O que os CEOs podem aprender com os comerciantes de energia

grande industrial Energia Os usuários adquirem eletricidade tradicionalmente sob contratos de longo prazo, de baixo custo e preço fixo. Essa abordagem lhes permitiu minimizar os custos e maximizar a utilização ao longo de décadas. Mas no futuro, à medida que a energia renovável variável (VRE) se torna a principal forma de Geração de energia , esses mesmos usuários de grande energia serão expostos a cada vez mais voláteis Preços de eletricidade . Nesse ambiente, as empresas precisarão encontrar novas maneiras de criar vantagem e maximizar os lucros de suas operações intensivas em energia. Achamos que eles podem obter inspiração dos comerciantes de energia apoiados por ativos.

How can CEOs best navigate such volatile electricity market conditions? We think they can derive inspiration from asset-backed energy traders.

Comerciantes de energia apoiados por ativos ganham dinheiro operando ativos com flexibilidade física interna para criar valor em mercados com preços voláteis de entrada e saída. As principais empresas começaram a adotar a mentalidade desses comerciantes de energia, criando e acessando a flexibilidade em seus processos de produção para criar uma vantagem competitiva a partir dos preços voláteis da eletricidade. Essa abordagem também traz benefícios para o sistema de eletricidade mais amplo, ajudando a gerenciar picos de demanda e congestionamento e permitindo um maior uso de geração renovável. Além das barreiras do processo físico à flexibilidade, elas devem fazer mudanças fundamentais em seus modelos de negócios para superar outras barreiras, incluindo barreiras organizacionais, contratuais e informacionais. Ao examinar como as empresas líderes resolveram esses problemas, identificamos uma abordagem de várias etapas para que outras organizações possam fazer o mesmo. Em resumo, eles devem garantir flexibilidade física em seus ativos e processos, expor os negócios às flutuações do mercado, reconectar a organização para responder a sinais externos de mercado e usar as tecnologias digitais para entender e responder à variabilidade. Essa jornada precisa ser conduzida pela liderança e não acontece da noite para o dia: as empresas começam com pequenas mudanças e com o tempo fazem mudanças mais fundamentais na maneira como operam.

When we speak to companies about using electricity flexibly, many tell us that this approach is difficult. As well as physical process barriers to flexibility, they must make fundamental changes to their business models to overcome other barriers including organizational, contractual, and informational barriers. By examining how leading companies have solved these problems, we have identified a multistep approach so that other organizations can do the same. In short, they must secure physical flexibility in their assets and processes, expose the business to market fluctuations, rewire the organization to respond to external market signals, and use digital technologies to understand and respond to variability. This journey needs to be driven by the leadership and doesn’t happen overnight: companies start with small changes and over time make more fundamental changes in the way they operate.

Este artigo é o quinto em um Série Explorando mudanças em nossa eletricidade e mais amplo Energia sistemas. (Veja a barra lateral, “Outros artigos da série.”)

Os mercados voláteis de eletricidade alteram a maneira mais lucrativa de operar

Empresas em indústrias intensivas em energia, historicamente, obtiveram vantagem competitiva, adquirindo um suprimento de eletricidade de baixo custo e de baixo custo. Isso lhes permitiu operar continuamente e buscar uma vantagem de custo unitário, maximizando a utilização de suas instalações.

No entanto, como sistemas de eletricidade descarbonize , a penetração do VRE aumenta e a saída dos geradores de combustível fóssil, o nível de volatilidade nos mercados de eletricidade aumentará. Já estamos vendo esse efeito nos mercados hoje. Foi mais pronunciado em mercados somente de energia com alta penetração de renováveis ​​como Nova Zelândia, Austrália do Sul e Texas. Outros mercados, como os da Grã -Bretanha e na UE, experimentaram extrema volatilidade como resultado da atual crise energética. Esperamos que a volatilidade se torne mais comum nesses mercados, mesmo em tempos mais estáveis.

Nos mercados de eletricidade cada vez mais voláteis, as empresas não terão mais a opção de contratos com preço de baixo custo e fixo. Consequentemente, o valor de usar energia com flexibilidade está se tornando muito maior. As empresas que podem ser flexíveis sobre quando usam eletricidade - usando menos quando são caras e mais quando são baratas, gratuitas ou mesmo com preços negativos - poderão reduzir significativamente seus custos de energia. A Austrália do Sul está na fronteira dessa tendência e fornece um exemplo dos benefícios da flexibilidade diante do aumento da volatilidade dos preços. (See Exhibit 1.)

