Methodology to Set the X-Factor for Price Cap Regulation in Toll Roads: Validation for the Case of Brazil
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E.T.S.I Caminos, Canales y Puertos Departamento de Ingeniería Civil: Transportes METHODOLOGY TO SET THE X-FACTOR FOR PRICE CAP REGULATION IN TOLL ROADS: VALIDATION FOR THE CASE OF BRAZIL Mariana Rodrigues Brochado Supervisor: José Manuel Vassallo Dr. Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos Madrid, 2016 D.15 Tribunal nombrado por el Mgfco. y Excmo. Sr. Rector de la Universidad Politécnica de Madrid, el día…………………………………. Presidente D. ………………………………………………………….. Vocal D. ………………………………………………………….. Vocal D. ………………………………………………………….. Vocal D. ………………………………………………………….. Secretario D. ………………………………………………………….. Suplente D. ………………………………………………………….. Suplente D. ………………………………………………………….. Realizado el acto de defensa y lectura de la Tesis el día……...de.............................de 2016 en la E.T.S. de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de la U.P.M. Calificación: ............................................................................ EL PRESIDENTE LOS VOCALES EL SECRETARIO Ao George por aceitar viver essa aventura comigo. AGRADECIMIENTOS A mi tutor, Profesor José Manuel Vassallo, por su acogida, enseñanza y apoyo a lo largo de esa jornada. A todos los profesores y personal administrativo de la Escuela de Caminos y de TRANSyT. A Andrés Monzón por haberme proporcionado estar en TRANSyT. A todos mis compañeros del curso. A Thais Rangel, Antonio Sanchez Soliño y María de los Ángeles Baeza por las contribuciones y mejorías sugeridas en la prelectura de la tesis. A Agencia Nacional de Transporte Terrestre por la oportunidad de poder dedicarme a los estudios. A Javier Faulin que fue mi primer contacto en España, antes de iniciar el curso. A Lawrence por todo ánimo y enseñanza del inglés. A mi madre Marina, a mi padre Daniel, toda mi familia y amigos que fueran mi mayor incentivo para estudiar en el extranjero y un apoyo durante mi estancia, mismo estando un océano lejos. A George por la motivación, cariño, paciencia y, principalmente, por estar a mi lado todos los días y haciéndome feliz en el camino. ABSTRACT For the last few decades, the private sector has increased its participation in transport infrastructure provision worldwide. This change has brought new challenges for regulators, including the definition of the method of tariff adjustment. For this reason, methods of economic regulation have been made substantial progress, seeking to achieve maximum performance from the concessionaires. The price cap is a mechanism of incentive regulation to control the price level of the operator. It sets a ceiling to the price level according to an index formula based on the rate of inflation, which is RPI – X. The X-factor is an efficiency factor, which should reflects the expected efficiency gains of the firms, in order to share them with the users. Therefore, it is imperative for regulators to implement a comprehensive methodology to set the X-factor that considers the efficiency of the firms. In this way, the purpose of this research is to develop a framework to set the X-factor of the price cap formula, based on the efficiency of the firms, applied for road infrastructure concessions. For that end, Data Envelopment Analysis (DEA) is used to measure the efficiency of the firms. In addition to include the productivity of the firms in the calculation of the X-factor, the use of DEA method allows measure the efficiency of the firms, making a comparison among the productivities of the firms and identifying best practices. The proposed framework is validated by an application for the case of Brazilian federal road concessions, in an effort to present the implementation of the framework and challenges associated with it. This thesis significantly enhances the application of price cap regulation in practice by taking the efficiency concept into account and also contributes to expand its reach, encouraging regulators to use price cap regime in road concession contracts. RESUMEN A lo largo de las últimas décadas, el sector privado ha incrementado su participación en la provisión de infraestructuras de transporte en todo el mundo. Este cambio ha resultado en nuevos retos para los reguladores, incluido la definición del método de ajuste de tarifas. Por esta razón, los métodos de regulación económica han hecho progresos sustanciales, con el objetivo de obtener el máximo desempeño de los concesionarios. El price cap es un mecanismo de regulación por incentivos para controlar el nivel de precios del operador. Para eso se establece un límite máximo para la tarifa de acuerdo con una fórmula que está basada en la tasa de inflación, que es IPC - X. El factor X es un factor de eficiencia, que debe reflejar las ganancias de eficiencia esperadas de las empresas, con el fin de compartirlas con los usuarios. Por lo tanto, es imprescindible que los reguladores apliquen una metodología completa para determinar el factor X que considere la eficiencia de las empresas. De esta manera, el objetivo de esta investigación es desarrollar una sistemática para determinar el factor X de la fórmula del price cap, basado en la eficiencia de las empresas, para las concesiones viales. Para ese fin, se utiliza el Análisis Envolvente de Datos (DEA) para medir la eficiencia de las empresas. Además de incluir la productividad de las firmas en el cálculo del factor X, el uso del método DEA permite evaluar la eficiencia de las empresas, comparando las productividades de las empresas e identificando las mejores prácticas. La sistemática propuesta es validada con una aplicación para el caso de las concesiones de autopistas federales en Brasil, con el objetivo de presentar la aplicación de la sistemática y los retos asociados a ella. Esta tesis mejora significativamente la aplicación en la práctica de la regulación por el método price cap por medio la inclusión del concepto de eficiencia y también contribuye para ampliar su alcance, fomentando a los reguladores a utilizar el método price cap en los contratos de concesión viales. INDEX 1. INTRODUCTION ................................................................................................................. 19 1.1 Context of the Thesis ................................................................................................... 21 1.2 General Objective ........................................................................................................ 22 1.3 Importance of this Research ........................................................................................ 22 1.4 Expected Contributions of the Thesis .......................................................................... 25 1.5 Organization of the Thesis ........................................................................................... 25 2. REGULATION OF PUBLIC UTILITIES ................................................................................ 29 2.1 Overview of Utility Regulation ...................................................................................... 31 2.2 Evolution of Economic Regulation ............................................................................... 34 2.3 Incentive Regulation .................................................................................................... 37 2.4 Experiences of Price Cap in Road Projects ................................................................. 43 2.5 X-Factor ....................................................................................................................... 48 3. MEASURING EFFICIENCY IN PUBLIC UTILITIES ............................................................. 53 3.1 Definition of Productivity and Efficiency ....................................................................... 55 3.2 Efficiency Measurement Methods ................................................................................ 59 3.2.1 Parametric Methods ................................................................................................. 60 3.2.2 Non-parametric Methods.......................................................................................... 61 3.3 Methods used in Transport Sector ............................................................................... 68 4. BRAZILIAN ROAD CONCESSION ...................................................................................... 75 4.1 Overview of Road Concessions in Brazil ..................................................................... 77 4.2 Innovations in the Road Concession Program ............................................................. 82 4.3 Economic Regulation of the Contract ........................................................................... 88 5. SPECIFIC OBJECTIVES AND METHODOLOGY ............................................................... 93 5.1 Research Gap .............................................................................................................. 95 5.2 Specific Objectives ....................................................................................................... 97 5.3 Methodology ................................................................................................................ 99 5.4 Data Envelopment Analysis ....................................................................................... 100 6. PROPOSITION TO SET THE X-FACTOR ......................................................................... 109 6.1 Efficiency Measurement ............................................................................................. 112 6.2 Define Objective and Select DMUs ...........................................................................