COMPORTAMIENTO DEL PRECIO Y VOLATILIDAD EN EL POOL ELÉCTRICO ESPAÑOL * Ángel León y Antonio Rubia ** WP-EC

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1 COMPORTAMIENTO DEL PRECIO Y VOLATILIDAD EN EL POOL ELÉCTRICO ESPAÑOL * Ángel León y Anonio Rubia ** WP-EC Correspondencia a A. León: Universidad de Alicane. Depo. de Economía Financiera. Carreerra San Vicene, s/n San Vicene del Raspeig (Alicane). Tel.: / aleon@ua.es. Edior: Insiuo Valenciano de Invesigaciones Económicas, S.A. Primera Edición Marzo 200 Depósio Legal: V Los documenos de rabajo del IVIE ofrecen un avance de los resulados de las invesigaciones económicas en curso, con objeo de generar un proceso de discusión previo a su remisión a las revisas cieníficas. * Los auores desean agradecer a Alfonso Novales y a Julián López Milla sus valiosas observaciones y provechosos comenario. Los auores agradecen ambién al apoyo del Ivie. El conenido de ese arículo es responsabilidad exclusiva de los auores. Los conrases de raíces uniarias esacionales uilizados en el arículo, programados como funciones de MATLAB 5.3., esán disponibles bajo peición a los auores. ** Universidad de Alicane.

2 COMPORTAMIENTO DEL PRECIO Y VOLATILIDAD EN EL POOL ELÉCTRICO ESPAÑOL Ángel León y Anonio Rubia RESUMEN La finalidad del presene rabajo consise en describir, analizar y modelizar la dinámica seguida por la serie de precios diarios y la de su volailidad en el Mercado Diario de elecricidad en España. El arículo describe las principales caracerísicas del secor ras el proceso de liberalización, haciendo hincapié en diversos facores que condicionan la evolución observada del precio, como la esacionalidad de la demanda, la fuere concenración horizonal del secor o el cobro de los coses de ransición a la compeencia. La serie analizada oma como referencia el precio medio diario que equilibra ofera y demanda en el mercado diario spo de elecricidad desde enero de 998, comienzo del mercado, hasa finales de La evidencia obenida permie concluir la exisencia de un parón esacional semanal esocásico no esacionario en la serie, que se raduce en la inesabilidad del precio, y en la presencia de volailidad condicional asimérica. La inesabilidad en el precio podría esar originada por el coninuo proceso de cambio normaivo y el insuficiene funcionamieno compeiivo del reciene mercado durane el periodo analizado. Palabras clave: Secor elécrico, conrase HEGY, CTCs, raíces uniarias esacionales, GARCH Clasificación JEL: C2, C22, G0, L94, Q40. ABSTRACT The aim of his paper consiss of describing, analysing and modelling he dynamic of daily price series and is volailiy in he Spanish Wholesale Elecriciy Marke. The aricle describes he main characerisics of he secor afer he deregulaion process and he facors ha esablish he behaviour of he observed prices, like seasonaliy in elecriciy demand, horizonal concenraion in power supply and he so-called compeiion ransiion coss. The series analysed is based on he average sysem price ha balances supply and demand in he Elecriciy Daily Marke over he period January 998 o Ocober We have obained evidence of asymmeric condiional volailiy as well as a weekly seasonal non-saionary sochasic paern in price. The laer implies insabiliy and, herefore, he absence of mean reversion in price, which could be due o he coninuous changes in elecriciy marke rules and he poor compeiive performance of he elecriciy pool in he sample period. Keywords: Elecric secor, HEGY es, CTCs, seasonal uni roos, GARCH JEL Classificaion: C2, C22, G0, L94, Q40.

3 . Inroducción El fenómeno de liberalización del secor elécrico viene produciéndose desde comienzos de la década pasada en numerosos países. Enre sus numerosas consecuencias puede desacarse que la elecricidad ha pasado a ser inercambiada como un commodiy más en un mercado propio regido por principios compeiivos. Sin embargo, enre odos los commodiies, la elecricidad es la más problemáica debido a su nauraleza no almacenable. La incapacidad de recurrir a socks para hacer frene a las flucuaciones imprevisas de la demanda, descara el inercambio de elecricidad enre disinos momenos del iempo y es responsable en úlima insancia del comporamieno complejo y voláil que muesra su precio. La liberalización efeciva del secor elécrico en España comenzó el de enero de 998 mediane la enrada en vigor de la Ley del Secor Elécrico 54/99, de 2 de diciembre. Esa ley consiuye una profunda reforma, con grandes repercusiones sobre la organización de la indusria y sobre odos los agenes que inervienen en el secor. En el ámbio de la Comunidad Europea, se ha impulsado ese ipo de iniciaivas mediane un marco legal común (Direciva 96/92/CE), cuyo principal efeco ha sido el inicio del proceso de aperura de mercados en la mayoría de los países miembros desde 999, conformando el proyeco de un Mercado Inerior Europeo de Elecricidad. Las consecuencias más imporanes que la Ley del Secor Elécrico ha enido en España son la progresiva desinegración verical del secor, la inroducción de la compeencia en las acividades de generación y comercialización, la aparición de un mercado de elecricidad regido por principios de compeencia como referencia fundamenal para esablecer el precio de elecricidad (pool elécrico) y, por úlimo, la progresiva liberalización del consumo, permiiendo a los consumidores finales ener liberad de elección para el abasecimieno de sus necesidades de energía elécrica. Bajo el nuevo conexo normaivo, los agenes pueden gesionar el riesgo de la volailidad del precio mediane conraos financieros derivados que ienen como subyacene el precio de la elecricidad, al igual que en los mercados financieros y de commodiies, y que no represenan obligación de consumo o enrega física de elecricidad. Ese ipo de conraos se ha implemenado de forma alamene organizada y con gran éxio en oros mercados de elecricidad, como por ejemplo, el mercado Nord Pool de los países escandinavos, donde se negocian fuuros (Elermin) y opciones (Elopion). En España, sólo exise de momeno un mercado OTC donde se negocian conraos derivados swaps, pero exisen varias propuesas para consolidar un mercado organizado de fuuros sobre la elecricidad. Dado que el proceso de liberalización es un fenómeno novedoso, exise muy poca lieraura previa que aborde el análisis de la dinámica de la serie de precios de la elecricidad o 2