In 2021, if a company located in the state had been able to avoid periods during the year when electricity prices were most expensive (which was about 20% of the time), it could have reduced the average electricity price it paid over the course of the year by more than 65% compared with companies that didn’t vary their electricity uso ou estava em contratos de preço fixo. Levando este exemplo a um extremo, uma empresa em 2021 que usava energia somente quando era mais barata (cerca de 55% do tempo) teria desfrutado de eletricidade gratuita, em média. Quando as empresas tratam os custos de eletricidade como constante, maximizam a lucratividade, alcançando a utilização total. Em comparação, as empresas que operam em mercados voláteis de eletricidade e usam energia maximizam de maneira flexível suas margens de lucro, operando a fábrica na utilização ideal, e não na utilização máxima. (Consulte Anexo 2.)

Such market volatility changes how companies should operate electricity-intensive assets in order to maximize profitability. When companies treat electricity costs as a constant, they maximize profitability by achieving full utilization. By comparison, companies that operate in volatile electricity markets and use energy flexibly maximize their profit margins by operating plant at the optimal utilization rather than the maximum utilization. (See Exhibit 2.)

Nyrstar, um produtor internacional de minerais e metais críticos com uma série de fundições de zinco em todo o mundo, é um bom exemplo de um usuário de energia que não segmentou 100% de utilização. Eles têm uma visão clara do "valor em uso" de eletricidade na operação de sua planta e não administram a planta quando o custo da eletricidade excede isso, participando tanto nos mercados do dia e do desequilíbrio para otimizar entre o preço da eletricidade e a produção de zinco. Essa abordagem também pode ser relevante para outras empresas que operam ativos onde os custos de eletricidade são uma grande porcentagem de receita. (Consulte o Anexo 3.)

Mudando de uma mentalidade do produtor para uma mentalidade do trader para criar valor a partir da volatilidade

If we are moving to a world of high volatility, we might draw inspiration from organizations that profit in times of volatility: asset-backed traders. These organizations operate assets with physical flexibility in response to market conditions to create value in markets with volatile input and output prices. The “trader mindset” of an asset-backed trader differs fundamentally from the “producer mindset” of a manufacturing company. They treat their operations as a real option rather than just a production facility. This gives them the ability—but not the obligation—to produce depending on whether the market pricing at that time means the output is profitable.

Archetypal asset-backed energy traders include gas-fired power generators and oil and gas producers. Gas-fired peaking generators, for example, consider the decision to operate a particular plant as an option based on the “spark spread”—the difference between the revenue from selling electricity and the cost of burning natural gas to produce it. Similarly, many oil and gas companies have developed a trading business for their products and use the optionality in their physical production, refining, and storage facilities to capture the benefits of volatility. For example, by changing the crudes they process or the products they refine in response to market prices.

The trader mindset of an asset-backed energy trader is very different to the producer mindset of most energy users. Companies that adopt a trader mindset:

• buscam flexibilidade de ativos (mentalidade do trader) em vez de utilização (mentalidade do produtor). 
• Processos de design para capacidade de resposta e não consistência. 
• Digite contratos que lhes dão opcionalidade e não certeza. 
• Gerencie suas operações para obter lucratividade em vez de taxa de transferência. 
• Crie vantagem através de informações em vez do custo unitário.

Em geral, quanto mais usuários de energia podem se tornar flexíveis e agir como comerciantes de energia, mais valor eles podem extrair dos mercados voláteis de eletricidade. (Veja o Anexo 4.) Existem duas advertências importantes para isso. Primeiro, os usuários de energia devem garantir que quaisquer investimentos adicionais sejam justificados pelo valor da flexibilidade. E, segundo, os usuários de energia devem corresponder à exposição aos preços de mercado com sua capacidade de responder fisicamente. Os verdadeiros traders apoiados por ativos não estão fazendo apostas não cobertas na evolução dos preços. Em vez disso, sua abordagem é capturar o valor da volatilidade usando a flexibilidade dos ativos. Por exemplo, um produtor flexível de alumínio com uma mentalidade de trader pode tratar sua fundição como uma opção na diferença entre os preços de alumínio e eletricidade. Em vez de operar a fundição a uma produção constante, independentemente do preço de mercado da eletricidade, a empresa pode aumentar a produção quando a eletricidade é barata e reduzir a produção quando a eletricidade é cara. Para alcançar a mesma produção a longo prazo com uma menor utilização da planta, a empresa investe em ativos flexíveis e com maior capacidade de produção máxima. (Consulte o Anexo 5.)

