Mothballing mechanisms in the spanish power system : economic and operational assessment

Abstract

Durante los últimos años, los ciclos combinados se han visto significativamente desplazados del mercado español debido a la menor demanda y su mayor cobertura con fuentes de energía renovables. La reducción de su producción, combinada con bajos precios del mercado eléctrico y mayores costes de operación que otras tecnologías de generación, han contribuido a reducir la rentabilidad económica de estas instalaciones. Como resultado, el sector empezó a considerar la conveniencia de cerrar (permanentemente o temporalmente) aquellas centrales con baja cuota de mercado y sin suficientes ingresos para cubrir sus gastos de operación. La reforma eléctrica aprobada en 2013 establece el marco regulatorio para permitir la hibernación de centrales eléctricas en España, introduciendo la posibilidad del cierre temporal de instalaciones y habilitando al operador del sistema a estimar la capacidad que puede ser retirada del sistema, así como informar de la necesidad de reincorporar potencia hibernada, cuando sea aplicable. El principal objetivo de esta tesis es analizar cuáles serían los impactos económicos y de operación derivados de la introducción de la hibernación de centrales en el Sistema Eléctrico Español, teniendo en cuenta que la capacidad de generación podría ser adaptada a la evolución de la demanda, evitando así los costes asociados a la operación comercial de las plantas que no sean necesarias. Se ha utilizado un modelo de planificación a medio plazo, basado en una perspectiva centralizada, para abordar la planificación de generación, garantizando un margen de seguridad de suministro deseable. El modelo proporciona una referencia para determinar cuál sería el resultado esperado de la hibernación en términos de decisiones relacionadas con el cierre temporal y posterior reincorporación y su impacto en la estructura del mix de generación, los costes de operación y la seguridad de suministro. Se han definido tres escenarios para los años 2015 y 2020 con el fin de analizar el impacto de la hibernación en el Sistema Eléctrico Español. Los principales resultas son 11.7 GW de potencia hibernada, reducción de los costes de operación en 379 M€ y ausencia de impacto en el mix de energía o las emisiones de CO2 en el año 2015. Además, el incremento de demanda considerado para el escenario en 2020 no muestra la necesidad de reincorporar potencia hibernada en el horizonte 2015-2020.

During the last years, combined cycles have been significantly displaced from the Spanish market due to the lower demand and its higher coverage with renewable energy sources. Their production decline, combined with low wholesale electricity prices and higher operating costs than other generation technologies, have contributed to reduce the economic profitability of these facilities. As a result, the industry started to consider the convenience of closing (either permanently or temporarily) those power plants with low market share and not enough incomes to cover their operating expenses. The electricity reform approved in 2013 establishes the regulatory framework to enable the mothballing of power plants in Spain, introducing the possibility of temporary closure of facilities and entitling the system operator to forecast the maximum capacity that may be withdrawn from the system, as well as to report on the need of reinstating mothballed power, when applicable. The main objective of this thesis is to analyse what would be the economic and operational impacts derived from the introduction of power plant mothballing in the Spanish Power System, taking into account that the generation capacity could be adapted to the evolution of demand, thus, saving the costs associated with unnecessary plants being opened for commercial operation. A midterm planning model, based in a centralised approach, is used to address the issue of generation planning, subject to ensure a desirable security of supply margin. The model provides a reference to determine what would be the expected outcome of mothballing in terms of decisions related to temporary closure and later restoring of facilities and their impact in the generation mix structure, operating costs and level of security of supply. Three scenarios for the years 2015 and 2020 are defined in order to analyse the impact of mothballing in the Spanish Power System. The main results are 11.7 GW of mothballed power, reduction of operation costs in 379 M€ and lack of impact on the energy mix or CO2 emissions in the year 2015. Additionally, the increase in demand considered for the scenario in 2020 do not reveal the need to reinstate mothballed power in the horizon 2015-2020.