4 que analice empíricamene el comporamieno de la volailidad, aunque exise un gran inerés ano desde el mundo académico como desde el propio mercado por las nuevas posibilidades que ofrece esa cuesión. El objeivo de ese rabajo consise en modelizar el comporamieno esocásico en iempo discreo del precio diario spo y analizar su volailidad. Esa serie se ha generado en el Mercado Diario de elecricidad español durane el periodo comprendido enre el de enero de 998, fecha de comienzo del pool, hasa el 3 de ocubre de La mayor pare de la lieraura previa concerniene a ese ema se ha cenrado en la modelización en iempo coninuo del proceso esocásico del precio spo, con la finalidad de definir modelos que permian realizar valoraciones de los acivos derivados de la elecricidad. Esos modelos reconocen algunas de las propiedades que muesra el comporamieno del precio, como la esacionalidad, la presencia de salos ocasionales en el nivel del precio (spikes) o el comporamieno de reversión a la media. Lucia y Schwarz (2000) asumen que el comporamieno esocásico del precio se define mediane el modelo Ornsein-Uhlenbeck, reconociendo explíciamene la presencia de esacionalidad en la media a la que reviere el proceso mediane variables deerminisas. Deng (2000) iene en cuena odas las caracerísicas mencionadas aneriormene, a excepción de la esacionalidad, represenando el precio mediane procesos de difusión con salo y reversión a la media con volailidad esocásica; con la finalidad de valorar diversos ipos de conraos derivados (fuuros, opciones call, opciones call-spread, ec.) mediane expresiones más complejas que en el caso anerior. El principal inconveniene de esos planeamienos es su relaiva fala de flexibilidad y el alcance poco realisa de las repercusiones que ienen sobre la serie observada los supuesos eóricos realizados desde el iempo coninuo. Así, por ejemplo, en el rabajo de Lucia y Schwarz (2000) no se reconoce el hecho de que la serie de precios pueda ener volailidad heerocedásica, lo que es compleamene irrealisa, y además el supueso implício de esacionalidad deerminisa es demasiado resricivo, pues la esacionalidad en ese ipo de mercados es más complicada y coniene érminos esocásicos. Los modelos uilizados en Deng (2000) aunque aproximan razonablemene bien cieros aspecos del comporamieno del precio, no modelizan la esacionalidad, generándose sesgos. Dada la complejidad de la serie de elecricidad, es un reo de considerable dificulad deerminar un modelo de comporamieno esocásico en iempo coninuo que cape adecuadamene la dinámica de la variable subyacene y permia realizar valoraciones insesgadas de los acivos derivados. El análisis de la serie de precios y de su volailidad realizado desde la perspeciva del iempo discreo, presena la venaja comparaiva de ofrecer un análisis mucho más flexible y realisa, pues no esá basado en supuesos iniciales. Eso permie modelizar direcamene el comporamieno observado del precio y reconocer explíciamene las principales caracerísicas y facores que han deerminado su dinámica y su volailidad a lo largo del 3

5 periodo de iempo considerado. Además, el ipo de modelización en iempo discreo analizado en ese rabajo puede ser úil en la selección del modelo esocásico en iempo coninuo cuya discreización sea la observada, aplicando la meodología ARMA en iempo coninuo (CARMA) descria, enre oros, en Brockwell (995), Chambers (999) y Brockwell y Brockwell (999). En la siguiene sección se describe las principales caracerísicas del secor elécrico en España ras la Ley 54/9, como su organización, composición o el funcionamieno del mercado elécrico, con la finalidad de faciliar la comprensión del conexo y la problemáica que subyace en la formación del precio. En la ercera sección se describen los daos uilizados en el análisis y la evolución de la serie de precios a lo largo del periodo considerado, desacando las principales caracerísicas de la elecricidad y los facores que han condicionado el precio. En la sección cuara y quina se analizan respecivamene la esacionariedad de la serie mediane conrases de raíces uniarias y mediane conrases de raíces uniarias esacionales, dada la fuere persisencia esacional que muesra la serie. En el quino aparado se presena además la exensión del conrase de raíces uniarias esacionales de Hylleberg e al (990) para el caso de esacionalidad semanal, necesario para aplicar la meodología de ese análisis sobre la serie de precios de elecricidad. En el aparado seis, pariendo de la evidencia obenida en los aparados aneriores, se ajusa un modelo de serie emporal mediane la meodología ARIMA, aproximando simuláneamene el comporamieno de la volailidad mediane los modelos de la familia GARCH. Finalmene, las principales conclusiones de ese rabajo se resumen en la sección sépima. 2. Principales caracerísicas del secor elécrico ras la liberalización En ese aparado se describe de forma concisa las principales caracerísicas del secor elécrico ras el proceso de liberalización, necesarias para comprender adecuadamene la evolución del precio en el mercado elécrico. Una descripción más deallada del proceso de desregulación en España y de oros emas relacionados esá más allá del alcance de ese rabajo, pudiéndose enconrar una excelene revisión en López Milla (999) o Millán (999). 4

