ENSAYOS SOBRE LA DEMANDA DE ENERGÍA: UN ENFOQUE DE ORGANIZACIÓN INDUSTRIAL EMPÍRICA

Abstract

La presente tesis doctoral analiza el comportamiento de la demanda de servicios energéticos y el desempeño del mercado minorista de electricidad en España, integrando enfoques de organización industrial empírica, microeconometría de la demanda y economía del bienestar. El estudio se sitúa en el contexto de la profunda reestructuración del sistema eléctrico español iniciada en los años noventa y culminada con la liberalización del mercado minorista en 2009, un entorno caracterizado por alta concentración, presencia de grupos verticalmente integrados y entrada y salida continua de comercializadoras independientes.

La tesis aborda dos dimensiones interrelacionadas: (i) el comportamiento de los hogares como consumidores de bienes básicos como son: electricidad, gas natural y agua; (ii) el rendimiento de las empresas comercializadoras en un mercado minorista crecientemente competitivo, pero con importantes asimetrías estructurales. A partir de este marco, la investigación persigue tres objetivos principales.

En primer lugar, se estiman elasticidades precio y gasto para electricidad, gas natural y agua empleando un sistema de demanda QUAIDS de acuerdo con Banks et al. (1997), corrigiendo problemas de endogeneidad y censura. Asimismo, se comparan las respuestas de hogares clasificados como vulnerables y no vulnerables según criterios de pobreza energética, mostrando heterogeneidad relevante en las respuestas de la demanda, especialmente para el gas natural y el agua, pero diferencias limitadas para la electricidad. Estos resultados permiten evaluar la fundamentación económica de políticas como el bono social, señalando que su justificación descansa más en criterios de equidad que en eficiencia.

En segundo lugar, la tesis cuantifica los efectos distributivos y de bienestar de la reforma del IVA de 2012, que incrementó la imposición indirecta sobre los servicios energéticos. A partir de las elasticidades estimadas, se calculan variaciones compensadas y equivalentes e indicadores de bienestar social basados en el índice de Atkinson. Los resultados muestran que la reforma generó pérdidas de bienestar significativas y regresivas, afectando proporcionalmente más a los hogares de menor renta debido al peso relativo de la energía en su presupuesto.

En tercer lugar, desde la perspectiva de la oferta, se analiza el desempeño de las empresas comercializadoras mediante un enfoque de control de la función de producción tipo Olley & Pakes (1996), que permite estimar la productividad total de los factores, los márgenes de comercialización y la descomposición estática y dinámica de la productividad. Los resultados muestran una heterogeneidad sustancial entre comercializadoras: la mayoría opera con márgenes próximos a la unidad y con un poder de mercado limitado, mientras que solo un reducido número de firmas con mayores cuotas presenta markups elevados. Asimismo, los márgenes reaccionan de forma inversa a los precios mayoristas, lo que refleja dinámicas competitivas y no necesariamente ventajas sistemáticas asociadas a la integración vertical. En términos de productividad, la mayor parte de la variación agregada proviene de cambios dentro de las propias empresas, aunque la reasignación entre empresas es más intensa en los grupos verticalmente integrados, lo que sugiere que su posición en la cadena de valor les confiere ventajas organizativas y capacidad para mantenerse en el mercado. En conjunto, la estructura del mercado —marcada por la coexistencia de muchos pequeños operadores y unos pocos grupos dominantes— emerge como un determinante central del comportamiento empresarial, la dinámica competitiva y la formación de márgenes en el segmento minorista de electricidad.

La tesis contribuye a la literatura ofreciendo un análisis integrado que combina elasticidades de demanda, evaluación del bienestar y análisis microeconómico del comportamiento empresarial dentro de un único marco institucional. Desde una perspectiva de política económica, los resultados subrayan la necesidad de diseñar de forma conjunta las políticas de lucha contra la pobreza energética, la fiscalidad sobre servicios energéticos y la regulación de la competencia, dada la interacción entre heterogeneidad en la respuesta de los hogares, efectos distributivos de las reformas fiscales y estructura del mercado minorista. Las conclusiones, además, son extrapolables a otros mercados liberalizados con retos similares.

Summary

This doctoral dissertation analyzes household demand for energy services and the performance of the retail electricity market in Spain, integrating approaches from empirical industrial organization, microeconometrics of demand, and welfare economics. The study is set against the backdrop of the profound restructuring of the Spanish electricity system initiated in the 1990s and completed with the liberal ization of the retail market in 2009—an environment characterized by high market concentration, the presence of vertically integrated groups, and continuous entry and exit of independent retailers.

The thesis examines two interrelated dimensions: (i) household behavior as consumers of essential goods such as electricity, natural gas, and water; and (ii) the performance of electricity retailers operating in an increasingly competitive market but one marked by substantial structural asymmetries. Within this framework, the research pursues three main objectives.

First, the thesis estimates price and expenditure elasticities for electricity, natural gas, and water using a QUAIDS demand system following Banks et al. (1997), addressing issues of endogeneity and censoring. It also compares the responses of households classified as vulnerable and non-vulnerable according to energy-poverty criteria, revealing meaningful heterogeneity in demand responses—especially for natural gas and water—while differences for electricity remain limited. These resultsallow for an evaluation of the economic rationale of policies such as the social discount rate, indicating that their justification rests more on equity considerations than on efficiency.

Second, the dissertation quantifies the distributional and welfare effects of the 2012 VAT reform, which increased indirect taxation on energy services. Using the estimated elasticities, it computes compensating and equivalent variations, as well associal welfare indicators based on the Atkinson index. The findings show that the reform generated significant and regressive welfare losses, disproportionately affectinglower-income households due to the relatively high share of energy in their budgets.

Third, from the supply-side perspective, the thesis analyzes the performance of electricity retail firms through a production-function control approach in the spirit of Olley & Pakes (1996), allowing for the estimation of total factor productivity, retail markups, and static and dynamic decompositions of productivity. The results reveal substantial heterogeneity across retailers: most firms operate with markups close to one and exhibit limited market power, whereas only a small group of large retailers display elevated markups. Markups respond inversely to wholesale prices, reflecting competitive dynamics rather than systematic advantages associated with vertical integration. In terms of productivity, most aggregate variation stems from within-firm changes, although reallocation effects are stronger among vertically in tegrated groups, suggesting that their position in the value chain provides organizational advantages and contributes to their persistence in the market. Overall, the market structure—characterized by the coexistence of many small operators and a few dominant groups—emerges as a central determinant of firm behavior, competitive dynamics, and margin formation in the retail electricity segment.

The thesis contributes to the literature by offering an integrated analysis that combines demand elasticities, welfare evaluation, and microeconomic analysis of firmbehavior within a single institutional framework. From a policy perspective, the results highlight the need to jointly design policies addressing energy poverty, energy taxation, and competition regulation, given the interplay between heterogeneous household responses, the distributional impact of fiscal reforms, and the structure of the retail market. The conclusions are also applicable to other liberalized markets facing similar challenges.