CICERO - Senter for klimaforskning
EN
Meny
Forskningsområder
trygghetssøkende. vindprodusenter i europa forsikrer seg mot vindstille dager. foto: arend vermazeren/flickr

trygghetssøkende. vindprodusenter i europa forsikrer seg mot vindstille dager. foto: arend vermazeren/flickr

Forsikrer seg mot fornybar risiko

Klima - Et magasin om klimaforskning fra CICERO

Publisert 26.06.2015

Fornybar kraftproduksjon er prisgitt været. Nå forsikrer produsentene seg mot risiko i pris og etterspørsel.

Med det stadig voksende innslaget av fornybar kraft i energisystemene våre, blir produksjonen av strøm mer utsatt for værets skiftende luner. Vindkraft trenger vind, solkraft sol, og som vi har lang erfaring med i Norge; vannkraft trenger regn og snø. Vindhastighet og soltimer kan ha store variasjoner over tid, noe som skaper en usikkerhet i produksjonen. Mengden fornybar kraftproduksjon avhenger av været.

I det nordiske kraftsystemet styres en stor del av etterspørselen etter kraft av temperatur; kalde vinterdager fører til et økt behov av strøm til oppvarming. På kalde vinterdager kan det også være relativt vindstille, og strømbehovet må dekkes inn av regulerbar kraft. Men på en varm vinterdag med sterk vind, vil det kunne produseres mye vindkraft samtidig som markedet etterspør lite kraft. I det tyske markedet der de har et stort innslag av vindkraft i energiproduksjonen, har de opplevd negative (!) priser på dager med lav etterspørsel og mye vind.

Framtidskontrakter

Både kraftprodusenter og sluttbrukere vil ha et markant behov for å beskytte seg mot usikkerhet i værfaktorer som temperatur, vind, sol og nedbør. På det nordiske kraftmarkedet NordPool handles det i framtidskontrakter der både sluttbrukere og produsenter kan sikre seg en stabil kraftpris.

Men disse kontraktene tar ikke inn over seg en potensiell volumrisiko. Volumrisiko er den usikkerhet som ligger i etterspørselen etter strøm, altså hvor mye kraftprodusentene må generere. Såkalte værderivater kan brukes til å styre volumrisikoen som kommer fra uforutsigbare variasjoner i været.

Ved Chicago Mercantile Exchange (CME) handles det i mange forskjellige finansielle kontrakter som er basert på temperatur, nedbør og orkaner. For eksempel kan du inngå en framtidskontrakt på temperaturen målt i Oslo – som måles ute på gressplenen ved Meteorologisk institutt på Blindern.

Kontrakten fungerer slik: Du bytter ut en varierende temperatur (den som faktisk blir målt) med en fast temperatur, på samme måte som du for eksempel kan ha en fast rente på huslånet i stedet for en flytende. Disse framtidskontraktene på temperaturer er finansielle; vi gjør om målte temperaturer til penger.

Som en fastrenteavtale for et boliglån

For å illustrere hvordan en slik framtidskontrakt på temperatur kan fungere, la oss tenke oss en strømprodusent i det nordiske markedet som ønsker å sikre seg mot temperatursvingninger i januar. I en særdeles forenklet situasjon kan vi tenke vi oss at produsenten genererer strøm i januar som er proporsjonal med gjennomsnittstemperaturen målt i denne måneden. Produsenten selger (det vil si, tar en «shortposisjon» i) en såkalt CAT futures[1], eller framtidskontrakt, på CME for Oslo for januar måned. Denne kontrakten er innrettet slik at hvis gjennomsnittstemperaturen blir høyere enn en på forhånd avtalt temperatur, så vil produsenten motta differansen i form av penger.

I motsatt tilfelle, vil produsenten måtte betale en sum penger tilsvarende differansen. Med CAT futures-kontrakten har produsenten sørget for å motta en kompensasjon tilsvarende tapt volum hvis snitt-temperaturen blir høyere enn den avtalte, mens han må betale en sum penger tilsvarende økt volum hvis temperaturen blir lavere enn den avtalte.

På samme måte som i en fastrenteavtale for et boliglån, vil den «faste temperaturen» i en CAT futures ved CME settes slik at kontrakten har verdi null. Dette betyr ikke at den er verdiløs, men at kjøper ikke betaler noe for CAT futures-kontrakten ved inngåelse. Den faste temperaturen må settes slik at kontrakten blir rettferdig, i den forstand at det er en viss balanse i mulige tap- og gevinstscenarioer mellom kjøper og selger. Siden den faste temperaturen må avtales ved kontraktsinngåelse, må man basere seg på mulige temperaturscenarioer over den avtalte måneden.

Man kan lett tenke seg et behov for alternative kontrakter basert på vind eller soltimer. For eksempel kan en gass- eller kullkraftprodusent i Tyskland være interessert i sikringsprodukter basert på vindstyrke for å avlaste risikoen for betydelig prisreduksjon som følge av mye vindkraft i nettet. Negative priser i det tyske markedet bæres i høy grad av gass og kullkraftverk, som velger å betale framfor å skru av produksjonen kortvarig.

Nye forsikringsprodukter kommer

Kvanto-opsjoner er en ny type forsikringsprodukter der en produsent kan beskytte seg mot for lave priser som inntreffer samtidig med for høye temperaturer. Kvanto-opsjoner trigger altså en «forsikringsutbetaling» når både priser og volum slår i feil retning for produsenten. Slike værderivater er enda ikke handlet i et organisert marked som CME. Kontraktene har typisk blitt inngått mellom større forsikringsselskaper og produsenter i energimarkedet.

For at produsenter og andre aktører i energimarkedet skal kunne benytte seg av disse sikringsproduktene på en god måte, må vi ha avanserte modeller for hvordan strømpriser, temperatur, vindfelt osv. endrer seg framover i tid. Stokastisk modellering er et meget effektivt rammeverk til dette formålet.

Stokastiske modeller er veldig gode til å beskrive tilfeldige variasjoner over tid og rom, samtidig med at de har en rekke matematiske egenskaper som gjør det mulig å anvende dem til videre teoretiske og praktiske analyser. For eksempel har vi ved Matematisk institutt utviklet raske og presise metoder for å simulere disse modellene på datamaskin[2].

Resultatene fra teoriutviklingen vår håper vi vil kunne lede til en bedre forståelse og kontroll av risiko for aktørene i energimarkedet. Typiske eksempler på anvendelser er verdsetting av vindkraftprosjekter eller reduksjon av risiko med bruk av værderivater. Forskningen vår har allerede vakt oppmerksomhet hos større produksjonsselskap i Norge og Europa.

 

[1] CAT futures er en framtidskontrakt skrevet på «cumulative average temperature», som betyr aggregering av den daglige snitt-temperaturen. Snitt-temperaturen over en dag måles som gjennomsnittet av den maksimale og minimale observerte temperaturen over døgnet.

[2] Dette er arbeider fra to større forskningsprosjekter finansiert av Norges forskningsråd: EMMOS (Evita) og MAWREM (Energix)