VLIV CEN ROPY NA CENY SILOVÉ ELEKTŘINY V ČR

VLIV CEN ROPY NA CENY SILOVÉ ELEKTŘINY V ČR Nový, F., Hejtmánková, P., Majer, V. Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta elektrotechnická Katedra elektroenergetiky a technické ekologie Univerzitní 8, 306 14 Plzeň, Czech Republic hejtman@kee.zcu.cz, vmajer@kee.zcu.cz Anotace Cílem této práce je na základě analýzy vlivu cen ropy na ceny silové elektřiny tento vliv kvantifikovat a udělat predikci cen silové elektřiny pro delší časový horizont. Jako poslední rok této predikce byl zvolen rok 2015. Práce vedle vlastních analýz, které se věnují zejména kvantifikaci vlivu ropy na ceny elektřiny, používá i externí analýzy, a to zejména analýzy pro predikci cen ropy. Správnost závěrů vlastní analýzy je pak logicky ovlivněna správností závěrů pomocných analýz. Zároveň je rozebrán vztah mezi European Energy Exchange (EEX) a denním trhem OTE. Klíčová slova Analýza cen elektřiny, energetická burza, porovnání cen elektřiny, trh s elektřinou, vliv cen ropy 1 ÚVOD Ropa díky velikosti svého trhu je určující energetickou surovinou i pro ceny ostatních surovin, jako je uhlí nebo zemní plyn, které se u nás používají jako paliva v elektroenergetice. Ropa se také obchoduje na světovém trhu, zatímco trhy s plynem nebo uhlím mají spíše regionální charakter, což ještě více umocňuje ropu jako hlavní energetickou surovinu. Ovlivňování cen probíhá na základě substituce ropy plynem nebo uhlím. Když roste poptávka po ropě, roste i její cena, a tím se atraktivnějším stávají její substituty plyn anebo uhlí, po kterých následně roste poptávka a v důsledku toho i jejich cena. Na Obr. 1 je ukázána situace v USA, kde jsou ceny obou substitutů ropy těsně svázány s vývojem cen ropy. Obr. 1 Vývoje cen ropy (Brent), přírodního plynu a uhlí V Evropě je situace poněkud odlišná. Dlouhodobé ceny plynu se stanovují speciálním vzorcem z historických cen lehkého a těžkého topného oleje a ceny uhlí. Nicméně to nemění na situaci nic podstatného, protože závislost

ceny plynu na cenách ropy plyne přímo ze vzorce a ceny uhlí jsou rovněž ovlivňovány cenami ropy. Dříve platilo, že ceny uhlí se mění podstatně pomaleji než ceny ropy, v posledních letech ale dochází k čím dál častějšímu obchodu uhlí na komoditních burzách a díky tomu k provázání s cenami ropy, protože obchodníci mají možnost volby nahrazovat ropu uhlím, čímž dojde opět k ovlivnění cen uhlí cenami ropy. V současné době ale vlivem ekonomické krize dochází ke zlevňování plynu více, než jak vyplývá z dlouhodobých kontraktů, které se řídí výše zmíněným vzorečkem. To je dáno tím, že podle těchto kontraktů zákazníci v Evropě musí odebrat dříve nasmlouvaný plyn, který ale teď kvůli útlumu nepotřebují. To vede k jeho prodeji na spotovém trhu za ceny téměř poloviční oproti cenám dlouhodobých kontraktů a v Evropě je v současnosti dostatek levného plynu. Lze však očekávat, že s odeznívající ekonomickou krizí se spotové ceny a ceny dlouhodobých kontraktů opět vyrovnají. Posledním krokem v řetězci transformace cen ropy na ceny elektřiny je vazba mezi cenami uhlí nebo plynu na jedné straně a cenami