Hvordan påvirker vind- og solkraftproduksjon prisvolatiliteten i det nordiske kraftmarkedet?

Abstract

The paper study the effect increased wind- and solar power production will have on the price volatility in the Nordic electricity market. With the use of the statistical software package Stata supply and demand functions in the price areas NO2 and DK1 was estimated for each hour of the day. NO2 is an area where the electricity production is mainly from hydropower, while DK1 is an area with a high share of wind power production and some solar power production. It was used data from January 2014 to December 2016. By using the programming language Julia, a simulation model was created which used the estimated demand and supply functions to estimate the price in the areas. 2016 was used as the base year in the simulations, and the simulations was done using scenarios where wind- and solar power production was increased and with different water levels in the reservoirs in NO2. It was also done simulations with increased transmission capacities between the areas, and with increased demand side user flexibility in DK1. The price volatility was estimated for a year, a month and a day.

The results from the simulations shows that increased wind power production increase the price volatility during a day and a month. Through a year the result was more ambiguous, and dependent on the transmission capacity and the reservoir level. Increased solar power production resulted in lower price volatility during a day and a month. Through a year, increased solar power resulted in reduced price volatility in NO2, but increased the price volatility in DK1. In the daytime, the estimates showed that the demand curve in DK1 was totally inelastic. Increased demand side flexibility in the evening and night resulted therefore in increased price volatility through a day, while the impact on the price volatility through a month and year was nearly non-existing. Increased demand side flexibility also in the daytime resulted in reduced price volatility for all the time periods, the same was the result if the demand side flexibility was increased equally in all the hours of the day.

Det er undersøkt hvordan økning i vind- og solkraftproduksjon påvirker prisvolatiliteten i det nordiske kraftmarkedet. Ved hjelp av statistikkprogramvaren Stata er det estimert tilbud- og etterspørselskurver i prisområdene NO2 og DK1 for hver time i døgnet. NO2 er et område med mye vannkraftproduksjon, mens DK1 består av mye vindkraftproduksjon og noe solkraftproduksjon. Det ble brukt data for tidsperioden januar 2014 til desember 2016. Ved å bruke programmeringsspråket Julia ble det utviklet en simuleringsmodell som brukte de estimerte tilbud- og etterspørselskurvene til å beregne prisen i områdene. Simuleringene ble gjennomført med 2016 som basisår, og med scenarier der vind- og solkraftproduksjonen ble skalert opp, samt med ulike reservoarnivåer i vannmagasinene i NO2. Det ble og utført simuleringer med scenarier der kapasiteten mellom prisområdene ble utvidet, og med økt brukerfleksibilitet på etterspørselssiden i DK1. Prisvolatiliteten ble regnet ut gjennom året, måneden og døgnet.

Resultatet viste at økt vindkraft fører til større prisvariasjon gjennom måneden og døgnet, mens gjennom året var resultatet mer tvetydig og var avhengig av overføringskapasitet mellom prisområdene samt vannivået i magasinene i NO2. Økt solkraft førte til en reduksjon i prisvolatiliteten gjennom måneden og døgnet. Gjennom året førte økt solkraft til en økning i prisvolatiliteten i NO2 og en reduksjon i prisvolatiliteten i DK1. I DK1 viste etterspørselen seg å være fullstendig uelastisk på dagtid. Økt brukerfleksibilitet på etterspørselssiden på natt- og kveldstid førte derfor til økte prisvariasjoner gjennom døgnet, mens det kun var små endringer gjennom året og måneden. Med mer elastisk etterspørsel også på dagtid førte dette til en reduksjon i prisvolatiliteten i alle tidsperiodene, det samme gjaldt ved en identisk endring i brukerfleksibiliteten i alle døgnets timer.