Подходы к исследованию инвестиционного поведения субъектов электроэнергетического рынка на базе агентских моделей

Страница создана Василий Козин
 
ПРОДОЛЖИТЬ ЧТЕНИЕ
Подходы к исследованию инвестиционного
поведения субъектов электроэнергетического
рынка на базе агентских моделей

А.А.Макаров, Ф.В.Веселов

Институт энергетических исследований
Российская Академия Наук

VII Международная конференция «Управление развитием
крупномасштабных систем» (MLSD’2013)
                 Москва, октябрь 2013 г.

                          LOGO
LOGO
Система конкурентных рынков в электроэнергетике России

    Спотовый рынок
электроэнергии «на сутки

                             ?
        вперед»
                                                           Эффективность
                                                           использования
 Балансирующий рынок                                         (загрузки)
    электроэнергии                                         существующих
                                                            мощностей и
                                                              топлива

Рынок мощности (годовой                                               Формирование
 и долгосрочный отбор                           Системная
                                                                      адекватных (по
      мощностей)                                                     цене и времени)
                                                надежность,
                                                                     инвестиционных
                                                надежность и
                                                                       сигналов для
                                                качество
                                                                      наращивания и
                                                энергоснабжения
                                                                      модернизации
 Рынок системных услуг                                                  мощностей

                           Energy Research Institute RAS
Актуальные проблемы управления развитием                             LOGO
 генерирующих мощностей в условиях конкуренции

 децентрализованные механизмы принятия и реализации инвестиционных
  решений при несовпадении критериев их общественной и коммерческой
  эффективности
 несвоевременность и неадекватность ценовых сигналов со спотовых
  рынков электроэнергии для принятия инвестиционных решений
 ослабление механизмов прямого влияния регулятора (государства) на
  инвестиционные решения через тарифные, имущественные и
  административные механизмы
 растущая активность потребителей по развитию собственных систем
  энергоснабжения формирует новые технологические и экономические
  вызовы для развития ЕЭС России и системы коммерческих отношений

 основной объем инвестиционных решений реализуется по сути через
  механизм тарифного регулирования (с гарантированным возвратом
  капитала) без учета реальной востребованности и эффективности
  вводимых мощностей (состав проектов сформирован административно)
 конкурентные механизмы долгосрочного отбора и оценки стоимости
  мощностей не работают, требуют анализа различные варианты решения
  проблемы (централизованный рынок, рынок новой мощности,
  двусторонние договора и проч.)

                         Energy Research Institute RAS
Моделирование рынка в целом или совокупности его                        LOGO
агентов?

         Технологическая
                                                        Имитация
            структура и
                                                        инвестиционного
            «топливная
                                                        поведения и
         корзина» отрасли
                                                        рыночного
                                                        взаимодействия
                                                        энергокомпаний (и
                                                        потребителей) на
                   Окупаемость                          основе агентского
   Структура
                 инвестиционных                         подхода в
   рынка и
                 проектов и рост                        моделировании и
   правила
                  капитализации
   цено-                                                выработка правил
                  энергетических
   образования                                          работы рынков
                     компаний

                        Energy Research Institute RAS
LOGO
Агентно-ориентированный подход. Задачи и методология

Методология исследований
Разработка и использование агентно-ориентированных моделей
(АОМ),   описывающих    поведение   систем   энергетики   как
совокупности   взаимодействующих   и    способных   обучаться
производителей и покупателей электроэнергии, операторов
энергосистемы и регуляторов рынка, функционирующих на
развивающейся сети электропередач.
        Классы агентов                 Мотивации агентов на рынке

Поставщики (ОГК, ТГК, АЭС и         Рост капитализации через
ГЭС)                                эффективные инвестиции

Инфраструктура ЕЭС (ФСК)            Рост капитализации через
                                    эффективные инвестиции
Потребители                         Снижение энергетических затрат за
                                    счет влияния на цену, объемы, а
                                    также развития собственных
                                    источников
Обеспечивающие отрасли              Рост выручки от продажи своей
(газовая, угольная, энергома-       продукции
шиностроение, строительство)