6 La Ley 54/9 separó las acividades del ciclo producivo en generación, ranspore, disribución y comercialización, previendo la incompaibilidad en el ejercicio de una acividad regulada (ranspore y disribución) con cualquier ora acividad. De esa forma, se ha conseguido una relaiva desinegración verical, pues no se permie que una misma sociedad pueda ejercer simuláneamene las acividades de generación y disribución a parir de finales de 2000, como se había venido realizando hasa el momeno, pero sí se permie que empresas diferenes que perenecen al mismo grupo empresarial puedan desempeñar por separado dichas acividades. La producción de energía elécrica se deermina mediane las aporaciones que hacen al sisema las empresas generadoras, los agenes exernos que realizan imporaciones al sisema y los auogeneradores, que son personas (físicas o jurídicas) que venden sus excedenes de energía bajo un régimen jurídico especial. La responsabilidad de la gesión écnica de la red es desempeñada por el Operador del Sisema (Red Elécrica Española, REE) en un conexo de monopolio regulado, siendo al mismo iempo el propieario de la mayor pare del sisema de redes elécricas. Los consumidores se dividen enre consumidores a arifa, que realizan sus compras pagando una arifa fija esablecida legalmene, y los consumidores cualificados, que pueden elegir la forma en la que se realiza su suminisro y negociar su precio. La consideración de consumidor cualificado se esablece en función de un umbral mínimo de suminisro que ha ido variando desde el comienzo del mercado, pasando progresivamene de los 5GWh/año (5 giga-waios por hora al año), durane 998, a un suminisro a ensión mayor de KV (mil volios) para el período que comenzó a parir de julio de Recienemene, se aprobó un paquee de medidas de liberalización (Real Decreo- Ley 6/2000 de 23 de junio) que esablecía la condición de cualificado para odos los consumidores a parir de enero de 2003, adelanando el calendario previso por la Ley 54/9. El mercado de elecricidad se compone de un segmeno minorisa (donde se celebran libremene conraos bilaerales enre consumidores cualificados y empresas comercializadoras) y de un segmeno mayorisa, compueso a su vez de un mercado organizado spo, denominado Mercado Diario, y de un mercado de ajuses denominado Mercado Inradiario. La finalidad de ese úlimo es proporcionar un mecanismo adicional para que los agenes puedan esablecer ajuses en sus programas de producción y consumo enre el momeno de cierre del Mercado Diario y el momeno de enrega. El mercado cuena ambién con una sección encargada de los procesos de operación écnica, el Mercado de Servicios La acividad de generación consise en la producción de elecricidad. Transpore es la acividad de canalización de la energía producida a ravés de redes de ala ensión. La disribución es la acividad de ranspore a ravés de redes de mediana y baja poencia y, emporalmene, el suminisro a los consumidores sujeos a arifa. Finalmene, la comercialización es una nueva acividad esablecida mediane la Ley 54/9 que consise en el suminisro a los consumidores cualificados y a oros comercializadores, pero no a los consumidores sujeos a arifa. 5

7 Complemenarios, cuya función es gesionar los servicios que ienen como finalidad garanizar la seguridad y fiabilidad en la enrega de elecricidad. En el mercado mayorisa pueden paricipar como oferenes de energía elécrica los agenes que configuran la producción, ya comenados aneriormene, mienras que la demanda viene dada por las empresas disribuidoras, las comercializadoras, los consumidores cualificados y los agenes exernos que realicen exporaciones del sisema. Cada día, con anerioridad a las 0:00h, los agenes paricipanes envían al Mercado Diario sus oferas de compra y vena de energía elécrica, especificando precios y canidades 2 para cada una de las 24 horas del día siguiene 3. Considerando agregadamene las canidades oferadas y demandadas, se esablece el precio de equilibrio o cose marginal de producción para cada hora, y el programa de las cenrales generadoras acepadas por orden meriorio para abasecer la demanda. El precio fijado en el Mercado Diario, denominado precio diario, consiuye la reribución básica de los producores y se modifica poseriormene para reflejar oro ipo de coses 4, siendo el precio final resulane (precio de producción) la reribución oal de los generadores en el mercado. Las ransacciones realizadas en el mercado elécrico suponen un compromiso en firme de compra o vena de energía, asumiendo el Operador de Mercado (Compañía Operadora del Mercado, S.A.) la responsabilidad de la gesión económica de los conraos bilaerales de enrega física y de las operaciones realizadas en el Mercados Diario. El proceso de liberalización y de eficiencia de precios es un proceso leno e imperfeco cuyo éxio y alcance depende en buena medida de las condiciones en las que ése se lleva a cabo. En el caso español, no puede hablarse odavía de un mecanismo de formación de precios en compeencia perfeca. La esrucura de generación esá formada por cuaro grandes grupos empresariales (Endesa, Iberdrola, Unión Fenosa e Hidroelécrica del Canábrico) con una concenración horizonal mayor que en oros países en los que se ha producido el fenómeno de liberalización. Durane 998 Endesa uvo una cuoa de mercado próxima al 49%, Iberdrola al 32% y enre las oras dos empresas coparon un 8% (CNSE, 2000), porcenajes que no han variado significaivamene desde esa fecha hasa el momeno. La composición del parque de generación de esos grupos empresariales esá muy diversificada, conando con cenrales de generación hidráulica, érmica convencional y generación nuclear. 2 Ese ipo de oferas son las más básicas y se denomina oferas simples. Las oferas pueden incluir condiciones más complejas, como la indivisibilidad, denominándose enonces oferas complejas. Las oferas de vena deben ser necesariamene simples. 3 Alernaivamene, los producores, agenes exernos y los consumidores cualificados pueden opar por realizar conraos bilaerales de enrega física al margen del mercado, aunque la gesión écnica de esas enregas se hace denro del Mercado Diario 4 Los ajuses realizados en el Mercado Inradiario, la gesión de resricciones écnicas, servicios complemenarios y, principalmene, la reribución ligada a la garanía de poencia. Ese úlimo concepo represena un pago a los generadores por la poencia insalada, aun cuando ésa no se uilice, y por la disponibilidad de las insalaciones como garanía de respuesa a la demanda. 6

