En las últimas semanas no hay día en que los medios de comunicación no hagan referencia a que se batido algún récord histórico en el precio de la electricidad. Frecuentemente se atribuye que el principal culpable es el método marginalista del cálculo del precio de la electricidad. Según explican, en el mercado mayorista, el precio lo marca la energía mas cara, usualmente la centrales que utilizan gas (eso dicen) y las demás se ven recompensadas pues todas cobran el precio a la que se ha pagado a la más cara, es lo que llaman: “beneficios caídos del cielo”. Se suele decir que el método marginalista es similar a ir a la carnicería y comprar pollo, salchichas y solomillos y pagarlo todo a precio de solomillo.

Me preguntaba cómo podía aplicarse un método aparentemente tan perverso para el consumidor. Una sencilla indagación me mostró que el auténtico método para establecer el precio de la electricidad era mucho más complejo, e interesante, de cómo habitualmente se describe. El problema real  se parecería más al siguiente:

Suponga que tiene que comprar diariamente alimentos cárnicos  (no importa que tipos de carnes compre) suficiente para abastecer X millones de calorías (el valor X depende del día). Lo mismo que usted hay otras dos centenas de compradores, cada uno necesita comprar una cantidad diferente (Y, Z, ..) que también depende del día.  Todos tienen que ir a un mismo mercado en el que hay seis carnicerías.  Cada carnicería tiene unas cantidades limitadas de carne de distinto tipo, algunas de los tipos de carne caducan en el día (si no la venden ese día la tienen que tirar), además para algunas de las carnes no vale cualquier unidad (por ejemplo: le venden pollos completos), solo el solomillo ibérico puede adquirirse por kilocalorías (aunque vendan por kilogramos una sencilla operación permite convertirlo en el equivalente en calorías). Las normas del mercado es que  compradores y vendedores tienen que hacer sus ofertas a la ciega, cada uno solo conoce sus propios datos. Cada carnicería fija los precios de venta por tramos (por ejemplo: 30 000 calorías a cero euros, 20000 calorías a 5 euros y 10000 calorías a 20 euros).  En el mercado, antes del cierre, se celebra una subasta entre compradores y vendedores. La norma es que la última oferta que sea aceptada su precio aplicará a todas las ventas de ese día.   Quizás le parezca que el criterio es injusto para los compradores y que sería más razonable que cada vendedor reciba por sus venta el precio que para cada tramo haya ofertado.  Si usted se pone en el papel del gestor de una de las carnicerías se dará cuanta que su estrategia variará según se aplica el criterio marginalista (al precio más algo) o el criterio según oferta.

El asunto es más complejo de lo que parece y, entre matemáticos, es un problema abierto. En general hay un consenso de que ambos métodos llevarían a soluciones parecidas pero el marginalista es algo mejor, en el sentido de que en intervalos largos de tiempo llevaría a los precios de compra más bajos.

El problema presentado es común a muchos mercados (no solo al eléctrico) en los que se busca obtener el óptimo de casación entre oferta y demanda. Los mercados eléctricos en la mayoría de los países se rigen por el criterio marginalista.

El mercado eléctrico mayorista

Si en el ejemplo  anterior reemplaza a compradores por empresas comercializadoras de electricidad (que son las que nos venden la electricidad a los consumidores),  a las carnicerías por las empresas productoras de electricidad y a las calorías por MWh, nos encontramos con cierta aproximación con una situación similar a la que se da en el mercado mayorista de electricidad.

Antes de referirnos con más de detalle al mercado mayorista es conveniente que tenga claro lo siguiente:

1. La electricidad es producida por centrales de distinto tipo, que pertenecen a empresas productoras de energía eléctrica. Estas la venden a las comercializadoras, que son la que facturan al consumidor. Normalmente, una misma compañía productora de electricidad tiene una empresa comercializadora, aunque formalmente sean dos entidades distintas.
2. Solo el 40% de los pequeños consumidores, aquellos que se acogen al mercado regulado (PVPC), ven de forma inmediata repercutido el precio de la electricidad en el mercado mayoritario. Si pertenece a este tipo no se apresure a cambiar a un contrato de precio fijo. A la larga, hasta ahora, el PVPC ha mostrado ser el más barato, aunque tendrá sobre saltos como los actuales.
3. Normalmente menos de un tercio de la factura, como explicamos en este artículo, corresponde al precio de la energía eléctrica (en momento como los actuales puede a ser casi al mitad para los acogidos al PVPC)

