Prezzo di elettricità e petrolio: esiste un legame?

Le dinamiche a breve, medio e lungo termine della relazione tra il prezzo dell’elettricità e quello del petrolio greggio sono cruciali per la definizione di strumenti di misurazione e gestione del rischio per trader e operatori del settore energetico. Ciò richiede una reale comprensione della natura della volatilità e della correlazione fra questi due diversi mercati energetici. Al tempo stesso, i mercati del gas e dell’elettricità, a differenza del mercato petrolifero, sono mercati regionali, per cui i prezzi di queste materie prime dipendono pesantemente dal luogo in cui sono prodotte, spedite e distribuite.

Il petrolio è una delle fonti più importanti di energia primaria nel mondo. Dopo lo shock del prezzo del petrolio del 1973, le aziende elettriche videro la necessità di ridurre la dipendenza dal petrolio. La maggior parte dei nuovi impianti delle utility costruito dopo il 1975 sono impianti nucleari, a carbone, a olio combustibile, etc. Di conseguenza, la gran parte della capacità di produzione energetica da petrolio era, già all’inizio degli anni ’80 riservata ai periodi di carico massimo o per le emergenze.

A partire dal un picco di consumo di petrolio di 1,7 milioni di barili al giorno nel 1978, il consumo di petrolio da parte delle utility elettriche è sceso a 475.000 barili al giorno nel 1985. In questo periodo, la produzione di carbone nel mondo iniziò ad aumentare. Alla fine del XIX secolo, essendo aumentato il suo uso nella generazione di elettricità, il carbone è diventato un pilastro nelle centrali elettriche, mentre il petrolio e il gas naturale hanno gareggiato in diversi mercati residenziali e commerciali.

Oggi un moderno Paese occidentale come gli Stati Uniti produce solo lo 0,7% della sua energia elettrica usando il petrolio. Pertanto, il prezzo del petrolio non ha alcun impatto diretto sul prezzo dell’elettricità. La maggior parte dell’elettricità proviene dal carbone (39%) e dal gas naturale (27%), mentre il resto proviene da energia nucleare, idroelettrica, eolica e altre fonti rinnovabili. In Italia il mix alla base della produzione elettrica è alquanto diverso, ma riguardo al petrolio la sostanza non cambia.

Il mix italiano delle fonti per la produzione di energia elettrica nel 2014. (fonte: Terna)

Il combustibile con l’impatto più diretto sul prezzo dell’elettricità è il gas naturale, poiché la generazione di gas naturale spesso determina il prezzo dell’elettricità nel mercato. Ciò perché, da una parte, il gas naturale è usato come fonte per la generazione di picco di energia elettrica al fine di soddisfare i carichi di raffreddamento in estate e quelli di riscaldamento in inverno e, dall’altra, perché il Prezzo Nazionale Unico (PUN) dell’energia elettrica è stabilita tramite un meccanismo sui generis.

La vendita di energia elettrica viene effettuata ogni giorno per il giorno successivo ricorrendo ad una contrattazione su base oraria dove l’incontro tra domanda e offerta viene effettuata attraverso il sistema del cosiddetto “prezzo marginale”. Semplificando, tale meccanismo remunera i produttori pagando a tutti il prezzo di equilibrio tra domanda e offerta, che è pari al prezzo dell’offerta più costosa tra quelle accettate per soddisfare la domanda di energia elettrica prevista.

Il PUN è il risultato di aste, che coprono la richiesta di energia prevista, ora per ora, con l’elettricità offerta da vari operatori. Nelle aste si accetta, cioè si “dispaccia”, prima l’offerta più economica e poi, via via, i “pacchetti” più cari, fino a coprire tutto il fabbisogno. A determinare il prezzo orario che si applica a tutti gli impianti è la fonte più cara selezionata. Le rinnovabili non programmabili, come solare ed eolico, sono offerte a prezzo zero, così da non rischiare di non essere selezionate.

Per valutare quanto i prezzi del petrolio possano influire sul prezzo dell’elettricità, è quindi molto importante pensare a come essi potrebbero influenzare il prezzo del gas naturale. Sebbene i prezzi del petrolio e del gas naturale si siano disaccoppiati negli ultimi anni (v. il ns. articolo “Relazione fra prezzo del petrolio e del gas”), esiste ancora un legame indiretto tra il prezzo del petrolio e il prezzo del gas naturale, poiché sia il petrolio che il gas naturale sono spesso prodotti dallo stesso pozzo.

