4a_struttura mercati

1

Struttura dei mercatidell’energia

Parte 1

Economia dei servizi e delle reti

Elena [email protected]

2ESR – E. Fumagalli

Struttura condotta performance

Struttura di mercato: insieme degli elementi che le impreseassumono come dati nella formulazione delle proprie strategie(condotte) Decisioni assunte con obiettivi di massimizzazione dei profitti,

all’interno delle opportunità e dei vincoli offerti dal mercato

Es: presenza di un regolatore che determina le regole per gliinvestimenti, i prezzi, la qualità

Es: la struttura in un mercato libero determina la forma e la forzadella competizione tra le imprese già presenti (competizione dibreve periodo) /facilità o ostacola l’ingresso di nuove imprese (equindi la competizione di lungo periodo)

2



Condotta di un’impresa Comportamento breve periodo, azioni operative

comportamenti in termini di prezzi e qualità del prodotto Comportamenti lungo periodo, azioni strategiche

investimenti in impianti o in ricerca, mercati di prodottoe geografici in cui operare, organizzazione

Le condotte di un’impresa ne determinano leperformance Redditività (ma anche: crescita fatturato,

investimenti) … naturalmente a parità di struttura di mercato,

condotte e performance dipendono anche da risorse e capacità organizzative, tecnologiche,

commerciali, finanziarie dell’impresa

Performance



I comportamenti di un’impresa si basano in misura importantesulla struttura del mercato in cui sono presenti o in cuipensano di entrare

Per comprendere le strategie di impresa occorre svolgereun’analisi della struttura del mercato, ovvero analizzare

quali sono gli aspetti strutturali, non contingenti, di tali mercati(elementi della struttura di mercato)

da cosa dipende la loro presenza (determinanti della strutturadi mercato) e la forza con cui essi agiscono sulle imprese

Lo stesso vale per determinare le politiche pubbliche per imercati

3


Struttura mercati energia

Oggetto di questa parte del corso

principali elementi della struttura dei mercati intermedi e dei mercati finali … … nell’energia elettrica e nel gas naturale

loro determinanti costi di impresa

rappresentazione economica delle possibilità tecnologiche,produttive, organizzative delle imprese

domanda di mercato rappresentazione economica delle preferenze consumatori e

clienti industriali


Struttura mercati energia: elementi edeterminanti

1. Concentrazione dell’industria. Numero piccolo imprese oppuretante imprese ma una o più di grandi dimensioni rispetto alladimensione totale del mercato

Determinanti principali: economie di scala (costi impresa).2. Barriere all’ingresso e all’uscita. Vantaggi imprese presenti nei

confronti delle imprese potenziali entranti; costi aggiuntivi especifici per uscire dal mercato

Determinanti principali: economie di scala, economie di apprendimento,e costi irrecuperabili (costi impresa).

3. Regolazione mercato. Autorità condiziona scelte impresa (prezzi,qualità e investimenti)

Determinanti principali: monopolio naturale, costi irrecuperabili (costiimpresa); bassa elasticità domanda al prezzo (domanda mercato).

4. Complementarità con altri settori. Processi produzione oorganizzazioni dei due settori o condividono risorse o scambianostabilmente prodotti e servizi

Determinanti principali: economie di multi-prodotto (costi impresa).

4


Struttura mercati energia: elementi edeterminanti


Indice

Struttura di mercato: introduzione

Analisi dei costi di impresa: generalità Analisi dei costi di impresa nei settori dell’energia

Economie di scala Monopolio naturale Investimenti irrecuperabili Economie di multi-prodotto Economie di apprendimento (esercitazioni)

Analisi della domanda di mercato: generalità Analisi della domanda di mercato nei settori dell’energia

Elasticità al prezzo e altre proprietà

5



Analisi costi impresa: generalità

Costi totali Risorse variabili, fisse, set-up Costo marginale, costo medio


Costi totali impresa

Costo totale Misura il valore economico delle risorse utilizzate da

un'impresa per sviluppare produrre e vendere i propriprodotti

Ricavi: misura risorse generate e vendute dall'impresa Differenza: profitto o utile, valore differenziale che remunera i

proprietari (azionisti) Risorse:

Fattori produttivi operativi: costo del lavoro, costo materiali eservizi, ammortamenti di immobilizzazioni materiali eimmateriali, amministrazione, formazione, R&D, …

Risorse finanziarie: oneri finanziari (pagamento interessi) eutile “minimo” (necessario assicurare remunerazione minimaazionisti) Remunerazione del capitale investito è inserita nei costi totali

6



Funzione costo totale

CT=CT(q) con q≥0, quantità; CT’ ≥0

La relazione è modificata da fattori diversi: Prezzi unitari dei fattori produttivi, w

Salari (lavoro), prezzi materiali e servizi, tassi interesse (capitaledi debito)..