8 Además, odos los grupos paricipan mediane empresas filiales en las acividades de disribución y comercialización, y manienen imporanes vínculos económicos denro y fuera del secor, de forma que esas empresas ienen poder real para ejercer influencia sobre la evolución de los precios en el Mercado Diario e incenivos para esablecer prácicas colusivas. Esa siuación no se ve mejorada por la ofera inernacional de los agenes exernos, muy limiada por la escasa capacidad de las inerconexiones con el sisema europeo a ravés de Francia y por la reducida paricipación de los oros países vecinos 5. Eso impide que puedan producirse grandes aporaciones inernacionales al sisema y que las compañías exranjeras puedan ganar cuoa de mercado a las empresas nacionales. Los inercambios neos (diferencia enre poencia imporada y exporada) muesran saldos posiivos que no llegan a suponer más de un 5% de la demanda brua oal del erriorio peninsular en érminos mensuales, de los que una buena pare corresponden al conrao que maniene REE y la francesa EDF y que no inervienen en el sisema de fijación de precio del mercado elécrico (REE, 2000). Oro fenómeno que ha condicionado la evolución de los precios y que debe resalarse son los denominados coses de ransición a la compeencia (CTCs). Ese polémico concepo recoge una serie de fondos que permien compensar a las empresas generadoras por las inversiones que realizaron cuando operaban en el régimen anerior a la Ley 54/9 y que el cambio normaivo podría converir en coses irrecuperables (sranded coss). El principal argumeno a favor de esas compensaciones es que las empresas no podrían amorizar dichas inversiones en un conexo donde sus nuevos compeidores, con mejor ecnología, pueden oferar precios más bajos. La legislación vigene durane 998 esablecía en un máximo de diez años (hasa el 3 de diciembre de 200) el período ransiorio en el que las empresas podrían percibir CTCs por un impore máximo de millones de peseas valorado a 3 de diciembre de 99. De esa canidad, millones se correspondían con una subvención al consumo de carbón auócono y financiación de sock, mienras que la canidad resane, millones 6, se recuperaría por las principales empresas elécricas en concepo de reribución fija mediane unos porcenajes de paricipación esablecidos normaivamene e independienes de facores como el funcionamieno del mercado o la producción de cada cenral. La cuanía de esos fondos y el sisema de liquidación cambió del 5 Marruecos es un imporador neo de elecricidad y Porugal iene un secor elécrico relaivamene pequeño que no le permie realizar grandes exporaciones. 6 Ese impore se desglosa a su vez en una asignación general, por impore de millones, que se repare según los porcenajes de paricipación, y una asignación específica por la canidad resane que se uiliza para financiar siuaciones especiales específicas, ales como dificulades financieras especiales o paradas écnicas de larga duración. La canidad no uilizada bajo ese concepo se disribuye de acuerdo con los porcenajes de paricipación. Los porcenajes de paricipación son los siguienes: Endesa: 5.2%, Iberdrola: 2.0%, Fenosa: 2.90%, Hidroelécrica del Canábrico: 5.0% y Elcogás: 3.0%.

9 denominado procedimieno de diferencias, aplicado durane 998, al sisema de cobro en el que la mayor pare de los CTCs se perciben mediane el recargo de un ano por cieno fijo (4.5%) en la arifa de los consumidores, aplicado hasa el momeno. Las implicaciones que ha enido ese concepo y las inceridumbres generadas acerca de su cobro oal en la evolución del precio en el pool elécrico son esudiadas con más dealle en el aparado siguiene. 3. Descripción y análisis de los daos La serie analizada se ha creado a parir de la media ariméica de las 24 series de precios horarios 8 que son negociadas para cada una de las horas del día siguiene en el Mercado Diario, expresadas en peseas por kilowaio-hora (Pas/kWh), durane el periodo de iempo comprendido enre el de enero de 998, fecha de inicio del mercado, y el 3 de ocubre de 2000, con un oal de 035 observaciones. La media ariméica de los precios horarios del pool es omada habiualmene como subyacene o referene en los conraos derivados sobre elecricidad. La serie resulane, que denominaremos P, represena el precio medio o cose marginal medio de producción generado en el Mercado Diario y no incluye oros coses adicionales que conforman el precio final pero que no obedecen al equilibrio enre ofera y demanda del mercado, como los coses derivados de la gesión de resricciones, servicios écnicos y pago por garanía de poencia. Revise inerés comenar la evolución de la serie de precios diarios P y sus posibles facores explicaivos a lo largo del periodo considerado. Además, es ineresane analizar los esadísicos descripivos y las implicaciones que se derivan sobre la serie. 3.. Evolución del precio medio diario La principal caracerísica que muesra el precio medio en el Mercado Diario español es un comporamieno heerogéneo durane cada uno de los res años que componen la muesra, como se observa en la Figura. La variabilidad de la serie de precios guarda relación con los facores que configuran la ofera y la demanda en cualquier mercado de elecricidad compeiivo, como por ejemplo, las variaciones de la emperaura a lo largo del año, la acividad económica o las condiciones meeorológicas que deerminan las reservas hidráulicas. Sin embargo, en el caso del mercado español ambién guarda una relación muy 8 Los daos han sido omados de la página web de la Compañía Operadora del Mercado Español de Elecricidad, S.A., hp:// 8

10 imporane con facores que ienen su origen en el reciene cambio de regulación, como el progresivo acceso de consumidores finales al mercado de elecricidad y las expecaivas de cobro por pare de las principales empresas elécricas de los coses de ransición a la compeencia, que condicionan el volumen de ingresos oales de la acividad de generación. 9 Figura : Serie P /98 06/98 0/99 06/99 0/00 06/00 Durane 998 pueden verse picos ocasionales en el precio que conducen a bajos niveles durane algunos de los meses de ese año. Ese comporamieno se ha asociado a episodios de guerras de precios (CNSE, 2000) enre las dos compañías elécricas más imporanes, en un ineno de hacerse con la cuoa de mercado ópima como pare de la esraegia necesaria para maximizar el ingreso oal procedene del mercado y del cobro de CTCs, dado el sisema de liquidación 9 esablecido durane 998. En ese senido, éngase en cuena que con un precio por debajo de las 3 Pas/kWh la mayor pare de las cenrales de generación érmicas convencionales no recuperan coses de producción. 9 La forma de liquidación de los CTCs se fijó para 998 como la diferencia enre el oal de ingresos recibido de los consumidores y usuarios de las redes y odos los coses de suminisro, de los que el precio de aprovisionamieno en el mercado mayorisa es la variable más relevane. De la canidad resulane, la reribución fija brua ascendió a millones de pas. Dado el méodo de reparo basado en porcenajes fijos, la esraegia ópima para cada empresa consisiría en aproximar su cuoa de mercado al porcenaje de paricipación sobre los CTCs (CNSE, 2000; Federico y Whimore, 999). 9