                      Energy Research Institute RAS
Схема взаимодействия рыночных агентов в целевой      LOGO
модели долгосрочного рынка мощности

 Централизованный отбор мощностей с учетом
  инвестиционного лага (4-5 лет)
 Централизованно формируемый прогноз спроса,
  отсутствует эластичность потребителей за счет
  собственных систем энергоснабжения
 Основные рыночные агенты – генерирующие
  компании, конкурирующие между собой за право
  участия в балансе действующими и новыми
  мощностями

                     Energy Research Institute RAS
LOGO
Основные типы инвестиционных стратегий

 консервативная (практически безрисковая) -
  ориентируется на фиксацию гарантированного объема
  прибыли; консервативность в маркетинге предполагает
  сохранение доли на существующих рынках,
  консервативность в инвестиционных решениях
  предполагает приоритет использования проверенных
  технологий, например, продление ресурса вместо
  полной замены оборудования;
 взвешенная (малорисковая) - совокупность
  производственных и инвестиционных решений,
  обеспечивающих более высокий уровень прибыли, при
  непревышении заданного уровня рисков потери
  финансовой устойчивости или кредитоспособности;
 агрессивная (высокорисковая) - максимизация прибыли
  за счет новых рынков, технологий, расширенного
  привлечения внешнего капитала и т.д.

                    Energy Research Institute RAS
Инвестиционное поведение генерирующих компаний –                                                                                    LOGO
     неоднородность финансовых условий для развития

                   15.0

                                               ТГК-9
                   12.0

                                  Кузбассэнерго
                                                   ТГК-2
Долг/EBITDA, ед.

                    9.0

                                                   ТГК-5

                                              ТГК-6
                    6.0

                                       ОГК-2                    ТГК-1 Фортум
                    3.0                               ТГК-14                  ТГК-11
                              Волжская ТГК                     Энел ОГК-5
                                                                                       Русгидро                               Росэнергоатом
                                                                            Квадра
                                           ОГК-3   ОГК-1                               Э.ОН Россия
                    0.0
                          0          500           1 000         1 500        2 000     2 500       3 000     3 500   4 000     4 500         5 000
                                                                              EBITDA/мощность, тыс.руб./МВт

             Источник: БД ИНЭИ РАН по финансовым показателям отрасли

                                                                    Energy Research Institute RAS
Инвестиционное поведение генерирующих компаний –                                                                                   LOGO
неоднородность финансовых условий для развития

                  Рентабельность производства, %
                                                                                                    Долг/EBITDA, ед.
80%                                                Компании с гос.участием
                                                                             4,0
                                                                                                                         Компании с гос.участием
                                                   Компании российских
60%                                                инвесторов                3,0                                         Компании российских
                                                   Компании иностранных                                                  инвесторов
40%                                                инвесторов                2,0                                         Компании иностранных
                                                   Генерация в целом                                                     инвесторов
20%                                                                          1,0                                         Генерация в целом

0%                                                                           0,0
       2008    2009   2010    2011    2012                                         2008   2009   2010    2011    2012

                         Рентабельность производства, %
                                                                                                    Долг/EBITDA, ед.
150%
                                                                             4,0
120%                                                                                                                        Всего ОГК
                                                                             3,0                                            Всего ТГК
                                                      Всего ОГК                                                             Русгидро
 90%
                                                      Всего ТГК
                                                                             2,0                                            Росэнергоатом
                                                      Русгидро
 60%                                                                                                                        Генерация в целом
                                                      Росэнергоатом
                                                      Генерация в целом      1,0
 30%
                                                                             0,0
 0%
                                                                                   2008   2009   2010     2011    2012
        2008   2009    2010    2011    2012

Источник: БД ИНЭИ РАН по финансовым показателям отрасли

                                              Energy Research Institute RAS
Схема взаимодействия агентов-поставщиков в                                                 LOGO
  существующей системе рынков. Этап 1. Стадии 1-2

       Стадия 1. Инвестпрограммы               Стадия 2. Системная оценка инвестпрограмм и
          агентов-генераторов                        коммерческий отбор мощностей