Progresso tecnico, T: CT=CT(q,T), ∂CT/ ∂T≤0

CT=CT(q,T,w), ∂CT/ ∂wi≥0



Funzione costo totale La relazione è biunivoca perché esprime una relazione di

efficienza

7


Risorse variabili, fisse, set-up

Al variare delle esigenze dei consumatori, dellaregolamentazione, della tipologia di concorrenti, ilmanagement prende decisoni rigurdanti i volumiproduttivi, il mix dei prodotti, la capacità installata,teconologie di produzione i mercati geografici,…

Solo alcune tra le risorse di impresa possonoessere mobilitate immediatamente, mentre altrerichiedono una maggiore quantità di tempo

Risorse variabili Risorse fisse



Risorse variabili Risorse che possono essere immediatamente “aggiustate”

per aumentare o diminuire la quantità prodotta Materie prime, materiali e servizi In misura inferiore (regolazione mercato lavoro), lavoro

Risorse fisse Risorse che possono essere modificate solo nel lungo

periodo Stabilimenti, reti, impianti, programma di R&D …

Breve v. lungo periodo: distinzione convenzionale;l’impresa opera nel breve periodo quando è vincolata nellivello di alcune risorse

8



Risorse di set-up, o “indivisibili” Risorse necessarie per entrare nel mercato Risorse fisse ma non variano neppure nel lungo periodo perché insensibili alla

dimensione di impresa Autorizzazioni e licenza per erogare un servizio Alcune opere civili Apparati di rete (sistema informativo preposto al controllo della rete, squadre addette alla

manutenzione e alla sicurezza della rete) Concessione per il diritto ad erogare il servizio

Passaggio dal breve al lungo: diventano variabili solo una parte delle risorsefisse (dipende dall’industria)

Nelle decisioni di ingresso e uscita sono particolarmente rilevanti

Risorse indivisibili

Risorse fisse

Risorse variabili

Breve periodo

10

0%

ris

ors

e

imp

resa


Risorse variabili

Lungo periodo


Risorse fisse

Risorse variabili

Breve periodo

10

0%

ris

ors

e

imp

resa


Risorse variabili

Lungo periodo



Costi variabili e costi fissi La funzione di costo è diversa tra breve e lungo periodo

Breve periodo: CTB=CFB+CVB(q)

Lungo periodo: CTL=CFL+CVL(q)

CFB> CFL>0, con CFL costi di set-up

Inoltre CTB(q) ≥CTL(q), ∀q Nel breve periodo in genere costi più elevati per produrre la

stessa quantità perché non posso combinare “al meglio” tutti ifattori produttivi

9


Costi marginali e medi

Costo marginale costo di un'unità aggiuntiva di prodotto

incremento nei costi totali per produrre un'unità in più MC, marginal cost

Non tutte le unità presentano lo stesso MC Nel breve, al crescere della quantità i costi marginali crescono (nel

lungo esiste possibilità di installare ulteriore capacità produttiva)

Fondamentale per capire quanto produrre Tutte le unità con costi marginali inferiori al prezzo …

Prezzo: ricavo aggiuntivo dalla produzione e vendita di un’unità Se il prezzo del prodotto scende sotto il costo marginale di una certa unità, non

"copre" i costi delle risorse aggiuntive necessarie alla sua produzione … dal momento che si è nel mercato

!

MC= MC(q)="CT (q)

"q="CV (q)

"q



Costo medio Costo unitario: rapporto tra costi totali e quantità

Comprende il costo variabile medio e una quota di costi fissi AC, average cost

Fondamentale per capire se uscire dal mercato Nel lungo periodo se il prezzo non copre il livello minimo dei

costi medi, anche se copre costo marginale, occorre uscire Se restassi, coprirei i costi variabili relativi alle unità prodotte ma

non i costi fissi

!

