Demand-side management in liberalized electricity markets

Abstract

Electric utilities revenues depend, ultimately on energy sales volume. Therefore, it is apparently counter intuitive that utilities engage in energy efficiency promoting activities. Nevertheless, utilitybased Demand-Side Management (DSM) programmes started after the oil crises of the 70’s, under regulated environment, when utilities were mostly vertically integrated and quite a number of them publicly-owned. In the early 1990s, DSM programmes were already adopted by many utilities, integrated in resource plans where both the supply and the demand side were considered as equivalent alternatives in the planning procedure (addressed as Integrated Resource Planning - IRP). The deregulation of the electricity industry that started in the 1990s, threatened DSM. During this period utilities were more focused in the restructuring process and, due to uncertainties on the availability of funds and to the new regulatory environment, investments in DSM dropped sharply. Energy Efficiency Resource Standards (EERS) arouse as a market-oriented mechanism requiring utilities to achieve certain energy savings targets through energy efficiency programmes. In some European countries these targets are addressed to as Energy Efficiency Obligations (EEO). The savings obtained by utilities can be certified, a “white certificate” being issued accordingly. This is the case of the Flemish region of Belgium, Denmark, France, Italy, and UK, alongside with Canada and Australia. In some countries, these obligations/savings can also be traded. Different approaches have been adopted to deal with the paradox of utilities involvement in EE fostering or to explain it: regulatory impositions, sharing of costs and benefits of DSM between utility and customers, plain utility's marketing strategy. The option for using legal/regulatory frameworks that lead utilities to foster the efficient use of energy must ensure their economic and financial balance as well as maintain, or even improve, their competitiveness. IRP and EEO are two regulatory measures that induce utilities to seek the most cost-effective demand-side alternatives. After the evaluation of the various alternatives, procedures must be in place to allow the selection of some alternatives over others. This is particularly more important when those EE measures/programmes are funded by ratepayers. In the thesis, a characterization of the involvement of utilities in the promotion of energy efficiency measures, in several countries is presented, as well as of the conditions that determine this involvement. The regulatory procedures used for the selection of the measures to be implemented by the utilities are also addressed. It becomes quite apparent that direct and strict regulatory influence must be exerted in order that electric utilities engage in DSM activities in a structured way, driven by societal interests and objectives. The Portuguese energy regulator (ERSE) has developed a tender mechanism to promote energy efficiency in electricity consumption (PPEC). This tender mechanism is financed by an annual budget paid by all electricity customers. Electric utilities and other organizations can submit measures, to be implemented and partly financed by PPEC budget. The measures may target different consumer segments (industrial, agricultural, residential, commerce and services) and may imply the installation of equipment or just disclosure of information. The ranking of measures is subject to an evaluation based in a set of criteria and their weighting factors, publicly known in advance. A methodological proposal is made to help strengthen the present tender mechanism as an evolved form of procurement. The use of public funds, as well as money from the utilities, to innovatively pursue societal objectives, calls for the definition of societal objectives as explicit drivers of both the procurement procedure and the evaluation and ranking of candidate measures. A methodology was developed, based on two simultaneous objectives: minimize the cost of saved energy and maximize saved energy. The use of this bi-objective approach is compatible with the regulator practice so far, maintaining the transparency of the tender mechanism and providing a greater flexibility and societal advantage of the portfolio of selected measures for market transformation.

Na medida em que as receitas das empresas do setor elétrico dependem, em última análise, da quantidade de energia elétrica vendida, a promoção da eficiência energética por estas empresas aparenta ser um contrassenso. No entanto, programas de gestão da procura (Demand-side management - DSM) surgiram após a crise do petróleo dos anos 70, em ambiente regulado, onde as operadoras de eletricidade eram na sua maioria verticalmente integradas e, em muitos casos, de capitais públicos. No início de 1990, os programas de DSM eram já prática corrente de muitas operadoras, fazendo parte de planeamento integrado de recursos (Integrated Resource Planning - IRP), em que os recursos da oferta e da procura são avaliados como alternativas em pé de igualdade. A desregulamentação do setor elétrico, que começou na década de 1990, ameaçou DSM. Durante este período as operadoras estavam mais focadas no processo de reestruturação e devido às incertezas sobre a disponibilidade de recursos e ao novo ambiente regulatório, os investimentos em DSM foram reduzidos. As obrigações de eficiência energética surgiram como um mecanismo orientado para o mercado, exigindo às operadoras metas de redução de consumos de energia através de programas de eficiência energética. Nos Estados Unidos da América (EUA) estas obrigações são vulgarmente conhecidas por Energy Efficiency Resource Standards (EERS) e em alguns países europeus, por Energy Efficiency Obligations (EEO). Em alguns países as reduções de consumo obtidas pelas operadoras podem ser certificadas, através da emissão de um "certificado branco". Alguns dos países com EEO são a região flamenga da Bélgica, a Dinamarca, a França, a Itália e o Reino Unido, juntamente com o Canadá e a Austrália e alguns estados dos EUA. Em alguns países, essas poupanças podem ser transacionadas no mercado. Diferentes abordagens têm sido adotadas para lidar com o paradoxo do envolvimento das operadoras de eletricidade na promoção de eficiência energética ou para o explicar: imposições regulamentares, partilha de custos e benefícios entre empresas e consumidores, ou simples estratégia de marketing da operadora. As disposições regulatórias deverão assegurar o equilíbrio económico e financeiro das operadoras, incluindo na promoção da eficiência energética, bem como manter, ou mesmo melhorar, a sua competitividade. IPR e EEO são duas medidas regulamentares que induzem as operadoras a melhorar a relação custo-benefício das alternativas do lado da procura. Após a avaliação das diversas alternativas, deverão existir procedimentos que permitam a seleção de umas alternativas em detrimento de outras. Isto é particularmente mais importante quando essas medidas/programas de EE são financiados pelos clientes das operadoras. Neste trabalho, é efetuada uma caracterização do envolvimento das operadoras de energia elétrica na promoção de medidas de eficiência energética, em vários países e das condições que viabilizavam este envolvimento. Torna-se evidente a necessidade de dispositivos regulatórios bem específicos para assegurar o envolvimento das empresas elétricas na promoção da eficiência energética nos usos finais, conduzido por interesses e objetivos societais. A Entidade Reguladora dos Serviços Energéticos (ERSE) desenvolveu o Plano para a Promoção da Eficiência no Consumo de energia elétrica (PPEC). Este mecanismo, baseado num concurso, está sujeito a um orçamento anual pago por todos os consumidores de eletricidade. As operadoras de energia elétrica e outras organizações podem apresentar medidas candidatas a serem implementadas e cofinanciadas pelo orçamento do PPEC. As medidas podem atingir diferentes segmentos de consumidores (industrial, agrícola, residencial, comércio e serviços) e podem implicar a instalação de equipamentos ou apenas a disseminação de informações. O ranking de medidas está sujeito a uma avaliação com base em um conjunto de critérios e seus pesos, conhecidos com antecedência. Os procedimentos regulamentares utilizados para a seleção das medidas a serem implementadas pelas operadoras também são abordados. É também feita uma proposta metodológica para ajudar a fortalecer o mecanismo. Objetivos societais são claramente explicitados e usados na avaliação e ordenação das medidas candidatas. A metodologia foi desenvolvida, baseada em dois objetivos: minimizar o custo de cada kWh poupado e maximizar a energia poupada. A utilização desta abordagem bi-objetivo é compatível com a prática regulatória seguida até agora, mantendo a transparência do programa e proporcionando uma maior flexibilidade na seleção das medidas para a transformação do mercado.