11 Asimismo, el impore oal a cobrar de los CTCs por cada empresa se minoraba en la canidad que excediese de aplicar un precio medio a sus venas de 6 Pas/kWh, acuando claramene esa canidad como un límie implício de precios, pues un precio mayor en el Mercado Diario no se raducía a parir de ese nivel en un mayor beneficio oal. Puede observarse que durane 998 y la mayor pare de 999, el precio negociado en el Mercado Diario fue lo suficienemene bajo como para que el precio medio final se aproximase a las 6 Pas/kWh. Si enemos en cuena que el pago por garanía de poencia, la ora magniud que juno con el precio del mercado diario deermina fundamenalmene el precio final, fue durane 998 de.3 Pas/kWh, no resula demasiado sorprendene que la media anual de P durane 998 fuese de 4.2 y el precio final medio de 5.8. La implicación inuiiva es que las principales empresas podrían haber fijado esraegias de cara a ajusar precios máximos (CNSE, 2000), de manera que ello les permiiese sacar la máxima venaja económica del sisema de compensaciones esablecido. El mercado no habría mosrado, por ano, un comporamieno compleamene compeiivo, sino el resulane de un oligopolio en un conexo de mercado inervenido. Ejemplos de la ineracción que podría darse en esa coyunura enre las dos empresas con mayor poder y la forma en que ello condicionaría el precio se han plasmado en Ocaña y Romero (998) y Federico y Whimore (999). La Comisión Nacional del Secor Elécrico (CNSE), el órgano responsable de velar por el correco funcionamieno del mercado, regisró incidenes anómalos durane 998 en los que las dos principales empresas podrían haber ejercido poder de mercado aprovechando su posición dominane en siuaciones de congesión del sisema (CNSE, 999a, 999b). El sisema de liquidación de los CTCs cambió a parir de enero de 999, de modo que la mayor pare se pasaba a percibir mediane un porcenaje fijo (4.5%) sobre la arifa que soporan los consumidores. El nuevo sisema formaba pare de un acuerdo enre el Gobierno español y las empresas elécricas que reducía la cuanía máxima de los fondos a percibir pero reconocía al mismo iempo el derecho formal de las empresas elécricas a cobrar CTCs valorados en casi.3 billones de peseas, pudiéndose ransmiirse a erceros mediane iulización la mayor pare de esa canidad 0. Enre las consecuencias de ese nuevo sisema, cabe señalar que no se volvieron a observar episodios de guerras de precios durane 999 y La evolución del precio durane 999 esá condicionada porque ese año fue muy seco, lo que provocó un descenso de la producción hidroelécrica con respeco al año anerior y un 0 La canidad pendiene de pago por CTCs a comienzos de 999 se dividía en res pares. La canidad máxima a cobrar en concepo de incenivos al consumo auócono de carbón no variaba con respeco al sisema anerior. De la canidad máxima resane, en concepo de reribución fija, un 20% ( millones de pas.) se liquidaría por el sisema de diferencias que se aplicó durane 998, con el límie implício de 6 Pas. Del 80% resane, las empresas elécricas renunciaban definiivamene a un 20%, que se daba por perdido, y la canidad resane ( millones) es la que se percibiría mediane el recargo en la arifa y podría ser iulizada. 0

12 aumeno de la producción érmica, con mayores coses, jusificando el ligero incremeno del precio medio durane ese año (REE, 2000). La Comisión Europea (CE) puso en ela de juicio durane 999 el sisema de compensaciones de los CTCs y su cuanía, calificándolas como ayudas de esado en España y en oros cinco países de la Unión Europea y supediando su concesión legal a la aprobación formal de la CE. Paradójicamene, eso no ha impedido que las empresas elécricas hayan venido cobrando CTCs mediane el sisema de arifa desde enero de 999, aunque sí ha impedido la iulización de los CTCs y ha sembrado de inceridumbre el cobro fuuro de las canidades pendienes de pago. La CE, a la fecha de elaboración de ese rabajo, odavía no se ha pronunciado definiivamene sobre la legalidad de los CTCs, pero exisen grandes dudas acerca de la coninuidad de ese sisema de compensaciones que han forzado a la revisión del sisema de cobros de CTCs y al resablecimieno del méodo de liquidación por diferencias. El precio en el Mercado Diario subió durane los res primeros meses de 2000 de manera especacular con respeco a los niveles en esos mismos meses durane los años aneriores, rompiendo odas las expecaivas y sin que ese incremeno pueda explicarse compleamene a ravés del aumeno de demanda o a ravés de un uso inensivo de las cenrales érmicas de producción, pues no se aprecian variaciones significaivas en la composición relaiva de la producción con respeco a los meses del año anerior (ver Tabla ). En cambio, ese fuere incremeno del precio podría enconrar una explicación plausible en el empeoramieno de las expecaivas de cobro fuuro de los CTCs por pare de las empresas elécricas y como medida de presión al Gobierno. La drásica disminución en el precio que se observa durane marzo de 2000, desde los elevados niveles que mosraba la serie hasa un nivel de casi 3 Pas/kWh, se produjo en el 6 de marzo de 2000, en la misma fecha que se dio a conocer el informe écnico de la CE elaborado por una consulora independiene que consideraba acepable, sin condiciones, el pago de los.3 billones de pas. en concepo de CTCs a las empresas elécricas españolas (Expansión, /03/00). La decisión final quedaba pendiene de ser omada por el Comisario Europeo de la Compeencia, y aunque debería esar basada en el informe, ése no enía carácer vinculane.

13 Tabla. Composición Relaiva de la Producción Peninsular Porcenajes relaivos (expresados en ano por cieno) de la producción de energía elécrica en érminos mensuales. Cada cifra se ha calculado dividiendo la producción generada en cada sisema (energía hidráulica, nuclear, ec) por el volumen oal producido por las empresas generadoras en cada mes. No se han enido en cuena, por ano, las aporaciones neas al sisema de los agenes exernos ni las aporaciones de las empresas perenecienes al régimen especial, que en conjuno y por érmino medio suponen aproximadamene un 5% de la demanda brua en cada periodo. Fuene de daos: Red Elécrica Española (a fecha de elaboración de ese rabajo no se encuenran disponibles los daos referenes al mes de ocubre que componen la muesra analizada). Elaboración: propia. Energía ene-98 feb-98 mar-98 abr-98 may-98 jun-98 jul-98 ago-98 sep-98 oc-98 nov-98 dic-98 Hidro Nuclear Carbón Gas Na Fuel-oil Energía ene-99 feb-99 mar-99 abr-99 may-99 jun-99 jul-99 ago-99 sep-99 oc-99 nov-99 dic-99 Hidro Nuclear Carbón Gas Na Fuel-oil Energía ene-00 feb-00 mar-00 abr-00 may-00 jun-00 jul-00 ago-00 sep-00 Hidro Nuclear Carbón Gas Na Fuel-oil