AC=CT (q)

q= AC(q).

10



Esempio



Analisi costi impresa nei settori energia:Economie di scala

Definizione e Cause Esempi

Effetti: concentrazione industriale Effetti: barriere ingresso

11


Perché partire da economie scala

News energia

Cosa spiega dimensione impresa? Punto partenza: economie scala


Definizione e cause

Economie di scala Un’impresa beneficia di economie di scala quando al

crescere delle proprie dimensioni sperimenta unamaggiore produttività delle proprie risorse, ovvero

Se i costi totali crescono in maniera meno cheproporzionale alla quantità (costi medi decrescono)

maggiore produttività delle risorse di impresa al crescere delladimensione dell’impianto e / o dell’impresa

economie di scala “reali” Esistono anche economie di scala “pecuniarie”

prezzi inferiori per materiali e impianti o salari inferiori nel casodi grandi dimensioni

fatto non strutturale ma legato alle capacità dell’impresa

12


Definizione e cause

Cause economie di scala. Al crescere delle dimensioni, nellungo periodo, un’impresa può sperimentare dei vantaggi:

1. Economie di scala di impianto, o tecniche maggiore produttività risorse produttive al crescere della taglia

Es. impianti produzione energia … a livello di impresa2. Specializzazione del capitale umano

Organizzazioni piccole: Personale meno specializzato Specializzazione favorisce produttività del capitale umano

Operativo: apprendimento, esperienza, competenze specifiche Manageriale: manager dedicati a funzioni di elaborazione strategica, di

coordinamento e di controllo; adozione di soluzioni e forme organizzativepiù efficienti

3. Condivisione risorse set-up Risorse assai pesanti per livelli dimensionali minimi Sfruttamento delle indivisibilità, minor peso relativo dei costi di set-up


Definizione e cause

Oltre certe dimensioni,diseconomie di scala difficoltà organizzative tipiche

delle imprese di dimensionielevate costi aggiuntivi di

coordinamento e di controllo Nel breve periodo, l’impresa

sperimenta soprattuttoeconomie di densità Saturazione risorse

sovradimensionate Se in origine capacità

produttiva eccedeva domanda Diverse da economie scala

vantaggio dovuto a inefficienzapassata

13


Definizione e cause

Un settore può essere caratterizzato in rapporto alleeconomie di scala tramite un indicatore Dimensione Ottima Minima, o DOM Dimensione necessaria per avere costi medi minimi Indicatore importanza economie scala nel settore

Esempio trasporto nazionale gas

Economie discala

DOM - DimensioneOttima Minima

Costo mediotrasporto

[Euro/Mln mc]

Mln mc - anno100.000

10.000

15.000

25.000

12.000


Esempio: Produzione energia elettrica

Economie di scala nella generazione termoelettrica a livello diimpresa Benefici di scala di impianto e organizzativi Imprese tipicamente multi-impianto

Per ogni tecnologia di impianto, dimensione appropriata Decisione sul numero di impianti e coordinamento nella produzione multi-

impianto

Costi

MWh

Base load plant

Mid-merit plantPeak-load plant

14



Studio USA, 1999: costi medi di impresa al variare della quantitàprodotta in un anno

DOM: circa 50 milioni di MWh prodotti in un anno Oltre 70-75 milioni di MWh debole crescita dei costi medi

Ipotizzando un utilizzo degli impianti istallati in media al 50% della capacitàproduttiva, le imprese con costi medi minimi hanno potenza installata 10 -18.000 MW

0

2

4

6

8

10

5 15 25 35 45 55 65 75 85 95 105

millionMWhe

$cent/KWhe


Effetti: concentrazione industriale

Le economie di scala a livello di impresa sono importanticome causa del grado di concentrazione del mercato

Concentrazione industriale: elevata se la produzione èdominata da poche imprese Numero limitato di imprese Numero elevato, ma alcuni competitori dimensioni maggiori

Perché la concentrazione è più elevata se le economie discala sono significative? Possono sopravvivere in un mercato un numero di imprese vicino

al rapporto tra dimensione del mercato e DOM Imprese tendono a raggiungere DOM, per avere costi minimi Se DOM è elevata

Il mercato sarà popolato da poche imprese o da alcune imprese alla DOMe altre meno efficienti