Adopting a trader mindset is far more than just providing demand response during critical moments in the electricity market. For example, a flexible aluminum producer with a trader mindset might treat its smelter as an option on the difference between aluminum and electricity prices. Instead of operating the smelter at a constant output independent of the market price for electricity, the company could increase production when electricity is cheap and reduce production when electricity is expensive. To achieve the same output over the long term with a lower plant utilization, the company invests in assets that are flexible and have a higher maximum production capacity.

This approach gives the flexible aluminum smelter the ability to create additional value similar to that of a virtual peaking generator. (See Exhibit 5.)

Como um gerador de pico, a fundição pode alterar os níveis de produção rapidamente e vender eletricidade de volta ao mercado. Baseia a decisão de alterar a produção no preço da eletricidade e seu "custo de combustível". No caso de um gerador de pico real, o custo do combustível é o preço do gás; No caso do gerador virtual de nossa fundição, o "custo de combustível" é a margem precipitada da produção de alumínio. Como resultado, o usuário flexível de energia (o produtor de alumínio) pode pensar no mercado de eletricidade de maneira semelhante aos geradores de eletricidade - como uma fonte de valor e não um custo. A abordagem também tende a apoiar o sistema de eletricidade mais amplo: ao vender eletricidade de volta ao sistema em momentos de pico de demanda ou durante o congestionamento, as empresas podem ajudar a reduzir o impacto desses eventos. Mas o produtor alemão alemão TriMet é um exemplo de empresa que demonstrou uma fundição flexível para gerenciar o custo da eletricidade. A Trimet investiu em atualizações para melhorar a flexibilidade física de uma parte de sua fundição em Essen. Isso incluiu a introdução de novas tecnologias de troca de calor e compensação magnética, bem como melhor simulação e controles de processo. Essa combinação de tecnologias permite que o TriMet varie o consumo de eletricidade e a produção de alumínio da fundição em ambas as direções em até 25% (enquanto normalmente o limite é inferior a 5%) por períodos prolongados (direcionando-se a +/- 1000 mWh para uma fundição de 100MW, em vez da capacidade de +/- 100 MWh para uma Smelter tipical). Preço

Traditional aluminum smelters are not flexible enough to operate in this way. But German aluminum producer TRIMET is an example of a company that has demonstrated a flexible smelter to manage electricity cost. TRIMET has invested in upgrades to improve the physical flexibility of a part of its smelter in Essen. This has included introducing new heat exchange and magnetic compensation technologies, as well as better process simulation and controls. This combination of technologies allows TRIMET to vary the smelter’s electricity consumption and aluminum production in both directions by up to 25% (whereas typically the limit is less than 5%) for extended periods (targeting up to +/-1000 MWh for a 100MW smelter, rather than the +/-100 MWh capacity for a typical smelter) based on the electricity price. O maior obstáculo à flexibilidade é, em primeira instância, afastar -se da mentalidade do produtor. Mas, além de mudar a maneira como eles pensam em suas operações, existem quatro ações práticas que as empresas podem tomar para abordar sistematicamente barreiras à flexibilidade.

Energy Flexibility Means Companywide Change

Companies that we’ve spoken to about flexible energy usage tell us it’s hard. The biggest obstacle to flexibility is, in the first instance, moving away from the producer mindset. But beyond changing the way they think about their operations, there are four practical actions that companies can take to systematically address barriers to flexibility.

Secure Physical Flexibility in Assets and Processes. Restrições decorrentes do projeto de ativos, tecnologias e processos podem restringir a flexibilidade física. Isso pode ser devido a limitações inerentes ao processo ou ao equipamento, o que é o caso de ativos antigos e inflexíveis, ou o requisito de gerenciar critérios específicos (como qualidade e segurança). Mas eles também podem ser devido à falta de entendimento sobre os limites do processo (especialmente para equipamentos antigos) e processos inflexíveis a montante ou a jusante (que podem não ter a capacidade de estocar produtos suficientes e materiais de entrada, por exemplo). Custos de qualidade e manutenção da saída. 

