Cannibalization effect and volumetric risk in power purchase agreements

As renewable energy penetration accelerates across global electricity markets, Power Purchase Agreements (PPAs) have become an increasingly popular tool for trading large volumes of electricity over long durations. Accurate pricing and effective management of volumetric risk in PPAs are essential, particularly due to the cannibalization effect. This study aims to detect and quantify the presence of the cannibalization effect in multiple electricity markets. We develop a Generalized Autoregressive Score (GAS) model-based framework to jointly capture the dynamics of daily electricity prices and renewable generation. By applying this framework to the Danish (DK1) and Spanish electricity markets, we measure how cannibalization and volumetric risk influence the valuation of wind-based PPA contracts. Furthermore, we enhance the model to incorporate hourly settlement structures, enabling a more granular representation of intraday variations in generation and prices. This extension reveals small but significant impacts on contract pricing and risk metrics, such as Value at Risk (VaR). Our findings demonstrate that volumetric risk, amplified by the cannibalization effect, results in notable discounts on wind-based PPA prices compared to forward market prices and increases the estimated risk exposure. These results highlight the necessity of integrating both volumetric risk and cannibalization effects into PPA pricing and risk management frameworks, especially as renewable penetration intensifies in pursuit of global decarbonization targets.

Con la crescente diffusione delle energie rinnovabili nei mercati elettrici globali, i Power Purchase Agreements (PPA) stanno assumendo un ruolo sempre più centrale nello scambio di grandi volumi di elettricità su orizzonti temporali di lungo periodo. Una corretta valutazione del prezzo del prodotto e una gestione efficace del rischio volumetrico sono requisiti fondamentali, soprattutto alla luce del cannibalization effect. Questo studio si propone, in primo luogo, di individuare e quantificare la presenza di tale effetto in diversi mercati. Successivamente, è stato sviluppato un framework basato sui modelli Generalized Autoregressive Score (GAS) per modellare congiuntamente l’andamento dei prezzi e la produzione di energia rinnovabile. Applicando il modello ai mercati danese e spagnolo, abbiamo stimato l’impatto del cannibalization effect e del rischio volumetrico sul pricing di PPA basati sull’energia eolica. Il framework è stato poi esteso per includere il rischio legato al profilo di produzione oraria, rilevante nei contratti con regolazione oraria. Tale estensione evidenzia un impatto contenuto ma significativo sul prezzo del contratto e su indicatori di rischio come il Value at Risk (VaR). I risultati mostrano che il rischio volumetrico, amplificato dall’effetto di cannibalizzazione, comporta una riduzione significativa del prezzo di un PPA eolico rispetto al prezzo forward di mercato, aumentando al contempo l’esposizione al rischio. Questi risultati sottolineano l’importanza di integrare esplicitamente il cannibalization effect e il rischio volumetrico nelle metodologie di pricing e nelle strategie di gestione del rischio dei PPA, soprattutto in un contesto di transizione energetica orientata agli obiettivi globali di decarbonizzazione.