Molte aziende che producono petrolio greggio producono anche gas naturale. Come le materie prime energetiche correlate, i prezzi del petrolio e del gas naturale hanno una certa relazione storica. Tuttavia, questa relazione è cambiata negli ultimi anni a causa della scoperta di nuove riserve di gas naturale negli Stati Uniti, che ha alterato – soprattutto per un certo periodo, grosso modo fino alla fine del 2014 – il tradizionale rapporto di prezzo tra questi due prodotti energetici.

I prezzi del petrolio e del gas naturale negli Stati Uniti a confronto. Si noti come il trend sia simile fin quasi al 2009, seguito da un divario che si restringe solo alla fine del 2014.

Un crollo del prezzo del petrolio può incidere sul prezzo del gas naturale, e quindi dell’elettricità, che ha un impatto diretto sull’economia dell’eolico, del fotovoltaico e di altre tecnologie di energia rinnovabile. Infatti, il basso prezzo del petrolio può causare una riduzione della produzione petrolifera e quindi ridurre l’offerta di gas naturale a basso costo prodotto come sottoprodotto. Ciò può causare un rialzo nel prezzo del gas naturale, aumentando il prezzo dell’elettricità come un effetto collaterale.

Entro certi limiti, comunque, ci si può aspettare che i prezzi del petrolio continuino a essere i principali motori della dinamica dei prezzi dell’energia, tramite la concorrenza tra combustibili e le clausole di indicizzazione dei prezzi in alcuni contratti a lungo termine per il gas. Al tempo stesso, la deregulation ha fatto sì che i prezzi del gas si spostino oggi in alcuni modi più indipendenti e la recente dinamica del prezzo del petrolio mostra di non essere solo legata alle condizioni di domanda e offerta.

Dunque in futuro potrebbe non trovare più facile applicazione, se non sul lungo termine, la classica e semplice regola empirica usata per mettere in relazione il prezzo del gas naturale e quello del petrolio greggio tramite una funzione deterministica, e che trovava una base nella teoria economica, la quale suggerisce l’esistenza di una relazione tra i prezzi di gas naturale e petrolio essendo sostituti e complementi competitivi nella produzione di energia elettrica e nella produzione industriale.

Una delle prime e ottime analisi a nostra conoscenza del legame fra prezzi del petrolio greggio, del gas naturale e dell’elettricità è stata effettuata da Bencivenga e Sargenti (2010), le quali hanno considerato separatamente gli andamenti dei relativi mercati europei (Brent, BNP, EEX) e statunitensi (WTI, HH, PJM), confrontando i grafici dei prezzi giornalieri di queste tre commodity relativamente al periodo Ottobre 2001-Marzo 2009, come comodamente riassunto nella figura qui sotto.

Confronto fra i prezzi del petrolio, del gas e dell’elettricità per l’Europa (a sinistra) e per gli Stati Uniti (ad destra). (adattata da Bencivenga e Sargenti, 2010)

La tabella seguente riassume le correlazioni incondizionali fra i prezzi trovate dai due autori. Nel caso europeo, fra petrolio e gas vi è una discreta correlazione complessiva, pari a 0,677 (e 0,800 nel caso degli Stati Uniti), mentre tra i prezzi del gas e dell’elettricità vi è una correlazione totale pari a 0,622 (e 0,813 nel caso statunitense). Dinamiche simili sono state trovate per la relazione elettricità / petrolio, con una correlazione globale pari a 0,613 (e 0,749 nel caso americano).

L’analisi della relazione tra il prezzo dell’elettricità ed i prezzi dei combustibili fossili, in effetti, può essere eseguita solo a livello regionale e su un insieme di dati limitato, data la natura del mercato e la recente introduzione dei mercati spot dell’elettricità. Il seguente grafico analizza perciò l’andamento del prezzo dell’elettricità in Italia, confrontato con il prezzo del petrolio. Per questo ultimo abbiamo usato l’indice del paniere OPEC, che è più rappresentativo di altri come indice globale.

Il prezzo medio annuo dell’elettricità in Italia espresso dal PUN (in €/MWh) e il prezzo del petrolio grezzo OPEC (in $/barile) dal 2004 a oggi. (ns. elaborazione su dati GME e OPEC)

Inoltre, abbiamo scelto di graficare il prezzo medio annuo, anziché quello mensile, per evidenziare il fatto che, tranne che in due anni (2007 e 2015), ogni anno in cui il prezzo del petrolio cresce anche il prezzo dell’elettricità in Italia (espresso dal PUN sulla Borsa elettrica) cresce, e viceversa. Ciò significa che, sul medio e lungo termine, il trend del petrolio è un buon indicatore del trend del costo dell’elettricità nel nostro Paese, e può dunque essere utilizzato per delle previsioni in tal senso.

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