El método marginalista es común para el mercado eléctrico europeo

España forma parte del mercado europeo de compraventa de electricidad. Así, el precio de su energía eléctrica (€/MWh), sin costes añadidos, se rige por el marco regulatorio europeo que estará vigente hasta 2030, que es marginalista. España no puede descolgarse unilateralmente de las normas que rigen el mercado mayorista, salvo que quiera convertirse en una isla referida a la red eléctrica.  Lo que comentamos aquí es con datos de España pero las ideas son extensibles a la mayoría de los mercados marginalistas

En la península ibérica (España y Portugal peninsulares), la gestión del sistema eléctrico diario e intradiario está delegada a OMIE (Operador del Mercado Ibérico de Energía). A través de este, se fija el precio horario de la electricidad para el mercado mayorista de la zona, y es marginalista (como se explica mas adelante) al igual que el resto de la UE.

Estos precios experimentan grandes fluctuaciones (Figura 1 ) y han crecido en los últimos meses. Sin embargo, para hacer una valoración objetiva de la situación es necesario analizar periodos largos de actividad.

 

Un juego de oferta y demanda

Cada día Red Eléctrica Española (REE) informa a los productores de la estimación de la demanda de electricidad (por horas) para el día siguiente. OMIE establece el precio del MWh por horas para el día siguiente.

Imaginemos que las necesidades de consumo entre las 15:00 y las 16:00 de un día X se establecen en 40 000 MWh. Para simplificar, supondremos que solo hay dos empresas eléctricas y que solo ofertan dos precios y un solo comprador.

Conocida la demanda, las empresas productoras hacen sus ofertas:

• La empresa A oferta 20 000 MWh a 0 euros/hora y 5 000 MWh a 100 €/hora.
• La empresa B oferta 17 000 MWh a 0 euros/hora y 10 000 MWh a 95 €/hora.

Las empresas A y B desconocen los precios ofertados por la otra.

Dadas las ofertas presentadas, la empresa A aportará al mercado los 20 000 MWh que ofreció a precio cero y la empresa B los otros 20 000 MWh necesarios para satisfacer la demanda (17 000 MWh que ofertó a precio cero y 3 000 MWh a 95 €/hora). Pero finalmente todos recibirán 95 €/MWh.

Puede que llame la atención que en este ejemplo gran parte de la oferta haya sido a precio cero. Eso no es una errata. En la práctica es así porque parte de lo que se oferta corresponde a centrales nucleares y, como estas no pueden encenderse y apagarse a voluntad, las empresas buscan asegurarse de que en cualquier caso esa energía es adquirida. Ocurre algo parecido con parte de las energías renovables (de nada vale tener un aerogenerador parado cuando sopla el viento).

El hecho de que el precio de la última oferta (la más cara) sea la que fije el de todas las ofertas previas es lo que confunde a tertulianos y periodistas y les lleva a emplear falsas analogías para explicar erróneamente qué es un sistema marginal de precios. El error común suele ser suponer que los precios a los que ofertan los productores es, como mínimo, el coste de generación de cada tipo de energía. Realmente no es así, las ofertas se realizan a coste de oportunidad.

Para entenderlo mejor fíjese en la figura 2: a) La centrales nucleares (azul claro) producen la misma cantidad de electricidad todos los días (salvo cuando paran para recargar que es aproximadamente un mes cada 18 o 24 meses) y operan a capacidad nominal (siempre generan la máxima energía para la que están diseñadas); b) Las instalaciones solares (amarillo) funcionan con un ciclo que naturalmente tiene que ver con el sol, durante bastantes horas no producen nada; c) Las plantas eólicas (azul oscuro) presentan una enorme variabilidad (el parque solar que tiene una potencia instalada 4 veces mayor que el nuclear, a veces la energía que puede suministrar está por debajo del 5% de la capacidad instalada y en promedio producen aproximadamente lo mismo que las centrales nucleares).