To overcome these challenges, leading companies take the following actions:

• Find the hidden flexibility in existing assets by better understanding their true process limits, including the impact of these limits on output quality and maintenance costs. 
• Invista em tornar os ativos existentes mais flexíveis; Por exemplo, atualizando o equipamento. 
• Desbloqueie a flexibilidade nos processos a montante e a jusante, isolando processos intensivos em energia para que possam criar flexibilidade nessas partes do negócio e criar buffers de armazenamento. 
• Projete novos ativos para ter flexibilidade física inerente.  

UPM, Holmen e Oz Minerais ilustram maneiras de enfrentar essas barreiras. (Veja a barra lateral, “Superando barreiras físicas.”)

Exponha os negócios às flutuações do mercado.  Muitas empresas têm acordos contratuais ou de mercado que protegem seus negócios contra a volatilidade, mas, ao fazê -lo, impedem que eles criem valor da flexibilidade. Isso inclui contratos de eletricidade de taxa fixa, ausência de um mercado de eletricidade em algumas regiões, restrições sob participação no mercado do lado da demanda ou limites muito baixos dos preços nos mercados de eletricidade por atacado (por exemplo, como parte de um acordo de mercado de capacidade). As restrições também podem assumir a forma de barreiras à participação em toda a gama de mercados de eletricidade para monetizar o valor da flexibilidade, como restrições aos usuários de energia que participam de mercados de frequência ou reserva. Desafios, as empresas líderes tomam as seguintes ações:

Electricity supply arrangements or constraints caused by existing market structures can limit companies’ exposure to price variability. These include fixed-rate electricity contracts, the absence of an electricity market in some regions, restrictions on demand-side market participation, or very low caps on prices in wholesale electricity markets (for example, as part of a capacity market arrangement). Constraints can also take the form of barriers to participating in the full range of electricity markets to monetize the value of flexibility, such as restrictions on energy users participating in frequency or reserve markets.

Inflexible offtake contracts and supply contracts for key materials, such as fixed volume or take-or-pay arrangements, can also be a major barrier to flexibility.

To overcome these challenges, leading companies take the following actions:

• Insira contratos que expõem seus negócios à variabilidade do mercado que podem ser gerenciados usando seus ativos. Eles podem começar passando de contratos de eletricidade de preço fixo para contratos de eletricidade com preço variável ou para contratos de preço fixo com requisitos de resposta à demanda durante períodos de alto preço. 
• Participe diretamente dos mercados de energia e seja exposto à variabilidade em tempo real. 
• monetize o valor da flexibilidade em uma ampla gama de mercados de eletricidade, incluindo mercados à vista do dia, mercados intradiários, mercados de reserva ou mercados de frequência, que recompensam as empresas por fornecer velocidades e durações diferentes de flexibilidade. Os agregadores do mercado de energia e os varejistas de eletricidade com visão de futuro podem potencialmente ajudar as empresas a acessar esses mercados. 
• Entenda e, em seguida, procure aumentar a opção nos contratos de entrada e saída que lhes dão maior flexibilidade de volume e acesso a preços de mercado variáveis ​​para insumos e saídas. 

Holmen, Google, Nyrstar e Nobian ilustram maneiras de enfrentar essas barreiras. (Veja a barra lateral, “Superando barreiras contratuais.”)

Recunda a organização para responder a sinais de mercado externos. Os recursos, estruturas e processos existentes de uma organização podem impedir que empresas com custos de entrada dinâmica usem energia com flexibilidade. Essas limitações podem começar por não ter os recursos necessários ou a experiência em mercados de energia e negociação. Em muitos casos, a capacidade existe, mas os indivíduos relevantes não estão envolvidos nas decisões do dia-a-dia em relação a operações e vendas de produtos. Além disso, os incentivos de desempenho ligados às metas de produção, em vez de lucratividade e longos prazos de liderança no processo de planejamento de produção, podem prejudicar a flexibilidade. Por exemplo, para entender e interpretar os dados do mercado de eletricidade. No extremo, isso pode exigir que uma única equipe responsável por operações, gerenciamento de energia e vendas de produtos. Mas pode apenas envolver garantir que os especialistas em energia tenham uma opinião sobre as decisões de produção no dia-a-dia.  