elektřiny na straně druhé. To, jaká bude tržní cena, je dáno marginální cenou posledního zdroje aktivovaného k zabezpečení vykrytí poptávky. Těmito marginálními zdroji jsou nejčastěji uhelné nebo plynové elektrárny (Obr. 2). V podstatě téměř nikdy marginálními zdroji nejsou jaderné elektrárny, protože ty se využívají k vykrytí základního pásma zatížení. Jinými slovy cena silové elektřiny je nejčastěji určována cenou produkce elektráren na fosilní paliva a cena fosilních paliv je zejména určována cenou nejvýznamnějšího z nich, tedy ropy. Cílem této práce je určit významnost tohoto vlivu a pokud možno ho i kvantifikovat. Obr. 2 Nákladová křivka výroby elektrické energie v ČR 2 VZTAH MEZI SPOTOVÝM TRHEM EEX A DENNÍM TRHEM OTE Určení vztahu mezi oběma trhy je nezbytné ze dvou důvodů. Tím prvním je, že burza EEX má nesporný vliv na ceny silové elektřiny u nás a je tedy jedním z faktorů ovlivňujících ceny elektřiny. Druhým důvodem je, že ještě v roce 2007 docházelo ke konvergenci cen (českých k německým) a tato konvergence cen by mohla negativně ovlivnit výsledky analýzy. K určení vztahu byly použity dvě metody, a to sledování cenového rozdílu týdenních průměrů denních trhů EEX a OTE s dvouměsíčními klouzavými průměry (Obr. 3) a výpočet korelačního koeficientu mezi oběma trhy. Obr. 3 Rozdíl ceny silové elektřiny mezi EEX a OTE, spot, týdenní průměry Týdenní průměry a dvouměsíční klouzavé průměry dávají lepší představu o vývoji cen elektřiny než denní průměry, které jsou zatížené vysokou volatilitou cen způsobenou krátkodobými vlivy, jako jsou počasí, výpadky elektrárenských bloků, vliv větrných elektráren, poruchy, prudká změna poptávky atd., které snižují přehlednost grafů.

Na Obr. 3 je vidět, že k největším cenovým fluktuacím docházelo od podzimu 2008 do poloviny roku 2009, tedy v období vrcholící ekonomické krize, kdy se rozptyl mezi cenami EEX a OTE pohyboval mezi cca (-5) až (+15) /MWh. Před tímto obdobím i po něm je rozptyl zhruba poloviční. Dvouměsíční klouzavé průměry tohoto rozptylu ale ukazují hodnoty podstatně menší, a to mezi (-1) až (+3) /MWh v období menší fluktuace a až (+5) /MWh v období větší fluktuace. To ukazuje na to, že i když se jedná o poměrně velké fluktuace cen, trvají pouze krátce a navzájem se z velké míry vyrušují. Dlouhodobé (měsíční, roční) ceny se tak od sebe moc nevzdalují. Pro výpočet korelačního koeficientu byly použity denní ceny a opět týdenní průměry denních cen. Koeficient vyšel 0,956 pro denní ceny a dokonce 0,982 pro týdenní průměry denních cen. Jedná se tedy o velmi vysokou korelaci mezi oběma trhy blížící se lineární závislosti. Díky tomu lze výsledky získané z analýzy vlivu cen ropy na ceny elektřiny EEX považovat za platné výsledky i pro ceny denního trhu OTE. 3 ANALÝZA VLIVU CEN ROPY NA CENY ELEKTŘINY EEX Na Obr. 4 je vidět vývoj týdenních průměrů denních cen EEX a na Obr. 5 vývoj denních cen ropy Brent. Na obou grafech je opět znázorněn dvouměsíční klouzavý průměr pro zvýšení přehlednosti. Je zde vidět nápadná podobnost mezi oběma grafy. Cena ropy začíná na hladině 40 /barel a postupně roste s mírnými výkyvy až do