A la hora de ofertar la empresa eléctrica tiene que tener en cuenta muchas consideraciones:

Si dispone de reactores nucleares para asegurarse de que esta energía entre en la red le pondrá el precio más bajo posible, normalmente las nucleares ofertan a  precio cero. Si la última energía que oferta es a 100 MWh, la nuclear venderá todo lo producido a ese precio y ganará dinero,  pero habrá momentos que el precio de venta sea menor al coste de operación. Cuando se analiza el precio de la electricidad durante todas las horas del año hay horas (Figura 3) en las que la electricidad está claramente por debajo de los costes de producción. Un reactor nuclear que suministre por debajo de 50 €/MWh probablemente está perdiendo dinero pues solo en tasas especiales paga 21 €/MWh, esos días los empresas dueñas de los reactores tendrán perdidas caídas del cielo (como ocurrió den 2020).

Si dispone de centrales que utilicen gas debe de tener en cuenta, además del precio del gas y de los derechos de emisión de CO2,  que probablemente funcione muy pocas al año y sin embargo tiene unos coste fijos a los que tiene que hacer frente, tanto si funciona 20 horas al año como 2000. Si oferta a precio muy alto probablemente su oferta no será aceptada. Por otro lado la cantidades que puede poner en red no es cualquiera. Una central de gas de 400 MW oferta en unidades de 400 MWh, no puede funcionar al 10%.

Si dispone de centrales hidráulicas regulables frecuentemente es la que ofertará a precio más alto pues si no lo vende un dia puede venderlo otro. Además son las más flexibles, pueden entrar en operación pocos minutos antes de que se le necesite. Son las que tienen el coste de oportunidad más alto. Según OMIE frecuentemente son las que marcan el precio marginal, por encima de las de gas. El problema es que la capacidad hidráulica también es variable pues depende de cómo haya ido la pluviosidad en el año meteorológico.

Tambien tiene que contemplar  la  interconexión con Francia, que desafortunadamente es muy pequeña. El motivo histórico es que los municipios pirenaicos se opusieron a la instalación de tendidos eléctricos de alta tensión en sus territorios. La consecuencia es que en momentos punta la capacidad de la Península Ibérica para intercambiar con la red europea está muy limitada. Una mejor interconexión claramente abarataría los precios.

Además, hay que tener en cuenta distintos compromisos adquiridos por los gobiernos con anterioridad. Por ejemplo, en España,  parte de la energía solar hay que pagarla a ¡360 €/MWh! . Esta energía hay que tenerla en cuenta aunque el pago no entra en la subasta. Se contabiliza como prima a las renovables. Además, hay que contemplar un exceso de potencia disponible por si por alguna circunstancia (p. ej.: avería) alguna de las centrales no opera.

Todo lo anterior y muchos más requisitos (como que el precio máximo aceptado 180 €/MWh) son incluidos en la subasta que debe casar las ofertas con la demanda. El cálculo lo realiza una algoritmo, de nombre  EUPHEMIA que es revisado cada dos o tres años y es aplicado en toda la Unión Europea (Figura 4).

Este algoritmo, como se ha indicado, utiliza el método marginalista. Probablemente no sea el óptimo para el consumidor pero varios estudios demuestran que es eficiente y lo que es el coste de la energía (no la factura) no varia demasiado de unos países a otros. Hay países europeos en los que la electricidad es más barata, como Francia, que produce el 80% de su energía en centrales nucleares, o Suecia, que dispone de gran capacidad hidráulica y nuclear. En cambio, en Alemania la energía es más cara porque, tras el cierre de gran parte de sus centrales nucleares, ha tenido que recurrir al carbón y los derechos de emisión de CO₂ se han encarecido enormemente (en algunos periodos su energía es más barata que la española, pues se ve favorecida por la gran interconexión que tiene con los países nórdicos y Francia).

