Il corso si propone di fornire le nozioni e gli strumenti quantitativi necessari per lo studio e la modellizzazione dei mercati energetici, con particolare attenzione al mercato elettrico.
Il corso prevede una parte introduttiva che descrive il funzionamento del mercato elettrico, le sue caratteristiche ed alcune delle sue problematiche. In particolare, verranno trattati i seguenti argomenti:
• Fonti primarie di energia: combustibili fossili e fonti rinnovabili;
• Mercato elettrico: funzionamento e vincoli che lo caratterizzano;
• Processo di liberalizzazione del mercato elettrico in Italia;
• Organizzazione della Borsa Elettrica in Italia;
• Equilibrio di mercato, curva di domanda, curva di offerta e modello “optimal dispatch flow”;
• Sistemi di incentivazione delle fonti rinnovabili (certificati verdi) e dell’efficienza energetica (certificati bianchi) applicati in Italia per il raggiungimento degli obiettivi “20-20-20” previsti dalla normativa europea;
• Mercato dei permessi di emissione di CO2 (European Union Emissions Trading System o EU-ETS) e relativi effetti economici sul mercato elettrico e sui settori industriali coinvolti;
Per quanto concerne gli strumenti quantitativi necessari per lo studio e la modellizzazione dei mercati energetici, verranno richiamati i seguenti argomenti riguardanti le funzioni reali a più variabili reali:
• Curve di livello, continuità, derivate parziali prime e seconde, differenziale;
• Funzioni concave e convesse;
• Ottimizzazione libera: ricerca di massimi e minimi liberi;
• Ottimizzazione vincolata: ricerca di massimi e minimi sotto vincoli di uguaglianza (funzione lagrangiana) e vincoli di disuguaglianza (Teorema di Karush-Kuhn-Tucker e condizioni di complementarità);
• Interpretazione economica dei moltiplicatori di Lagrange.
Si svilupperanno, inoltre, le seguenti tematiche:
• Formalizzazione di modelli di equilibrio del mercato elettrico mediante problemi di ottimizzazione e condizioni di complementarità;
• Modelli matematici per lo studio dei mercati elettrici in condizioni di concorrenza perfetta o di oligopolio;
• Modelli matematici per il mercato elettrico con vincoli di emissione di CO2;
• Applicazioni ed esempi.
Le applicazioni e gli esempi analizzati descrivono problematiche economiche che attualmente interessano il mercato elettrico, quali gli effetti della regolamentazione ambientale EU-ETS e lo sviluppo delle fonti rinnovabili. Il corso si rivolge a tutti gli studenti interessati ad approfondire gli aspetti economici riguardanti il mercato elettrico mediante il supporto di strumenti quantitativi.