15



Concentrazione industriale: Perché importante? Settori molto concentrati: ridotta concorrenza

Solo con molte imprese piccole, vigorosa competizione prezzo Se numero limitato imprese

Possibili condotte anticoncorrenziali (cartelli prezzo,…) In ogni caso aggiustamento reciproco a prezzi “non troppo

ridotti” Oppure: se una o poche grandi imprese

vantaggi rispetto a concorrenti più piccoli … settore concentrato: margine prezzo-costo elevato

(approfondimenti successivi)



Indicatori: necessari per caratterizzare mercato devono catturare siail numero sia la dimensione relativa delle imprese presenti Basati sulle quote di mercato delle imprese presenti

Indice di Herfindal: somma quadrati delle quote di mercato di tutte leimprese presenti

Cresce al diminuire del numero delle imprese e al crescere delle asimmetriedimensionali

Rapporti concentrazione: somma quote di mercato prime 1 o 4 imprese

!

"i=

qi

qii=1

n

#

!

H = "i

2

i=1

n

#

!

C4

= "i

i=1

4

#

16



Rapporti concentrazione: più semplici da calcolare, ma minor peso aasimmetrie imprese Es. paese con 10 imprese al 10% e paese con 1 impresa con il 37%, e 63

all’1% C4 = 40% per tutti e due, H = 10% e 14% Nel secondo maggiore potere di mercato (impresa dominante)

0

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

6,000

7,000

8,000

9,000

10,000

0 2 4 6 8 10

Number of firms

HH

I

0

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

6,000

7,000

8,000

9,000

10,000

0 20 40 60 80 100

Market share of dominant firm %

HH

I



Concentrazione nella generazione elettrica Date le economie di scala presenti nella generazione

elettrica è possibile dire qualcosa sulla concentrazione aregime del settore della produzione elettrica in Italia?

Bilancio aggregato dell’energia elettrica in Italia. Dati in GWh

17



Punto di partenza: precedente analisi economie discala Analisi assai semplificata Ipotesi solo tecnologie termoelettriche

A regime, in prima approssimazione spazio per 6imprese che lavorino alla DOM o a dimensioni unpoco superiori.

Italia, produzione netta 2006: 300.000 GWh Necessarie altre considerazioni, legate all’irreversibilità degli

investimenti, ma prima valutazione



18


Effetti: barriere all’ingresso

Barriere all’ingresso: vantaggio delle imprese già presenti neiconfronti di imprese potenziali entranti

Perché la presenza di significative economie di scala creabarriere ingresso? Imprese presenti

alla DOM -> costi medi inferiori economie di scala localizzazione (es. idroelettrico), ..

Qualità reale o percepita superiore Superiore conoscenza mercato, fidelizzazione clienti,…

Imprese entranti più piccole ->costi medi più alti tempi lunghi per raggiungere DOM, ma anche per guadagnare clienti

(non sfruttano le economie di scala) debito per investire e raggiungere la DOM -> costi finanziari elevati

Autofinanziamento non possibile (capitale acquistato sul mercato deldebito, con incremento costi)


Effetti: barriere all’ingresso

Perché la presenza di barriere ingresso èimportante?

Impedendo o rallentando l’ingresso minore concorrenza nel breve periodo minore concorrenza nel lungo periodo

Meno probabile che nel lungo periodo entrino nuove impresea contendere il mercato

Imprese presenti riescono a praticare margini prezzo-costielevati senza temere che nuovi entranti le “spiazzino”

Imprese relativamente inefficienti o con prodotti di bassaqualità riescono a sopravvivere

19


Esempio: produzione elettrica

Barriere ingresso nella generazione elettrica Date le economie di scala presenti nella generazione

elettrica è possibile dire qualcosa sulle difficoltà per leimprese potenziali entranti?