   Производственно-финансовая модель агента-генератора

     Инвестиционная программа                     Формирование заявок на
     и финансовый план ее                         предложение мощности с
     реализации на основе                         учетом корректировки
     собственных стратегических                   инвестиционной программы
     приоритетов компании и                       по результатам рекомендаций
     неопределенности внешних                     «прогноза Генсхемы»
     условий

                   Вариант
История            производственных и       Общесистемная оценка                Окончательные
прогнозов и        инвестиционных                                               ценовые заявки
ретроспектива
                                            предложений агентов при
                   решений компании:                                            предложения
данных о           вводы/выводы             оптимизации балансов
                                                                                мощности:
балансовых,        мощностей: объемы,       мощности и энергии по               объем, срок, цена
макроэкономиче     сроки, технико-          критерию общественной
ских и ценовых     экономические            эффективности и
параметрах         показатели               определение развития сети
                                            (Прогноз Генсхемы)

   Модель оптимизации производственно-технологической структуры

                                   Energy Research Institute RAS
Схема взаимодействия агентов-поставщиков в                                        LOGO
существующей системе рынков. Этап 1. Стадии 2-3
     Стадия 2. Системная оценка              Стадия 3. Фактическая         Этап 2
инвестпрограмм и коммерческий отбор      реализация принятых решений
             мощностей
Производственно-финансовая модель агента-генератора

                                         Состав                        Корректировка
                                         мощностей,                    инвестпрограм-
                                         заявляемый на                 мы и финплана с
           Результаты КОМа, состав       рынке электро-                учетом
           мощностей, включенных в       энергии с учетом              успешности
           баланс на 5 лет. Объемы       результатов КОМа              ранее принятых
           платы за действующие и                                      решений
           новые мощности

 Модель коммерческого отбора
 ценовых заявок по мощности (КОМ)        Оптимизация балансов             Загрузка
                                                                          мощностей на
    Ранжирование и отбор                 энергии и мощности на 2-3
                                                                          ближайшие 2-3
    ценовых заявок агентов-              года. Загрузка мощностей         года и объемы
    генераторов по                       агентов-генераторов при          реализации
    действующим и новым                  случившейся реализации           электроэнергии
    мощностям                            производственных и
                                         инвестиционных решений

Модель оптимизации производственно-технологической структуры

                              Energy Research Institute RAS
Схема межотраслевого взаимодействия рыночных      LOGO
агентов в модели рынка с эластичным спросом

 Заблаговременный прогноз достаточности
  мощностей с учетом инвестиционного лага (4-5
  лет)
 Прогноз спроса формируется в увязке с ростом
  объемов выпуска агентов-потребителей, а также
  эффективных решений по развитию собственных
  систем энергоснабжения – явным образом
  учитывается долгосрочная эластичность спроса
 Основные рыночные агенты – не только
  генерирующие компании, но и потребители, в том
  числе потребители, являющиеся поставщиками
  ресурсов для электроэнергетики

                  Energy Research Institute RAS
Общая схема рыночного и межотраслевого взаимодействия                                                              LOGO
   агентов-субъектов рынка электроэнергии. Этап 1. Стадия 1
 Предыстория генераторов и
 потребителей – балансы энергии и
 мощности, макроэкономические и                                                  Функция распределения мощностей
 ценовые параметры
                                                    Развитие мощностей по выбранному варианту
                                                                                                     Случайная
              Агенты-генераторы создают
                                                                                                     реализация для
              формируют 3 варианта планов на 10
                                                                           Предложения по            выбранного
              лет для диапазона сценарных условий
                                                                           корректировке             варианта
                                                                           планов                    развития
                                    Варианты планов по мощностям
                                                                                                     мощностей
                                                                                                     агентов-
              Агент-ЕЭС обеспечивает:                                                                поставщиков
              - максимизацию обеспечиваемого
              спроса для каждого варианта развития        Сводная модель экономики
              - планы развития сети для каждого           обеспечивает:
              варианта                                    - удовлетворение ресурсных запросов               На стадию 2
              - формирование сводных векторов             электроэнергетики
              запроса отрасли к экономике (по 7           - Формирование системы цен на
              ресурсам)                                   топливо, э/э и ресурсы
              - оценку цены э/э в целом по стране                                                    Случайная
                                                                                                     реализация для
                                                                           Предложения по            выбранного
                                       Варианты планов по спросу                                     варианта
                                                                           корректировке
                                                                           планов                    развития
              Агенты-потребители формируют 3                                                         мощностей
              варианта планов на 5 лет для                                                           агентов-
              диапазона сценарных условий                                                            потребителей
                                                    Развитие мощностей по выбранному варианту
Предлагаемые планы развития
экономики МЭР (3 варианта                                                         Функция распределения мощностей
сценарных условий для разработки
стратегий агентов)