To overcome these challenges, leading companies take the following actions:

• Develop energy management and trading capabilities. For example, to understand and interpret electricity market data.
• Take decisions about production levels and energy purchasing in tandem. At the extreme, this could require having a single team responsible for operations, energy management, and product sales. But it may just involve ensuring that energy specialists have a say in production decisions on a day-to-day basis.  
• Verifique se os incentivos para as equipes que tomam decisões de produção estão vinculadas à lucratividade e não apenas nos volumes. 
• Reduza o tempo de lead do processo de planejamento de produção e garanta todas as informações de entrada necessárias - como previstas dos preços do mercado de eletricidade e a contribuição do lucro da produção adicional - está em questão. (Veja a barra lateral, “Superando as barreiras organizacionais.”)

SA Water and UPM illustrate ways to tackle these barriers. (See sidebar, “Overcoming Organizational Barriers.”)

Use tecnologias digitais para entender e responder à variabilidade. Empresas sem a informação correta e os sistemas de controle lutam para tomar decisões oportunas ou responder à volatilidade do mercado, exacerbando as outras barreiras à flexibilidade que encontram. Em resumo, a flexibilidade física pode ser inibida pela necessidade de usar processos manuais para controlar os ativos. A flexibilidade organizacional pode ser retida pela falta de visibilidade sobre dados de produção ou informações insuficientes sobre as compensações envolvidas na redução dos custos de energia. Enquanto isso, a flexibilidade contratual pode ser dificultada pela falta de visibilidade sobre os preços do mercado de eletricidade e os preços e volumes para insumos e saídas importantes. para:

Fortunately, new technologies, such as smart meters, advanced analytics, and automated process controls, are increasing energy users’ ability to address these barriers.

To overcome information and control barriers, leading companies use digital tools to:

• automatizar ou controlar remotamente os processos -chave. Por exemplo, o uso de tecnologias de controle de processos para responder em segundos permite que as empresas participem de mercados de frequência e reserva.  
• Collect and use data to improve their understanding of dynamic production costs, such as through the granular monitoring of energy usage via smart meters.  
• Empregue análises avançadas, como um gêmeo digital, para entender melhor a troca entre produção incremental, custos de eletricidade e o impacto nas operações da planta. 
• Acesse dados do mercado de eletricidade e outras informações contratuais em tempo real. (Veja a barra lateral, “Cabilistas digitais em planejamento de eletricidade.”)

Nyrstar, Google, TRIMET, and Flexcity illustrate ways to tackle these barriers. (See sidebar, “Digital Enablers in Electricity Planning.”)

Cinco perguntas para os CEOs fazer

Empresas que desenvolvem com êxito uma mentalidade de comerciante transformam todos os aspectos de seus negócios para se tornarem mais flexíveis, um processo que geralmente leva anos. A UPM é um exemplo de empresa que fez essa jornada e hoje incorpora a mentalidade do Trader. (Veja a barra lateral, “Abraçando a mentalidade do comerciante de energia na fabricação de celulose e papel.”) Embora o processo comece com pequenas mudanças, as empresas passam para fazer mudanças fundamentais na maneira como operam. A UPM é uma empresa florestal, polpa e papel com instalações de produção em vários países. Há uma década, o UPM começou em uma jornada para explorar e explorar a flexibilidade em suas operações intensivas em energia. Desde então, aplicou constantemente todas as alavancas disponíveis para atingir seu objetivo. À medida que sua abordagem se tornou mais sofisticada, ganhou maiores idéias sobre as fontes de flexibilidade. Além disso, a UPM investiu em novos ativos, como uma planta de CHP a gás (pronta para hidrogênio) e uma caldeira elétrica em uma planta, para que pudesse gerenciar dinamicamente os custos de uso e eletricidade de combustível-a eletricidade para criar e armazenar calor a partir da rede quando os preços eram baixos e auto-geradores quando altos. 