¿Cómo va a evolucionar el mercado?

En este mes de agosto de 2021 estamos en un momento especial: valores extremos de temperatura con poca energía eólica y una recuperación económica que eleva el precio de la electricidad. El precio de la electricidad ha experimentado una continua tendencia al alza en los últimos meses ¿Hasta cuándo seguirá esta tendencia? Quizás valores tan altos como los de agosto sean excepcionales (como ocurrió con Filoména en enero de 2021), la tendencia a varios meses no creo que nadie lo sepa pues “es difícil hacer predicciones, especialmente del futuro”(según una conocida frase, quizás de N, Bohr), pero si hacemos caso a los mercados de futuros sobre el precio de la energía este seguirá elevado hasta principio de 2022 cuando empezaran a bajar (eso dicen en algunos sitios, yo no lo sé). La mayoría de los pequeños consumidores (que tienen precio fijo) no tienen que preocuparse pues probablemente su compañía comercializadora le tiene garantizado el precio para todo el año. De mantenerse los precios tan altos como los que se han dado en la primera quincena de agosto, algunas comercializadoras pueden perder dinero al haber comprometido precios más altos  de los que van a cobrar.  Sin embargo, esta situación es muy improbable y, a la larga, hasta ahora ha sido beneficioso para los consumidores acogerse al PVPC. En cualquier caso aunque tarde meses todos los consumidores verán repercutidos los precios.

Hay quienes sostienen que los criterios utilizados por EUPHEMIA deben modificarse, pues en la actualidad hay un actor muy relevante que no lo era hace pocos años: Algunas energías renovables (especialmente la eólica y la solar) que no son gestionables por la alta variabilidad que presentan.  La discusión está abierta pero creo que debe dilucidarse en el campo de las matemáticas, me temo que no será así.

A la larga el precio de la energía vendrá dado por las formas que usemos para producirlas, que debe ser ambientalmente sostenible. Cualquier forma de producción de energía tiene un alto coste ambiental. El impacto que  originan en las instalaciones eólicas no es despreciable, incluso el proceso de fabricación de las células solares o de las baterías para coches eléctricos no es inocuo. También hay que tomar en cuenta que una energía excesivamente barata acaba generando derroche Por ejemplo, el bajo consumo de las luces leds está llevando a una alta contaminación lumínica de la que somos especialmente conscientes los aficionados a la astronomía. El hecho de que las energía eléctrica se penalice el uso de CO2 (con el pago de derechos de emisión) a la larga será beneficioso. Penalizar a las nucleares y las antiguas hidráulicas, como se pretende, por ahorrarse el pago de derechos de emisión de CO2 parece un contrasentido. No debemos de olvidar que el pago por derechos de emisión de CO2 es una forma de un impuesto.

Se afirma que en un futuro próximo toda la energía será 100% renovable y se almacenará como hidrógeno verde. Una idea que ya estuvo de moda hace más de 40 año. El futuro no está escrito y probablemente las formas más eficientes y sostenibles de producir electricidad para dentro de 30 o 40  años todavía no estén inventadas. Sin embargo, hay decisiones que tomadas en el presente se acaben pagando en el futuro. En el caso español tenemos claros ejemplos como las licencias que se dieron a algunas plantas solares con el compromiso de pagar lo que produjesen a 360€/MWh durante más de 30 años. La idea era fomentar la industria solar nacional pero en este momento España, como la mayoría del mundo, compra las células solares de China y Japón. Aunque algunas empresas incluso con esta limitación están consiguiendo ser innovadores.

 

Nota: Una versión anterior de este artículo (sustancialmente diferente) fue publicada por el mismo autor en TheConversartion (https://theconversation.com/es-el-metodo-de-calculo-el-responsable-del-aumento-del-precio-de-la-electricidad-165278 )

Este artículo nos lo envía Guillermo Sánchez León, que enseña en la Universidad de Salamanca y es autor de más de 100 artículos y ponencias,  algunos de divulgación científica que podéis encontrar en su web. Guillermo ha escrito además varios artículos en Naukas que podéis disfrutar en el siguiente enlace.