                                            Energy Research Institute RAS
Общая схема рыночного и межотраслевого взаимодействия                                                                   LOGO
агентов-субъектов рынка электроэнергии. Этап 1. Стадия 2
                                                                                   Оценка финансовых результатов
                               Набор интегральных векторов агентов-
                                                                                   допустимых балансовых решений
                                 поставщиков для межотраслевой
                                                                                 каждого агента-поставщика (и агента-
                                   модели, исходя из множества
                                                                                  ЕЭС) при каждом сценарии входных
                                 допустимых балансовых решений
Случайная                                                                                    параметров
реализация для
                      Допустимые
выбранного
                      балансовые
варианта
                      решения по
развития                                        Сводная модель экономики
                      генерирующим
мощностей
                      мощностям и сети          определяет совместные области
агентов-                                                                                          Оценка финансовой
                                                для стоимостных балансов
поставщиков                                                                                     успешности выбранных
                                                отраслей нВ срезе 3-5 лет , с
                                                определением системы цен,                   стратегий поведения всех типов
                 Агент-ЕЭС
                                                налоговых платежей и                           агентов и необходимости
                 определяет допустимые
                                                финансовых балансов на уровне                    изменения стратегии
                 области баланса спроса и
                                                страны                                           поведения/мотивации
                 предложения мощностей
                 Оценка конечного состояния
                 балансов мощности и энергии
Случайная        энергосистемы на горизонте
реализация для   3-5 лет                                    Сценарии входных параметров
выбранного                                                  для агентов, отражающие всю
варианта                                                    область совместных решений                На следующий
                        Допустимые
развития
мощностей
                        балансовые                                                                    временной этап
                        решения по спросу
агентов-                и мощностям
потребителей            потребителей

                              Набор интегральных векторов агентов-                 Оценка финансовых результатов
                                потребителей для межотраслевой                     допустимых балансовых решений
                                  модели, исходя из множества                   каждого агента-потребителя при каждом
                                допустимых балансовых решений                       сценарии входных параметров

                                            Energy Research Institute RAS
LOGO
Выводы

 Рыночные правила и механизмы должны обеспечить
  эффективный для экономики и привлекательный для
  инвесторов инвестиционный процесс при приемлемых для
  потребителей ценах
 В условиях конкуренции это означает поиск системы
  целеполагания и экономических сигналов для формирования
  инвестиционного поведения поставщиков и потребителей с
  учетом их активной роли в рынке
 Централизованные методы системной оптимизации решают
  задачу для «идеальной» ситуации, на основе единого
  критерия оптимальности «для рынка в целом», в лучшем
  случае – с итеративной увязкой по ограниченным
  возможностям/ресурсам отдельных субъектов рынка
 Агентно-ориентированный подход позволяет проимитировать
  многообразие поведенческих стратегий субъектов рынка
  (поставщиков и потребителей), учесть гибкость
  стратегического поведения с учетом изменения мотивации и
  накапливающегося опыта реализации ранее принятых
  решений.

                    Energy Research Institute RAS
LOGO

Институт энергетических исследований РАН
www.eriras.ru
info@eriras.ru

Макаров Алексей, академик РАН
makarov_ire@zmail.ru

Веселов Федор, к.э.н., зав. отделом ИНЭИ РАН
info@eriras.ru, erifedor@mail.ru
Вы также можете почитать