Quais são as etapas iniciais que as empresas podem tomar? Para começar, os CEOs devem se fazer estas cinco perguntas:

• Qual é o valor da mentalidade do trader para minhas operações no meu mercado? Isso vai Companies should quantify the potential future value of flexibility by modeling different scenarios for market variability, physical flexibility, and the cost of different technological solutions. This will ajude -os a decidir quanto investir na jornada e que tipos de ações serão mais valiosos.
• Que flexibilidade oculta eu já tenho em minhas operações? Muitos ativos oferecem maior flexibilidade física do que as empresas estão usando atualmente. Identificar essa flexibilidade oculta ajudará as empresas a começar a jornada participando de mercados de energia antes investindo em atualizações de equipamentos ou novos ativos. 
• Que exposição e flexibilidade do mercado eu tenho em meus contratos hoje? Isso permitirá que eles decidam se as alterações contratuais são necessárias para criar valor a partir da flexibilidade.  Before companies can monetize the value of flexibility, they need to understand how much flexibility they have in their current contracts. This will enable them to decide whether contractual changes are necessary to create value from flexibility. 
• Como posso obter informações básicas para os operadores encarregados da produção? As empresas podem fornecer essas informações a gerentes e operadores de plantas usando um relatório diário ou um painel para ajudá -los a tomar decisões mais lucrativas.   Providing basic information on electricity market prices and consumption—such as the electricity price forecast for each day and the breakdown of electricity consumption by company asset—can help operators to make effective decisions straight away. Companies can supply this information to managers and plant operators using a daily report or a dashboard to help them make more profitable decisions.  
• Quais métricas posso usar para rastrear a flexibilidade de energia da minha organização? A introdução de métricas e incentivos de desempenho simples pode resultar em mudanças significativas no comportamento. As empresas podem começar usando métricas como os preços da eletricidade ponderados por carga versus os custos médios ou diários de eletricidade do mercado para monitorar seu desempenho energético, mesmo que ainda não estejam incorporados às revisões formais de desempenho. Embora seja tentador para os usuários de energia manter uma mentalidade do produtor em direção ao seu suprimento de eletricidade e contrair o risco da volatilidade do preço da eletricidade, essa abordagem é de um prêmio. Hoje, as principais empresas estão adotando uma mentalidade de trader para criar vantagem competitiva da volatilidade, beneficiando o sistema de eletricidade mais amplo. Para fazer isso, eles estão transformando todo o seu negócio para superar barreiras à flexibilidade. Isso envolve não apenas seus ativos físicos, mas também alterações em seus contratos e configuração organizacional e o uso de ferramentas digitais. A adoção de uma mentalidade de trader não é fácil ou rápida, mas as recompensas para os líderes que são ousados ​​o suficiente para transformar seus negócios em torno da flexibilidade são substanciais. Os autores agradecem ao cinto Antti da BCG, Christophe Brognaux, Jonas Geerinck, Frédéric Geurts e Marc Schmidt com quem trocaram idéias durante a preparação desta publicação. Essas discussões ricas e engajadas permitiram aos autores levar seu pensamento ainda mais. Os autores também agradecem a James Merabi por suas contribuições. Eles também são gratos a Matthew Fletcher pelo suporte a escrever. Philip Hirschhorn

As more and more electricity systems achieve high penetrations of VRE, companies are becoming exposed to significant levels of market volatility. Although it is tempting for energy users to maintain a producer mindset toward their electricity supply and contract away the risk from electricity price volatility, this approach comes at a premium. Today, leading companies are adopting a trader mindset to create competitive advantage from volatility while benefiting the broader electricity system. To do this, they are transforming their whole business to overcome barriers to flexibility. This involves not just their physical assets but also changes to their contracts and organizational set-up and the use of digital tools. Adopting a trader mindset is not easy or quick, but the rewards for leaders who are bold enough to transform their business around flexibility are substantial.

The authors are grateful for the exchanges with the representatives from the companies referred to in the article. The authors thank BCG’s Antti Belt, Christophe Brognaux, Jonas Geerinck, Frédéric Geurts, and Marc Schmidt with whom they have exchanged ideas during the preparation of this publication. These rich and engaged discussions have allowed the authors to push their thinking further. The authors also thank James Merabi for his contributions. They are also grateful to Matthew Fletcher for writing support.