července 2008, kdy dosahuje více než dvojnásobku této hodnoty. Poté rychle klesá zhruba až na čtvrtinu maximální ceny koncem roku 2009 a opět roste zhruba na dvojnásobek ceny k začátku roku 2010. Cena elektřiny (Obr. 4) neroste tak plynule jako cena ropy (Obr. 5), ale spíše se jedná o střídání pomalého a rychlého růstu doprovázeného mnohem vyšší volatilitou, než je tomu u ropy. Svého maxima dosahuje začátkem října 2008. Za dané období zhruba ztrojnásobí svoji cenu. Poté také rychle klesá a minim dosahuje v období dubna až května 2009, kdy se dostává na třetinovou až čtvrtinovou hodnotu svého maxima. Po této fázi ovšem nenastává takový růst ceny jako u ropy a dokonce koncem roku 2009 dosahuje absolutního minima ve sledovaném období. To je pravděpodobně způsobeno levnějším plynem na Evropském trhu, kdy se spotová cena plynu odpoutala od dlouhodobých kontraktů na dodávky plynu v důsledku převisu nabídky nad poptávkou. Obr. 4 Vývoj ceny silové elektřiny EEX, spot, týdenní průměry. Obr. 5 Vývoj ceny barelu ropy Brent. Při srovnání denních cen lze ukázat, že oba průběhy jsou vůči sobě časově posunuty, ceny ropy mají předstih před cenami elektřiny. Maximum ceny elektřiny nastává 60 dní po maximu ceny ropy a minimum o 89 dní později po minimu ceny ropy (jedná se o pracovní dny). Tomu odpovídá i průběh korelace cen elektřiny

s cenami ropy (Obr. 6). Při nulovém časovém posunu, tedy když se srovnávají stejné obchodní dny, je korelační činitel pouze 0,45. Jak se však průběh ceny elektřiny posouvá časově zpět, korelační koeficient roste a dosahuje svého maxima 0,747 při 75 denním posunu a pak opět klesá. To zhruba odpovídá i výše zmíněným posunům maxim a minim, které jsou 60 resp. 89 dní, tedy průměrně cca 75 dní. Obr. 6 Průběh korelačního koeficientu mezi cenami EEX spot a denními cenami ropy Brent Korelační koeficient 0,747 už vypovídá o poměrně vysoké korelaci denních cen elektřiny EEX a denních cen ropy Brent. Ještě větších hodnot se dosahuje při srovnání týdenních a měsíčních průměrů denních cen elektřiny a ropy (opět posunutých o 75 dní). U týdenních průměrů se jedná o korelační činitel 0,81 a u dvouměsíčních průměrů dokonce 0,91. Růst korelačního činitele pro týdenní a měsíční průměry denních cen je způsoben umenšením krátkodobých vlivů zmíněných výše, které u obou trhů vyvolávají nenadálé výkyvy. Jak tedy bylo ukázáno, vliv cen ropy na ceny elektřiny je zcela zásadní. Nyní zbývá už ho jen kvantifikovat. K tomu bylo použito metody, která sleduje, v kolika procentech případů ve sledovaném období (2007-2010) byly ceny elektřiny v /MWh v daném rozmezí vůči cenám ropy v /barel (opět při posunu o 75). Blíže tuto metodu ukazují Tab. 1 až 3. Tab. 1 Pravděpodobnost výskytu cen elektřiny /MWh v daném rozmezí cen ropy Brent /barel, denní ceny. hranice 1 1,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,35 1,4 1 0 9 17 25 32 37 39 41 43 0,95 8 17 25 33 40 46 48 50 51 0,9 16 24 32 40 47 53 55 57 58 0,85 25 33 41 49 56 62 64 66 67 0,8 32 40 48 56 63 69 71 73 74 0,75 38 47 55 62 69 75 77 79 81 0,7 41 50 58 66 73 78 80 82 84 0,65 45 53 62 69 76 82 84 86 88 0,6 47 56 64 