14 El precio se manuvo en bajos niveles durane los meses de abril y mayo, aumenando de nuevo durane el úlimo semesre del año. A finales de mayo, se dio a conocer una senencia del Tribunal de Defensa de la Compeencia (TDC) español, referene al ineno de adquisición de Hidroelécrica del Canábrico por pare de Unión Fenosa, que ponía de manifieso la siuación precaria de compeencia exisene en el mercado de elecricidad español (TDC, 2000). En el mes de junio, se aprobó el Real Decreo-Ley 6/2000 de 23 de junio de medidas urgenes de inensificación de la compeencia, que suponía un duro golpe para los ingresos esperados de las compañías. Puede observarse en la Figura que el precio en el Mercado Diario se volvió más inesable en ese periodo, sobrepasando de nuevo las 6 Pas. en menos de una semana ras la elaboración de ese Decreo, eniendo lugar el pico que se observa el 29 de junio. La expecaiva de cobro fuuro de CTCs omó aún peor cariz para las empresas generadoras cuando a mediados de sepiembre la CE anunció su inención de abrir un procedimieno de infracción a España debido a la conduca inadecuada del gobierno español con relación a los CTCs. Durane los meses de sepiembre y ocubre, que componen el ramo final de la serie analizada, el precio de la elecricidad volvió a dispararse en mayor medida que en los meses aneriores, sobrepasando claramene las Pas. De nuevo, no se observan grandes diferencias (ver Tabla ) en la composición del parque de generación uilizado para abasecer la demanda durane el mes de sepiembre con respeco al año anerior (los daos de la producción de ocubre no se encuenran disponibles aún), si bien se produjo un incremeno en el cose de los combusibles Análisis descripivo de los daos Aunque el análisis sobre la serie P ofrece una visión direca de la dinámica del precio, esa serie no puede considerarse esacionaria en varianza, pueso que su variabilidad no permanece consane durane odo el periodo considerado. Por ello, el análisis en serie emporal se desarrollará sobre el logarimo naural de P (eso es, sobre la serie y = ln P), por ser ésa la ransformación habiual para conseguir esacionariedad en varianza (Mills, 993) que preserva las caracerísicas básicas de la serie original. En la Tabla 2 se muesran los principales esadísicos descripivos de las series P e y, y de la serie de rendimienos diarios y = ln( P / P ). Se aprobaron, enre oras medidas, la limiación al crecimieno de las grandes empresas elécricas, la disminución del pago por garanía de poencia, el aceleramieno del plazo de liberalización oal del consumo para el año 2003 (previso inicialmene para el 200) y la obligación de los Operadores de hacer público daos referenes a las capacidades de comercialización. 3

15 Tabla 2. Esadísicos descripivos Esadísicos descripivosde las series que se muesran en la primera fila. El es J-B represena el esadísico (p-valor enre parénesis) del es de normalidad de Jarque-Bera y ˆk ρ represena la k-ésima auocorrelación muesral de cada serie. P y y Media Mediana Máximo Mínimo Sd. Dev Asimería Curosis J-B Tes 2.85(0.00) 64.05(0.00) 3.05(0.00) ˆρ ˆρ ˆρ ˆρ ˆρ ˆρ ˆρ ˆρ ˆρ La caracerísica a resalar en ese ipo de análisis es la gran volailidad del precio durane el periodo considerado, siendo ésa una evidencia presene en las series de precios del mercado elécrico compeiivo de cualquier país. La volailidad, esimada como la desviación esándar del rendimieno diario, es 0.6, que se raduce en una volailidad anualizada del 305.%. El precio máximo (8.40) se produjo en marzo de 2000, y el precio mínimo (.60), se observó en mayo de 998, durane un probable episodio de guerra de precios. Las res series muesran lepocurosis, es decir, exceso de curosis con respeco a la disribución normal, con valores esimados para P e y de 4.6 y 4.22 respecivamene. 4

16 El fenómeno de lepocurosis, ambién caracerísico de los mercados de elecricidad, se asocia generalmene con los salos dramáicos y compleamene imprevisibles (spikes) que en ocasiones se producen en el precio de la elecricidad. Cuando ocurre ese fenómeno, ocasionado normalmene por problemas de carácer écnico en el sisema, el precio se dispara de forma brusca hasa coas muy alas (bajas) en un deerminado momeno del día, para volver a reconducirse poco iempo después hasa el nivel que exhibía anes de producirse el salo. Ese ipo de fenómeno no parece esar presene en el mercado español, aunque la serie muesre lepocurosis. Puede confirmarse de manera muy inuiiva si la lepocurosis presene en y se debe a spikes o no, mediane el análisis de la curosis de y (Lucia y Schwarz, 2000). El valor de ésa (5.48) es muy similar a la de la serie y, sugiriendo que efecivamene el exceso de curosis no es aribuible al fenómeno de spikes. Finalmene, los coeficienes de asimería posiivos de las series P e y confirman la endencia a que se den con mayor probabilidad valores por encima de la media, llevando en su conjuno a rechazar la hipóesis de normalidad en la disribución de esas series mediane el es de Jarque-Bera. La disribución empírica del precio muesra un evidene disanciamieno de la disribución normal a ravés de una doble moda, aribuible al incremeno de los precios anormalmene alo observado durane el periodo del año 2000 como se muesra en la Figura 2. La ausencia de normalidad conduce a la valoración errónea de los acivos derivados sobre la elecricidad a ravés de modelos que asumen lognormalidad en el precio, como es el caso del conocido modelo de valoración de opciones de Black-Scholes (93). Además, la serie y presena un marcado componene esacional, comenado más adelane, que induce un alo grado de predecibilidad en la variable no previso bajo los supuesos eóricos del modelo anerior 2. Por oro lado, la presencia de predecibilidad se observa ambién en el nivel de las series P e y mediane correlaciones significaivas no esacionales (ver Tabla 2). La predecibilidad es una caracerísica común del comporamieno en los commodiies y se ha modelizado generalmene mediane procesos esocásicos de reversión a la media. En el caso de la elecricidad, se han uilizado modelos basados en ese planeamieno en los rabajos, enre oros, de Schwarz (99), Pilipovic, (998) y Lucia y Schwarz (2000). 2 Bajo los supuesos de ese modelo el precio se disribuye lognormal y el rendimienos en desviaciones con respeco a la media, se compora como ruido blanco. La presencia de correlaciones significaivas en y (Tabla 2) impide acepar la hipóesis de incorrelación serial para dicha serie. 5