0

2

4

6

8

10

5 15 25 35 45 55 65 75 85 95 105

millionMWhe

$cent/KWhe


Esempio: produzione elettrica

Punto di partenza: precedente analisi economie discala Analisi assai semplificata Ipotesi solo tecnologie termoelettriche

Curva dei costi medi: aggravi significativi di costoper imprese piccole Se dimensioni inferiori ad 1/3-1/4 della DOM, costo medio

per kWh 50-100% più alto

Inoltre, investimenti ingresso assai onerosi impianti con vita utile varia tra i 15 e i 30 anni Investimenti dell’ordine dei 100-1.000 milioni di dollari

20



Analisi costi impresa nei settori energia:Monopolio naturale

Definizione e cause Esempi

Effetti: regolazione monopolio


Definizione e cause

Monopolio naturale Un’attività industriale nella quale i costi di impresa sono

subadditivi produzione concentrata in un’unica impresa: costi totali inferiori alla

somma dei costi totali sperimentati da più imprese qualora l’offertafosse realizzata da più imprese

Q quantità totale di prodotto offerta nel settore, si ha monopolionaturale se vale la seguente relazione qualsiasi sia la suddivisionedella quantità totale tra più imprese:

SERVIZIO

SERVIZIO

COSTI 1IMPRESA

COSTI PIU’IMPRESE

!=

<n

i

iqCTQCT1

)()(

!=

"#=n

i

i nQq1

2,

21


Definizione e cause

Monopolio naturale Definizione tradizionale: un mercato è caratterizzato da condizioni

naturali di monopolio quando, per la presenza di economie di scala nellaproduzione, un certo livello produttivo (corrispondente al livello didomanda) è ottenibile a costi unitari inferiori da una singola impresa diquanto lo sia da 2 o più imprese. Costi medi decrescenti al crescere della produzione

Si dimostra che la presenza di economie di scala è CS ma non CN perl’esistenza di monopolio naturale (ovvero è CS per la subadditività deicosti)

Definizione corretta: un’industria costituisce monopolio naturale se,nell’intervallo rilevante di produzione determinato dalla domanda, lafunzione di costo è la subadditiva

CNS per l’esistenza del monopolio naturale è la subadditività dellafunzione di costo


Definizione e cause

Ipotizzo una funzione di costi medi a U:

Ipotizzo che siano attive due imprese, e chiediamoci come deve essereripartita la produzione totale y per avere una minimizzazione dei costi

x: livello produzione prima impresa y-x: livello produzione seconda impresa Sostituendo:

La ripartizione ottimale si ha quando il costo totale è minimo:

Livelli di produzione uguali per le due imprese

!

C(y) = a + byi2

!

C[y(2)]=C(x) +C(y " x)

!

C[y(2)]= 2a +2bx2

+ by2"2byx

!

dC[y(2)]

dx= 0

!

x =y

2

22


Definizioni e cause

Individuiamo se è opportuno attivare una sola impresa (invecedi due), ovvero quando è verificata la seguente relazione:

Risolvendo per y si ha

Al di sotto di questo livello produttivo è ottimale attivare unasola impresa

!

C[y(1)]<C[y(2)]= 2Cy(1)

2

"

# $ %

& '

a + by2 < 2 a + by

2

(

) *

+

, -

2"

# $ $

%

& ' '

!

y <2a

b


Definizioni e cause

Calcoliamo il costo medio minimo:

Risolvendo per y:

Il livello produttivo con costo medio minimo è inferiore al livelloproduttivo al di sotto del quale è economicamenteconveniente che operi una sola impresa

Funzione d costo può essere subadditiva anche in presenzadi costi medi crescenti

Importanza intersezione della curva di domanda e dei costimedi

!

dC(y)

y

"

# $

%

& '

dy= 0

!

y =a

b<2a

b

23


Definizioni e cause

D1 anche nell’ipotesi tradizionale non si giustifica l’attivazione di due imprese D2 monopolio naturale, nonostante la curva dei costi medi sia intersecata in una zona

crescente D3 Si giustifica la presenza di due imprese sul mercato

Con una curva di costi a U, un’industria non è in generale un monopolio naturale,dato che il livello produttivo dipende dal livello della domanda

!

a /b

!

2a /b

!

y

!

p, AC

!

D1

!

D2

!

D3


Definizione e cause

Quali sono le cause del monopolio naturale? In un settore mono-prodotto, economie di scala molto forti DOM superiore o “non molto inferiore” alla quantità

richiesta dal mercato Condizione sufficiente per la subaddittività dei costi è che i

costi medi siano decrescenti. Reti distribuzione e trasporto /trasmissione energia elettrica

e gas naturale Economie di scala straordinariamente rilevanti In alcuni casi le economie scala non vengono esaurite

neppure da dimensioni di impresa paragonabili alle dimensionidel mercato

24


Definizione e cause

Esempio precedente: ipotetica curva economiescala trasporto gas Conviene dividere il mercato tra imprese?

