por el ingeniero francés Marcel Boiteux mientras se desempeñaba como investigador de la empresa estatal Électricité de France (EDF). El trabajo de Boiteux, publicado en 1949², muestra que la tarificación óptima de un bien producido por un monopolio regulado que es difícilmente almacenable en el cortísimo plazo y que enfrenta una demanda oscilante en el tiempo —como la electricidad— es en base al costo marginal de operación del sistema. Esta teoría fue posteriormente extendida por Fred Schweppe y un equipo de investigadores del MIT. El trabajo de Schweppe, conocido como los principios de Spot Pricing de la electricidad, toma en cuenta todas las restricciones de seguridad de un sistema eléctrico (e.g., restricciones de transmisión) y supone que los consumidores ajustan su nivel de demanda eléctrica en respuesta a los precios spot de la energía³. La gran ironía es que, hasta ahora, estos precios spot se han utilizado principalmente para dar señales de despacho e inversión para la generación eléctrica más que para incentivar una participación de recursos del lado de la demanda.

La implementación práctica de esta teoría y su evolución, así como también el desarrollo institucional y regulación necesaria para la introducción de competencia en generación eléctrica, ha estado fuertemente influenciada por el contexto local de cada región y sistema eléctrico donde se ha utilizado. Un ejemplo de esto es el caso de la aplicación del sistema marginalista y evolución del mercado eléctrico de Brasil, donde en los años noventa era común observar precios spot cercanos a cero por períodos continuos de hasta casi dos años de duración producto de la abundancia de recursos hídricos para la generación eléctrica. A pesar de ser eficientes, los precios spot de la energía en un sistema con un gran porcentaje de participación de hidroelectricidad pueden presentar un nivel de volatilidad de tal magnitud que, en combinación a la percepción de riesgos locales y a la falta de un mercado de instrumentos financieros profundo, dificultaban la atracción de capital para el desarrollo de nueva infraestructura de generación eléctrica para responder a los nuevos requerimientos de capacidad del sistema. En respuesta a este desafío, el regulador del mercado eléctrico de Brasil optó por implementar requerimientos de contratación mínima para todos los consumidores del mercado. Estos requerimientos —que posteriormente evolucionaron a lo que hoy se conocen como licitaciones de contratos de suministro—  apuntan a crear suficiente liquidez de instrumentos financieros de largo plazo, como Power Purchase Agreements (PPAs), facilitando así el despliegue de capital para el desarrollo de nueva infraestructura de generación.

Los elementos básicos de diseño de mercado de corto plazo que se desprenden de la teoría marginalista también se han complementado con nuevos instrumentos en la medida que evolucionan los requerimientos para gestionar de manera eficiente la volatilidad, inflexibilidades y riesgos en los sistemas eléctricos. Por ejemplo, la gran mayoría de los mercados eléctricos del mundo cuentan con mercados de servicios complementarios para la adquisición de diversos productos de reservas que permiten mantener la seguridad del sistema en el corto plazo. También existen variados mecanismos para garantizar la recuperación de costos fijos de operación por características operativas que no se logran capturar en los precios spot⁴. En los mercados eléctricos de los Estados Unidos y en Centroamérica se utilizan instrumentos financieros transables —también conocidos como Financial Transmission Rights o FTRs— que permiten a los participantes del mercado gestionar los riesgos de congestión de la red eléctrica. Hoy también es común que los mercados eléctricos cuenten con mecanismos de múltiple liquidación (e.g., mercados intradiarios y del día anterior), permitiendo a los agentes ajustar sus posiciones en base a la mejor información disponible y asignando de manera eficiente los costos de desvíos de posiciones comprometidas⁵. Además de Colombia, en general, los mercados eléctricos en países desarrollados operan en base a subastas y no en base a un esquema de auditoría de costos de operación. Todos estos elementos son complementos a la aplicación de la teoría marginalista y en ningún caso corresponden a una reformulación de sus bases conceptuales.

En la transición a un sistema eléctrico crecientemente renovable que sea el pilar para la carbono-neutralidad de la sociedad será necesario abordar múltiples desafíos sociales, ambientales, técnicos y económicos con el propósito de alcanzar las metas de reducción de emisiones de manera eficiente y justa. Desde el punto de vista del diseño de mercado eléctrico y regulación, no hay indicios de que la incorporación de crecientes niveles de generación renovable de costo variable cero requiera reformular sus principios básicos de operación: la teoría marginalista. Por el contrario, lo que será necesario es continuar perfeccionado y complementando su aplicación en la práctica, tomando en cuenta los nuevos requerimientos de flexibilidad y de gestión de riesgos que podrían emerger producto de la transformación tecnológica que será necesaria para cumplir con el objetivo de alcanzar la carbono neutralidad a más tardar en 2050.