17 40 Figura 2: Hisograma serie y vs Disribución Normal La esacionalidad que aparece en las series, caracerísica del precio de elecricidad, es la asociada a la frecuencia semanal y es claramene visible en la Tabla mediane auocorrelaciones posiivas y muy significaivas en los reardos múliplos de, incluso en el caso de la serie y. Ese ipo de esacionalidad se produce porque la demanda de elecricidad disminuye de forma sisemáica durane el fin de semana y vuelve a subir durane los días laborables, rasladándose ese comporamieno al precio. El análisis de la serie P e y, condicionadas por día de la semana, muesra mediane el conrase de igualdad de medias (Anova) la acepación únicamene para el caso de los días laborables (lunes-viernes). La media disminuye durane el sábado y esa disminución es más acusada durane el domingo. La esacionalidad semanal de la serie y es mucho más visible a ravés de la función de auocorrelación (ver Figura 3). Por oro lado, la demanda de elecricidad ambién iene un visible comporamieno esacional anual (ver Figura 4), originado básicamene por la ciclicidad de la emperaura a lo largo de las disinas esaciones del año, que ambién debería rasladarse al comporamieno del precio. Sin embargo, en el caso del mercado español la serie de precios no parece ener ese ipo de comporamieno esacional (ver Figura 4). Por ello, no es exraño comprobar que la serie de precios diarios medios no esá demasiado correlacionada con la serie de demanda 6

18 diaria media, en conra de lo que cabría esperar a priori, siuándose la correlación lineal en 50.4% para odo el periodo analizado. 0.8 Figura 3: Correlograma de y Figura 4: Gráficos Demanda y Precio diario /98 06/98 0/99 06/99 0/00 06/00 Ln(Demanda) /98 06/98 0/99 06/99 0/00 06/00 y

19 Hay que resalar, aunque no se presena en ese rabajo, que la demanda ambién manifiesa una esrucura esacional inradiaria al observar los daos para cada una de las horas, comporamieno que ambién se raslada al precio horario. Es posible observar claramene en las series inradiarias precios más bajos durane las horas nocurnas, con menor demanda, y mayores precios durane las horas diurnas. La persisencia que muesran las correlaciones de Figura 3 podría apunar a la posibilidad de que exisan raíces uniarias en alguna de las frecuencias asociadas a la esacionalidad semanal y/o en el nivel de la serie (frecuencia cero). Ese aspeco se analiza con más dealle en los siguienes aparados. 4. Conrases de raíces uniarias Ese aparado analiza la exisencia de raíces uniarias en el nivel de la serie y mediane algunos de los ess más conocidos: el es aumenado de Dickey-Fuller (99) (ADF), con hipóesis nula de raíz uniaria frene a la alernaiva de esacionariedad, y el es no paramérico de Kwiakowski e al (992) (KPSS), con hipóesis nula de esacionariedad frene a la alernaiva de raíz uniaria. La meodología de conrase basada en la doble prueba con hipóesis inercambiadas ayuda a combair los problemas de poencia y de amaño que suelen presenar esos ess. 4.. Conrase ADF Equaion Secion El esadísico de conrase del es ADF es el esadísico de significaividad de la esimación por MCO del parámero π en la siguiene regresión auxiliar y = α + β+ πy + φ y + ε, =,..., T (.) r r r= p asumiendo la hipóesis nula de raíz uniaria ( π = 0 ) frene a la alernaiva unilaeral de esacionariedad ( π < 0 ). La disribución exaca y asinóica del esadísico es no-esándar, pues bajo la hipóesis nula de raíz uniaria no es aplicable la eoría asinóica convencional. Las regiones críicas del esadísico empleadas en el conrase se encuenran en MacKinnon 8

20 (99). Bajo la hipóesis de esacionariedad, es imporane especificar si la serie coniene inercepo, inercepo y endencia o ninguna de las aneriores, porque la disribución del esadísico depende de esos facores. La meodología del conrase esá basada en el supueso de que el érmino de error de la regresión anerior ( ε ) es ruido blanco. El componene auorregresivo que aparece en (.) y su orden p( p 0) se deermina de al forma que el residuo de la regresión sea efecivamene ruido blanco (véase Ng y Perron (995) para una discusión sobre los méodos de elección de p). La regresión (.) no esá planeada inicialmene para daos esacionales, es decir, ninguna de las variables que aparece en esa expresión recoge el efeco de la esacionalidad. Por ano, la omisión de variables relevanes en la regresión genera auocorrelación en la expresión anerior, de modo que ineludiblemene es necesario incluir reardos. Tabla 3. Esadísicos ADF Esadísicos del conrase ADF para disino número de reardos de la variable dependiene incluidos en la regresión auxiliar; la media deerminisa de esa regresión se considera sólo con un inercepo (ADF()) o con inercepo y endencia (ADF(2)). La ercera y quina columna muesran, en cada caso, la significaividad del esadísico pormaneau de Ljung-Box para las primeras 200 correlaciones del residuo de la regresión correspondiene. Significaividad enre parénesis: %(***), 5% (**), 0% (*) Reardo ADF() P-valor Q(200) ADF(2) P-valor Q(200) (***) (***) (***) (***) (***) (***) (***) (***) (**) (***) 0.6 En la Tabla 3 se muesra los esadísicos ADF obenidos a parir de la regresión (.) frene a las alernaivas en las que la media se define sólo con inercepo o con inercepo y endencia para diferenes valores de p, que a efecos comparaivos se han seleccionado como múliplos de. En esa abla ambién se incluyen los esadísicos pormaneau de Ljung-Box de incorrelación, esadísico Q en lo sucesivo, de los residuos de la regresión. La esrucura esacional de la serie confirma la necesidad de inroducir un número relaivamene alo de reardos para corregir la auocorrelación, enre 2 y 28, como muesran los esadísicos Q. 9

