Schemat rynku energii

Na całość kosztów produkcji energii elektrycznej składają się:

• koszty inwestycji, czyli budowy elektrowni. Jest on amortyzowany przez czas jej działania.
• koszty stałe, czyli bieżącego utrzymania: wynagrodzeń dla pracowników, remontów, wyposażenia, itd. Ponoszone one są niezależnie od tego, czy elektrownia produkuje energię elektryczną, czy nie. Od 2021 r. część elektrowni i elektrociepłowni otrzymuje przychody z rynku mocy w zamian za pozostawanie przez jednostkę w gotowości do dostarczania mocy elektrycznej do systemu. Przychody te pomagają rekompensować ponoszone koszty stałe.
• koszty zmienne, czyli ile kosztuje wytworzenie każdej dodatkowej MWh energii. Ich wysokość bezpośrednio zależy od poziomu produkcji. Główny składnik to koszt paliwa oraz koszt uprawnień do emisji CO₂.

Dla różnych rodzajów elektrowni poszczególne kategorie kosztów kształtują się odmiennie. Przykładowo, dla elektrowni wiatrowych, czy fotowoltaicznych wysoki jest koszt samej inwestycji i jej udział w całkowitym koszcie. Koszty eksploatacji, stałe i zmienne są natomiast relatywnie niskie. W przypadku elektrowni konwencjonalnych koszty zmienne i koszty stałe są bardziej zrównoważone, w dużej mierze zależne od kosztu wykorzystywanego paliwa i kosztów emisji CO₂.

Ze względu na rosnące ceny  uprawnień CO₂ i spadek cen instalacji OZE znormalizowany koszt wytwarzania energii na 1 MWh (tzw. LCOE) jest, w polskich elektrowniach wyższy dla energetyki konwencjonalnej niż odnawialnej.

Cena na rynku hurtowym kształtowana jest w oparciu o wysokość kosztów zmiennych, a dokładniej, krańcowego kosztu wytworzenia 1 MWh energii elektrycznej. Na bazie poziomu tych kosztów, od najniższych do najwyższych, tworzona jest krzywa podaży (tzw. merit order lub stos). Krzywa popytu, przecinając się z krzywą podaży, wyznacza aktualną rynkową cenę energii.

Koszty stałe ponoszone są niezależnie od tego czy dana elektrownia pracuje, czy nie. Dlatego też nie mają one bieżącego wpływu na cenę energii elektrycznej.

Koszty inwestycji w źródła odnawialne (czyli źródła o niskim koszcie zmiennym) finansowane są poza rynkiem energii elektrycznej i pochodzą z subsydiów, na które składają się wszyscy konsumenci energii.

Nie zawsze wszystkie moce są dostępne na rynku. Dlatego cena zmienia się wraz z ich dostępnością i zapotrzebowaniem na energię elektryczną – niższym w nocy, a wyższym w ciągu dnia oraz zmieniającym się sezonowo – wyższym zimą, a niższym w trakcie miesięcy letnich.

W Polsce wśród odnawialnych źródeł energii obecnie największą mocą dysponują elektrownie wiatrowe, ale bardzo intensywnie rozwijają się w ostatnim czasie  elektrownie fotowoltaiczne. Poziom mocy elektrowni wodnych jest w ciągu ostatnich lat stały ze względu na ograniczone zasoby wodne. Najważniejszym źródłem odnawialnym pod względem ilości energii produkowanej w ciągu roku jest energetyka wiatrowa, jednak w zależności od pory roku, dnia  i warunków wietrznych chwilowa moc dostarczana przez elektrownie fotowoltaiczne może być wyższa.

Najważniejszym czynnikiem, który decyduje o dostępności mocy odnawialnych jest zatem pogoda. Dlatego  poziom dostępnych mocy OZE jest zmienny i zawsze musi istnieć odpowiednia dostępna rezerwa mocy konwencjonalnych gotowych natychmiast do podjęcia pracy w przypadku braku odpowiedniej generacji ze źródeł odnawialnych.

Dla elektrowni konwencjonalnych głównymi kosztami zmiennymi są koszt paliwa oraz koszt uprawnień do emisji CO₂.

Elektrownie wiatrowe, wodne, czy fotowoltaiczne takich kosztów nie ponoszą. Dlatego też jako pierwsze pojawiają się na krzywej podaży (merit order). Podobnie jest z elektrociepłowniami, których zasadniczą rolą jest produkcja ciepła, a energia elektryczna jest produkowana dodatkowo. Elektrownie konwencjonalne, z racji kosztów paliwa (węgla, gazu) oraz CO_­2, pojawiają się w dalszej kolejności. Koszt zmienny wytwarzania w źródłach konwencjonalnych zależy także od sprawności przetwarzania paliwa w elektrowni. Dlatego nowoczesne bloki węglowe i gazowe są w stanie zaoferować energię elektryczną taniej od istniejących.

Mechanizm wyznaczania ceny w oparciu o koszty zmienne był efektywny w warunkach wolnego rynku, niezaburzonego przez subsydiowanie wybranych technologii.

Pokrycie kosztów inwestycyjnych dla OZE oraz rosnące koszty CO₂ zniekształciły rynek energii, pogarszając ekonomikę funkcjonowania bloków konwencjonalnych. Na wielu rynkach działalność trwale lub chwilowo nierentownych aktywów jest ograniczana. Na rynku energii elektrycznej, która zapewnia podstawowe potrzeby społeczeństwa nie można do tego dopuścić. W niesprzyjających warunkach pogodowych (np. bezwietrznie) zabrakłoby energii powodując tzw. blackout destrukcyjny dla funkcjonowania gospodarki i normalnego życia mieszkańców.

Stąd też w polskim systemie elektroenergetycznym pojawił się rynek mocy – jako uzupełnienie rynku energii elektrycznej. W ramach rynku mocy jednostki wytwórcze otrzymują dodatkowe środki w zamian za pozostawanie przez jednostkę w gotowości do dostarczania mocy elektrycznej do systemu. Dzięki rynkowi mocy dyspozycyjne źródła wytwarzania mogą otrzymać częściową rekompensatę wynikającą ze spadku cen hurtowych, które wcześniej pokrywały koszt zmienny oraz koszty stałe. Pozwala to na bieżące utrzymanie i modernizację elektrowni w celu niezakłóconych i pewnych dostaw energii.