72 79 84 87 88 90 Tab. 2 Pravděpodobnost výskytu cen elektřiny v /MWh v daném rozmezí cen ropy Brent /barel, týdenní průměry denních cen. hranice 1 1,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,35 1,4 1 0 9 21 29 36 39 43 44 46 0,95 11 20 32 41 48 51 54 55 58 0,9 21 30 42 51 58 61 64 65 68 0,85 27 36 48 56 64 66 70 71 74 0,8 33 41 54 62 69 72 76 76 79 0,75 39 48 60 69 76 79 82 83 86 0,7 44 53 65 74 81 84 87 88 91 0,65 46 55 67 76 83 86 89 90 93 0,6 49 57 69 78 85 88 91 92 95

Tab. 3 Pravděpodobnost výskytu cen elektřiny /MWh v daném rozmezí cen ropy Brent /barel, dvouměsíční průměry denních cen. hranice 1 1,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,35 1,4 1 0 7 20 27 33 33 33 33 33 0,95 20 27 40 47 53 53 53 53 53 0,9 40 47 60 67 73 73 73 73 73 0,85 53 60 73 80 87 87 87 87 87 0,8 53 60 73 80 87 87 87 87 87 0,75 60 67 80 87 93 93 93 93 93 0,7 60 67 80 87 93 93 93 93 93 0,65 60 67 80 87 93 93 93 93 93 0,6 60 67 80 87 93 93 93 93 93 První buňka tabulky (souřadnice [1;1]) odpovídá situaci, v kolika procentech případů byla cena elektřiny vyjádřená v /MWh přesně stejná s cenou ropy vyjádřené v /barel. Buňka tabulky se souřadnicemi např. [0,85;1,2] odpovídá situaci, v kolika procentech případů se cena elektřiny opět vyjádřená v /MWh nacházela v rozmezí 0,85 až 1,2 násobku ceny ropy vyjádřené v /barel atd. Jinými slovy, pokud tato data budeme brát jako platná i pro budoucnost a zatím není důvod, je tak nebrat, pak lze říci, s jakou pravděpodobností se budou ceny elektřiny nacházet v daném rozmezí vůči cenám ropy. Bude-li tedy barel ropy stát např. 100, je zde pravděpodobnost 49 %, že cena elektřiny bude v rozptylu 85 až 115 /MWh při srovnání denních cen, 56 % při srovnávání týdenních průměrů denních cen a 80% při srovnávání dvouměsíčních průměrů anebo také 63 %, 69 % resp. 87 % při rozptylu mezi 80 až 120 /MWh. Právě dvouměsíční průměry, které jsou oproštěné od krátkodobých výkyvů, vykazují nejvyšší pravděpodobnosti při daném rozptylu (Obr 7). Nutné je mít stále na paměti, že se jedná o srovnání cen elektřiny a ropy posunutých vůči sobě o 75 dní. Obr. 7 Pravděpodobnost výskytu ceny elektřiny /MWh v daném rozptylu vůči cenám ropy Brent v /barel pro denní, týdenní a dvouměsíční průměry cen Obr. 7 graficky znázorňuje hodnoty z tabulek z hlavních diagonál a ukazuje, že nejpřesnější předpověď ceny elektřiny jsou pro delší časové úseky. Což naprosto vyhovuje cíli této práce, protože tím je předpověď dlouhodobých cen elektřiny. Nyní už jen zbývá na základě předpovědi ceny ropy udělat předpověď ceny elektřiny pro daný rozptyl. Jelikož se jedná o dlouhodobé předpovědi ceny ropy (roky), budou k přepočtu použity pravděpodobnosti z Tab. 3, kde jsou uvedeny dvouměsíční průměry denních cen. K tomuto účelu je použita Zpráva Nezávislé odborné komise pro posouzení energetických potřeb České republiky v dlouhodobém časovém horizontu, ve které se nacházejí i předpovědi cen ropy pro dlouhodobý časový horizont. Zde budou použita data do roku 2015. Vytvářet předpovědi na delší časový úsek nemá velký význam, protože by výsledky byly zatíženy poměrně značnou chybou.