Costo mediotrasporto

[Euro/Mln mc]

Mln mc - anno

12.00010.000

15.000

25.000

Esempio:Mercato nazionale =125.000 Mln mc - anno

DOM

100.000

/ continua


Definizione e cause

continua / Esempio

La presenza di più imprese potrebbe impedire di cogliere appieno le economie di scala .. .e portare ad un aumento dei costi del sistema

15.000

25


Esempi: Trasporto nazionale gas

Gasdotti: “volumetric returns to scale” Diametro doppio: superficie doppia (materiale), ma volume

quadruplo ‘Rights-of-way’: diritto accesso a terreno di terzi; altre

autorizzazioni Risorse di set-up (indivisibili)

Costi insensibili al volume trasportato Efficienza dispacciamento e pianificazione rete

In caso di più imprese, costi di coordinamento nella pianificazionee nel dispacciamento

Stima per mercato Nord-Americano (Gordon et al. 2003):economie di scala non ancora esaurite Volume trasportato: +10%: Costi totali: +8.5-+9.5% Costi unitari decrescono


Esempi: trasporto gas

Trasporto gas in Italia: Monopolio naturale (AEEG, 2002)

Le economie di scala rendono inefficiente, e talvoltaimpraticabile, la duplicazione della rete di Snam Rete GasS.p.A., che detiene il 96 per cento della rete di trasportoitaliana in termini di capitale investito.

Le reti sono caratterizzate da una funzione di costo“subadditiva” (…). In esse si realizzano dunque le condizionidi monopolio naturale.

26


Esempio: Trasmissione nazionaleenergia elettrica

Costi medi dei sistemi di trasmissione (mercato USA) … terreno, piloni, pali, conduttori, sottostazioni

.. decrescono al crescere della potenza trasportata

NB: economie di scala di impianto, non di impresa

765

500

345

230

Tensione (kV)

1.800

1.200

900

480

Costi capitale (‘000$/miglio)

0,454.000

0,602.000

1,00900

1,37350

Costo medio ( million$ / GW-miglio)

Capacità (MW)

765

500

345

230

Tensione (kV)

1.800

1.200

900

480

Costi capitale (‘000$/miglio)

0,454.000

0,602.000

1,00900

1,37350

Costo medio ( million$ / GW-miglio)

Capacità (MW)


Esempi: Distributori

Energia elettrica (mercato USA) Dimensione ottima minima: 250.000 utenti Curva dei costi medi “ piatta”: svantaggi sostanziali di costo

per meno di 10.000 e per più di 2.900.000 clienti Prevalgono le economie di scala di tipo organizzativo:

amministrazione, lettura contatori, fatturazione.

Gas naturale (Italia) Costi medi fortemente decrescenti per migliaia di utenti Costanti a partire da 100.000 utenti

Dimensione media distributori gas: 220.000 utenti

27


Esempi

Monopolio naturale nel settore gas


Esempi

Monopolio naturale nel settore energia elettrica

28


Effetti: regolazione del monopolio

Concorrenza tra imprese costituisce un meccanismo virtuoso Mentre le imprese tentano di massimizzare proprio profitto … … si realizzano condizioni ottime da un punto di vista pubblico

minor prezzo possibile a parità di qualità

Anche dove concentrazione e barriere all’ingresso riducono laforza della competizione, si ritiene preferibile mantenere unregime di mercato concorrenziale non regolamentato.

Nel caso di monopolio naturale la concorrenza appareindesiderabile perché comporterebbe un aumento dei costi

Es: Installazione ed esercizio reti elettriche o gas


Effetti: regolazione del monopolio

Il monopolio viene protetto con specifichedisposizioni di legge

Si rende però necessario un intervento pubblico diregolazione del monopolio

Se mancassero questi interventi da parte dell’autoritàpubblica,

un solo operatore potrebbe esercitare “potere di mercato” Prezzi eccessivamente alti e qualità ridotta

Scelta economie avanzate: regolazione del monopolio Si veda dispensa dedicata

4a_struttura mercati

Documents

Transcript of 4a_struttura mercati