Incentives for supply adequacy in electricity markets: an application to the Mexican power sector

Abstract

This paper studies resource adequacy, i.e. the market design dilemma of ensuring enough generation capacity in the long run. International experiences have shown that it is difficult that the market alone provides incentives to attract enough investment in capacity reserves. We analyze various measures to cope with this problem, including moth-ball reserves, capacity payments, ICAP and call options. We then construct a model to analyze the structure of incentives for the expansion of electricity supply in the spot market, and capacity in the long run electricity reserve market. Through a game-theory model, we analyze price convergence in three markets: the peak spot market, the non-peak spot market, and the long-run capacity reserve market. We finally carry out a simulation for Mexican power generation. The combination of CFE’S virtual market, together with capacity payments, has eventually resulted in capacity generation expansion similar to what would be attained in an open electricity market, such as the one modelled in our study. But this does not necessarily imply that the Mexican electricity industry will not need in the future –if the generation market is fully open to private investment– some of the discussed capacity incentive mechanisms.

Este artículo estudia el tema de resource adequacy, esto es, el dilema de diseño de mercado para asegurar capacidad de generación suficiente en el largo plazo. Las experiencias internacionales han demostrado que es difícil que el mercado, por sí mismo, provea incentivos suficientes para atraer inversión en reservas de capacidad. Analizamos varias medidas para lidiar con este problema, incluyendo reservas moth-ball, pagos por capacidad, ICAP y call options. Elaboramos después un modelo para analizar la estructura de incentivos para la expansión de la oferta de electricidad en el mercado spot, así como de la oferta de capacidad en el mercado de reservas de electricidad de largo plazo. Mediante un modelo de teoría de juegos, analizamos la convergencia de precios en tres mercados: el mercado spot “pico”, el mercado spot no pico, y el mercado de reservas de capacidad de largo plazo. Finalmente, efectuamos una simulación para la generación de electricidad en México. La combinación del mercado virtual de CFE junto con los pagos de capacidad, eventualmente ha resultado en una expansión de la capacidad de generación similar a la que se hubiera obtenido en un mercado de electricidad abierto, tal como el que modelamos en nuestro estudio. Pero esto no necesariamente implica que la industria eléctrica mexicana no necesitará en el futuro –si el mercado de generación se abre totalmente a la inversión privada– de algunos de los mecanismos de incentivos a la capacidad que se discuten en este estudio.