Un mercado inteligente es una subasta periódica que se liquida mediante técnicas de investigación de operaciones de optimización matemática , como la programación lineal . El mercado inteligente está gestionado por un gestor de mercado. Los intercambios no son bilaterales, entre pares de personas, sino hacia o desde un grupo. Un mercado inteligente puede ayudar al funcionamiento del mercado cuando, de otro modo, las operaciones tendrían importantes costos de transacción o externalidades .
La mayoría de los demás tipos de subastas se pueden liquidar mediante un simple proceso de clasificación de las ofertas de menor a mayor. Los bienes pueden ser divisibles, como la leche o la harina, o indivisibles, como los cuadros o las casas. Encontrar una asignación que equilibre el mercado corresponde a la solución de un problema de mochila simple y no requiere muchos cálculos. Por el contrario, un mercado inteligente permite la compensación del mercado con restricciones arbitrarias. Durante el diseño del mercado, las restricciones se seleccionan para que coincidan con la física y la economía relevantes del problema de asignación. Una buena descripción se ofrece en McCabe et al. (1991). [1]
Las subastas combinatorias son mercados inteligentes en los que los bienes son indivisibles, [2] pero algunos mercados inteligentes asignan bienes divisibles como la electricidad y el gas natural.
En comparación con las estructuras de mercado tradicionales, un mercado inteligente reduce sustancialmente los costos de transacción, permite una competencia que de otro modo no sería posible y puede eliminar las externalidades. A pesar de las complejas limitaciones, un mercado inteligente permite aprovechar los beneficios de un sistema de intercambio financiero moderno. El cumplimiento del contrato está respaldado por el intercambio; las partes son generalmente anónimas; el administrador del mercado hace cumplir la regulación para garantizar la equidad y la transparencia; y los mercados están ordenados, especialmente durante condiciones de tensión.
Un mercado inteligente puede ser una subasta unilateral en la que los participantes compran al administrador del mercado, una adquisición unilateral ( subasta inversa ) en la que los participantes venden al administrador del mercado, o bilateral, en la que el administrador del mercado equilibra a los participantes proveedores. con participantes exigentes. En un mercado inteligente bilateral, el administrador del mercado puede ser un vendedor neto, un comprador neto o simplemente un corredor neutral en cuanto a ingresos.
Se pueden lograr mercados inteligentes gracias a una confluencia propicia de tecnologías: Internet para transmitir las ofertas de los usuarios y los precios y cantidades resultantes, mayor poder de cálculo para ejecutar la simulación y el programa lineal, y monitoreo en tiempo real.
El término parece haber sido utilizado por primera vez por Rassenti, Smith y Bulfin en 1982. [3] Ese artículo proponía una subasta combinatoria para franjas horarias de despegue y aterrizaje de aviones. El gobierno de Estados Unidos ahora está tratando de implementar tal subasta. [4]
El mercado eléctrico moderno es un ejemplo importante de un mercado inteligente bilateral. [5] [6] Los mercados eléctricos se limpian cada pocos minutos y requieren coordinación para garantizar que la generación de energía coincida con la demanda y que los flujos de energía no excedan la línea de la red. capacidades. Los generadores ofrecen suministrar tramos de energía a una variedad de precios. Los distribuidores mayoristas de energía pujan por comprar tramos de energía a una variedad de precios. Para equilibrar el mercado, el administrador del mercado resuelve un programa lineal en el que las variables de decisión son cuánta energía aceptar de cada generador, el flujo de energía en cada línea y cuánta energía proporcionar a cada distribuidor.
Después de la solución, las variables primarias prescriben el despacho (es decir, cuánta energía debe producir cada generador). Las variables duales proporcionan los precios de equilibrio del mercado. Al equilibrar el mercado basándose en los precios duales, a los participantes se les cobra según los valores marginales, en lugar de según la oferta. Por lo tanto, se garantiza que cada vendedor recibirá al menos tanto como se oferta y posiblemente más. Se garantiza que cada comprador no pagará más de lo ofrecido y posiblemente menos. Sin el mercado inteligente, el operador de línea, todos los generadores y todos los distribuidores tendrían que formar parte de un monopolio para garantizar la coordinación del sistema.
Los mercados del gas natural a veces son liquidados por mercados inteligentes, [7] como en Australia [1]. El operador del sistema actúa como administrador del mercado. La operación de la red de gasoductos requiere coordinación para garantizar que el suministro de gas coincida con la demanda y que los flujos no excedan las capacidades de los gasoductos. Los proveedores de gas ofrecen una variedad de cantidades a diferentes precios. Los distribuidores pujan por comprar una variedad de cantidades a una variedad de precios. Para limpiar el mercado, el administrador del mercado resuelve un programa lineal en el que las variables de decisión son el gas a aceptar de cada proveedor, el flujo de gas en cada segmento de tubería y cuánto gas proporcionar a cada distribuidor. Al igual que con los mercados de electricidad, después de la solución, las variables primarias prescriben los flujos óptimos y las variables duales proporcionan los precios de equilibrio del mercado. El objetivo es minimizar el coste del suministro de energía.
La subasta de espectro es un mercado inteligente unilateral que se liquida mediante un programa de números enteros. [8] Los participantes compran espectro radioeléctrico al gobierno. Estas subastas combinatorias se liquidan como oferta, en lugar de precios basados en variables duales. Sólo recientemente los investigadores han encontrado medios sólidos para obtener variables duales a partir de programas enteros . [9]
Las empresas y los gobiernos a veces utilizan mercados inteligentes en las adquisiciones, como en el caso de los servicios de transporte . El gobierno chileno, por ejemplo, utiliza un mercado inteligente para elegir empresas de catering para programas de alimentación escolar. [10] La Escuela de Negocios Booth de la Universidad de Chicago utiliza un mercado inteligente para el registro de cursos. El sistema garantiza que los asientos de clase sean para aquellos estudiantes que más los deseen, al mismo tiempo que garantiza que el número de estudiantes en cada clase se mantenga dentro de la capacidad de la sala. [11]
Actualmente se proponen mercados inteligentes para los servicios ambientales, incluido el agua. [12] [13] Los diseños más sofisticados se basan en la optimización hidrológica [14] y en modelos de escorrentía hidrológica.
Una formulación de mercado inteligente puede escribirse como un conjunto neto, en el que las variables de decisión calculan explícitamente las compras y ventas, y el modelo de mercado compensa sólo esas cantidades. El mercado neto de pools puede ser matemáticamente inviable si los participantes no están dispuestos a negociar cantidades suficientes para permitir la viabilidad. Alternativamente, la formulación puede ser un conjunto bruto, en el que las variables de decisión determinan las cantidades totales que recibe cada participante; el administrador del mercado calcula las ventas netas después de la solución del modelo, basándose en las tenencias iniciales de los participantes. El mercado de pool bruto tenderá a ser matemáticamente factible, pero podría tener un costo inaceptablemente alto en el valor objetivo óptimo, si las ofertas (de compra) fueran demasiado bajas en comparación con las ofertas (de venta). La diferencia entre estas dos formulaciones es sólo técnica, ya que los diseños de mercado son económicamente equivalentes según el teorema de Coase .