A Dynamic Network Analysis of Spot Electricity Prices in Continental Europe

Abstract

Tato práce zkoumá, jak se struktura vztahů spotových cen elektřiny napříč kon- tinentální Evropou vyvíjela mezi lety 2016 a 2023, se zvláštním zaměřením na energetickou krizi, která vyvrcholila v roce 2022 po ruské invazi na Ukrajinu. S využitím souboru day-ahead hodinových cen z 31 evropských obchodních zón jsou aplikovány tři dynamické empirické metody, a to dynamická analýza hlavních komponent, časově proměnné Grangerovy kauzální sítě a dynamický faktorový model. Výsledky naznačují, že období krize vykazovalo nárůst cen- ové synchronizace a celkové propojenosti, doprovázený změnami ve směru a síle meziregionálních vlivů. Tyto posuny nebyly čistě dočasné a několik efektů přetrvávalo i v období po krizi. Zjištění naznačují, že krize nebyla pouze šokem pro cenové hladiny, ale také pro základní strukturální dynamiku evropského trhu s elektřinou. Studie přispívá k existující literatuře tím, že navrhuje časově proměnlivý pohled na integraci trhu s elektřinou založený na sítích v pod- mínkách systémového stresu, a zdůrazňuje jeho význam jak pro akademický výzkum, tak pro monitorování trhu. Klasifikace JEL C32, L94, Q41, Klíčová slova trhy s elektřinou, analýza sítí, energetická krize, dynamická analýza hlavních kompo- nent, Grangerovy kauzální sítě, dynamický faktorový model Název práce Dynamická...

This thesis investigates how the structure of spot electricity price relationships across Continental Europe evolved between 2016 and 2023, with a particular focus on the energy crisis that culminated in 2022 following the Russian inva- sion of Ukraine. Using a dataset of hourly day-ahead prices from 31 European bidding zones, three dynamic empirical methods are applied, i.e., Dynamic Principal Component Analysis, Time-Varying Granger-Causal Networks, and a Dynamic Factor Model. The results suggest that the crisis period demon- strated an increase in price synchronization and overall interconnectedness, accompanied by changes in the direction and strength of inter-regional influ- ences. These shifts were not purely temporary, with several effects persisting in the post-crisis period. The findings indicate that the crisis was not only a shock to price levels but also to the underlying structural dynamics of the Eu- ropean electricity market. The study contributes to the existing literature by proposing a time-varying, network-based view of electricity market integration under systemic stress, highlighting its relevance for both academic research and market monitoring. JEL Classification C32, L94, Q41, Keywords electricity markets, network analysis, energy crisis, dynamic principal component...