21 Esos esadísicos pueden servir como referencia para esablecer el orden del reardo máximo a incluir en la regresión (.) para eliminar reardos a medida que no son significaivos (Ng y Perron, 995), mediane un es de significaividad individual. El resulado es que se seleccionan 28 reardos, aunque un número menor o mayor conduce a la misma conclusión a la que se llega con esos reardos, rechazando con gran evidencia la hipóesis nula de raíz uniaria con independencia de que se incluya endencia o no Conrase KPSS El conrase KPSS iene como hipóesis nula la esacionariedad del proceso frene a la alernaiva de raíz uniaria. La elección de la hipóesis nula no debe ser casual, pues sólo es rechazada cuando exise gran evidencia en conra de ella. En principio, lo más razonable sería considerar que la hipóesis de esacionariedad es la adecuada para una serie de precios de elecricidad, pues el precio en un mercado compeiivo debería mosrar una relación de equilibrio enre ofera y demanda que a largo plazo viene dada por el cose marginal de producción. es: La expresión del esadísico de conrase se basa en el muliplicador de Lagrange, eso 2 T 2 / 2 = ( ) κ = T S S h (.2) donde T es el amaño muesral, S es la suma acumulaiva ( S = e, =,2,..., T ) de los residuos esimados e procedenes de: (i) una regresión de la serie y sobre una consane, o de (ii) la regresión de y sobre una consane y una endencia, dependiendo de la forma que se especifica el proceso bajo la hipóesis de esacionariedad, y donde i= i 2 ( ) T 2 h T = + 2 /( + ) k = k= = k+ (.3) S h T e T k h ee represena la esimación consisene ane correlación y heerocedasicidad de la varianza del proceso de perurbación por medio de la corrección no paramérica de Newey y Wes (98a) mediane el kernel de Barle con facor de runcación h. La hipóesis nula de esacionariedad es rechazada a favor de la hipóesis alernaiva si el esadísico κ excede los valores críicos abulados en Kwiakowski e al. (992, Tabla, p. 20

22 66). Dado que el esadísico se basa en una esimación robusa de la varianza del proceso ane desviaciones del érmino de error con respeco del supueso de ruido blanco, se evia el problema de seleccionar reardos del conrase ADF pero el problema se raslada a la necesidad de deerminar adecuadamene el parámero de runcación de la función kernel. Newey y Wes (98a) demuesran que ése puede deerminarse consisenemene mediane una función del amaño muesral con unas condiciones de convergencia deerminadas. Esos méodos son discuidos en Schwer (989) y la elección siguiendo a esos auores se ha /4 deerminado definiendo h mediane la expresión in[4( T /00) ], donde in[ ] es la función pare enera. El esadísico del conrase KPSS aplicado a la serie oma el valor 2.49 si no se considera endencia (significaivo al %), y de 0.6 si se incluye endencia, siendo el es significaivo al 5% en ese caso. La evidencia obenida mediane ese conrase, muesra que con independencia de la inclusión de endencia, se rechaza la hipóesis de esacionariedad. En resumen, si enemos en cuena los resulados de la aplicación conjuna de los dos conrases aneriores, no exise una clara evidencia a favor o en conra de la exisencia de una raíz uniaria en la serie y, porque ambos conrases ienden a rechazar simuláneamene sus hipóesis nulas. Ese ipo de evidencia ha sido omado en numerosas ocasiones como jusificación de la exisencia de esrucuras fraccionadas, modelos ARFIMA (Baillie, 996), en las series. Sin embargo, parece poco razonable que ese ipo de comporamieno aparezca en el precio de la elecricidad, siendo más probable que la incapacidad de los ess para llegar a una misma conclusión se deba a una incorreca especificación del auénico proceso generador de los daos bajo las hipóesis nulas aneriores. Eso podría ser coherene con la exisencia de raíces uniarias en las frecuencias esacionales semanales en la serie. En cualquier caso, revise mucho más inerés, ano desde un puno de visa inuiivo como meodológico, analizar la esacionariedad mediane los conrases de raíces uniarias esacionales en la medida que reconocen de forma más realisa el comporamieno de la serie. 5. Conrases de raíces uniarias esacionales Se dice que una serie emporal x es esacionalmene inegrada si se necesia ser d filrada mediane ( B ), d >, para que ésa sea esacionaria (denoamos como B al operador de reardos, de al forma que j Bx x j = ), en cuyo caso x iene d raíces uniarias. 2

23 d Dado que el filro ( B ) se puede facorizar como ( B) S( B) con S( B) d j B j=, las raíces uniarias se idenifican con la frecuencia cero y con las resanes frecuencias esacionales asociadas a cada una de las raíces de S( B ). En el caso de esacionalidad semanal para daos de frecuencia diaria, d=, las raíces del polinomio caracerísico ± ωi ± 2ωi ± 3ωi {, e, e, e } ( ) B son, con una única raíz real asociada a la frecuencia cero y res pares de raíces complejas conjugadas asociadas, respecivamene, a las frecuencias esacionales ωs,( ω =± 2 π /, s =,2,3). De forma similar al caso del aparado anerior, el análisis se realizará ambién mediane una doble prueba. En primer lugar, consideraremos el conrase de Hylleberg e al (990) (HEGY), que asume raíces uniarias bajo la hipóesis nula, frene a la hipóesis de esacionariedad. Ese conrase no se encuenra esablecido previamene para la frecuencia semanal, siendo una de las conribuciones de ese rabajo el desarrollo de la meodología basada en ese conrase para ese ipo de esacionalidad. Además, dada la compleja esrucura esacional que muesra la serie y, ese conrase se aplica en érminos del procedimieno discuido en Psaradakis (99). Finalmene, la evidencia obenida aneriormene se complemena con el conrase de Canova y Hansen (995) (CH), que asume bajo la hipóesis nula la esacionariedad de la serie en las frecuencias esacionales. Hylleberg (995) defiende el uso combinado de esas dos pruebas para conseguir mayor robusez en los resulados. 5.. Conrase de raíces uniarias semanales HEGY El conrase HEGY analiza la presencia de raíces uniarias en las frecuencias esacionales y en la frecuencia cero de la serie. A diferencia de los ess esacionales de Hasza y Fuller (982) (HF) y Dickey, Hasza y Fuller (984) (DHF), permie conrasar de manera individual la presencia de raíces uniarias en cualquier frecuencia esacional. Los conrases HF y DHF ofrecen una inerpreación dificulosa y ambigua de los resulados, pues el rechazo de la hipóesis nula no puede omarse como evidencia de que no exisan raíces uniarias en cualquier frecuencia, mienras que la acepación de ésa no ayuda a idenificar qué frecuencias pueden esar inegradas. Además, HF y DHF son conrases que padecen de baja poencia y ienen auocorrelación residual en los errores. La mayor flexibilidad del conrase HEGY sobre las oras alernaivas ha hecho que ése sea el más uilizado a la hora de conrasar la presencia de raíces uniarias en series esacionales en odo ipo de rabajos empíricos. 22