Long-term electricity price forecasting: merit order effect for 2030 in Italy

As part of its commitment to achieving carbon neutrality by 2050, Italy aims to generate approximately 55% of its electricity from renewable sources by 2030. This transition is driving profound changes in the electricity market, with increasing shares of renewable energy significantly impacting price dynamics. This thesis focuses on long-term electricity price forecasting in Italy for 2030, analysing the merit order effect and its influence on market prices. The model developed in this study explicitly considers the structure of the electricity market and the existence of a merit order curve, ensuring that future price projections align with the actual price formation mechanism used in the Italian electricity market. Based on real 2023 data, three scenarios are constructed to model thermal power plants efficiency, assessing their accuracy through a detailed error analysis. The scenario which performs best is then used to extend the model to 2030, incorporating projected changes in electricity demand, generation mix, and marginal costs. The results highlight that the expected increase of RES generation leads to a sharp reduction in electricity prices during midday hours, when solar generation reaches its peak. However, the 2030 projections also suggest that while average electricity prices may decrease in some hours, the reliance on dispatchable generation in critical periods could still lead to substantial price spikes, increasing price volatility. These findings underscore the importance of enhancing system flexibility through energy storage, batteries and demand-side management to mitigate price fluctuations and ensure market stability.

Come parte del suo impegno per raggiungere la neutralità carbonica entro il 2050, l'Italia punta a generare circa il 55% della sua elettricità da fonti rinnovabili entro il 2030. Questa transizione sta portando a cambiamenti profondi nel mercato dell'elettricità, con quote crescenti di energia rinnovabile che influenzano significativamente la dinamica dei prezzi. Questa tesi si concentra sulla previsione a lungo termine del prezzo dell'elettricità in Italia per il 2030, analizzando l'effetto merit order e la sua influenza sui prezzi di mercato. Il modello sviluppato in questo studio considera esplicitamente la struttura del mercato dell'elettricità e l'esistenza di una curva merit order, garantendo che le proiezioni future dei prezzi siano in linea con il meccanismo di formazione dei prezzi effettivamente utilizzato nel mercato elettrico italiano. Basandosi su dati reali del 2023, vengono costruiti tre scenari per modellare l'efficienza degli impianti termoelettrici, valutandone l'accuratezza attraverso un'analisi dettagliata degli errori. Lo scenario che fornisce i migliori risultati viene quindi utilizzato per estendere il modello al 2030, incorporando i cambiamenti previsti nella domanda di elettricità, nel mix di generazione e nei costi marginali. I risultati evidenziano che l'incremento atteso della generazione da fonti rinnovabili porta a una netta riduzione dei prezzi dell'elettricità durante le ore diurne, quando la generazione solare raggiunge il suo picco. Tuttavia, le proiezioni per il 2030 suggeriscono anche che, sebbene i prezzi medi dell'elettricità possano diminuire in alcune ore, la dipendenza dalla generazione programmabile nei periodi critici potrebbe ancora portare a forti picchi di prezzo, aumentando la volatilità dei prezzi. Questi risultati sottolineano l'importanza di migliorare la flessibilità del sistema attraverso l'accumulo di energia, le batterie e la gestione della domanda per mitigare le fluttuazioni dei prezzi e garantire la stabilità del mercato.