Zpráva počítá se třemi scénáři: Minimálním, který předpokládá pokles ceny barelu ropy k 60 $ a stabilizaci na této úrovni. Zde jsou data aktualizována tak, že cena 70 $/barel v roce 2010 bude mírně růst na 80 $/barel v roce 2015. Středním, který se jeví jako nejpravděpodobnější. Ten předpokládá stabilizaci cen ropy v okolí 100 $/barel a pak mírný růst. Tento scénář je upraven tak, že cena 85 $/barel v roce 2010 bude mírně růst na 110 $/barel v roce 2015. Vysokým, který předpokládá vysoké ceny ropy rostoucí ze 150 $/barel až k hranici 200 $/barel, po aktualizaci dat z 90 $/barel v roce 2010 o 15 % ročně až k hodnotě 170 $/barel v roce 2015. Vývoj ve všech 3 scénářích ukazuje Tab. 4. Ceny jsou z dolarů přepočítány na eura jednotným kurzem 1,35 $/. Tab. 4 Předpokládané ceny ropy /barel pro 3 základní scénáře. Rok 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Nízký, cena /barel 52 53 55 56 58 59 Střední, cena /barel 63 67 70 74 78 81 Vysoký, cena /barel 67 77 88 101 117 134 Obr. 8 až 10 pak představují grafické zobrazení výše zmíněných scénářů. Vedle cen ropy, které jsou znázorněny červenou barvou, jsou v grafech zobrazeny meze odpovídající rozptylu cen elektřiny od cen ropy o 0,15 (meze 0,85 a 1,15). To pro hodnoty z Tab. 3 dává pravděpodobnost 80 %, že dvouměsíční průměrné ceny elektřiny budou v daných mezích vůči dvouměsíčním průměrným cenám ropy (posunutých o 75 dní). U ročních průměrných cen lze předpokládat, že pravděpodobnost bude nad 80 %, ale tuto hodnotu vzhledem k omezenému souboru vstupních dat (3 roky) nejde kvalifikovaně zjistit. Obr. 8 Vývoj ceny elektřiny v pásmu rozptylu od ceny ropy 0,15, nízký scénář. Obr. 9 Vývoj ceny elektřiny v pásmu rozptylu od ceny ropy 0,15, střední scénář.

Obr. 10 Vývoj ceny elektřiny v pásmu rozptylu od ceny ropy 0,15, vysoký scénář. 4 ZÁVĚR Poté co v minulých letech docházelo k neustálému rozvoji nových možností obchodování, vznikaly nové trhy organizované OTE, byla vytvořena PXE a došlo k vytvoření a následnému sloučení slovenského denního trhu s českým, se trh s elektřinou v ČR už poměrně stabilizoval. Celý trh se zvětšil a zvýšil svoji likviditu. Cena elektřiny je transparentně tvořena tržními silami. Vedle vnitřní konsolidace trhu dochází ke konsolidaci trhu na evropské úrovni. Je vidět evidentní snaha vytvářet regionální trhy sloučením několika národních. Z cenového srovnání silové elektřiny ve vybraných státech vyplývá, že už došlo k téměř definitivní konvergenci cen. Provedená analýza cen elektřiny odhalila zásadní vliv ceny ropy na cenu silové elektřiny. Zjednodušeně lze říci, že při zdvojnásobení ceny ropy v eurech dojde dříve nebo později ke zdvojnásobení ceny elektřiny. Ceny elektřiny přitom sledují ceny ropy přibližně s 75-ti denním zpožděním (pracovní dny) a na základě analýzy denních cen obou komodit za poslední 3 roky bylo možné určit pravděpodobnosti, se kterými se cena silové elektřiny bude pohybovat v určitém rozptylu od cen ropy. Například pro dvouměsíční průměry pro pásmo rozptylu 0,85 až 1,15 vychází pravděpodobnost 80 %, že se cena silové elektřiny bude nacházet uvnitř tohoto pásma. Pro střední scénář vývoje ceny silové elektřiny to znamená cenové rozpětí mezi 70 až 93 /MWh v roce 2015. Tento scénář je pravděpodobný v případě postupné obnovy hospodářského růstu ve světě (na světové poptávce po ropě je závislá její cena a poptávka po ropě je závislá na světovém hospodářském růstu). Nízký scénář může nastat zejména v případě návratu recese. Jedná se o druhý nejpravděpodobnější scénář (po středním). 5 PODĚKOVÁNÍ Tento příspěvek vznikl za podpory studentského vědeckého projektu SGS 2012-047. 6 LITERATURA [1] Nový, F. Analýza vývoje dlouhodobých cen elektrické energie, diplomová práce, ZČU v Plzni, 2010 [2] Hejtmánková, P., Nový, F. Analýza dlouhodobých cen silové elektřiny. In Aktuální otázky a vybrané problémy řízení elektrizační soustavy. Praha: EGÚ Praha Engineering, 2010. s. 1-22. Corresponding author