Garantir des investissements dans les marchés de l'électricité. Trois essais sur l'architecture de marchés.

Securing Investments in Electricity Markets. Three Essays on Market Design.

• Auteur / Autrice : Léopold Monjoie
• Direction : Fabien Roques
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences Economiques Dauphine
• Date : Inscription en doctorat le 01/03/2019
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : SDOSE Sciences de la Décision, des Organisations, de la Société et de l'Echange
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Économie de Dauphine
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : UNIVERSITE PARIS DAUPHINE - PSL

Mots clés

Mots clés libres

Design de Marché

Economie Industrielle

Décisions d'investissement

Marché d'électricité

Régulation

Market Design

Industrial organization

Investment decisions

Electricity markets

Regulation

Résumé

Le système électrique est confronté à plusieurs contraintes portant sur des dynamiques de court terme et de long terme. Une bonne gestion de ces contraintes est cruciale si l'on veut assurer un fonctionnement technique et économique optimal du système. Historiquement, ces contraintes ont été gérées par une seule entreprise détenue par les autorités publiques. Cependant, l'introduction progressive de la concurrence et l'émergence de nouvelles technologies de production et d'effacement, a modifié profondément la gestion de ces contraintes. Les résultats de travaux théoriques ainsi que des expériences tirées de différents systèmes ont souligné l'importance de bien réfléchir à la conception des règles de marché. Dans ce contexte, la problématique générale de cette thèse porte sur l'organisation du système électrique permettant une gestion efficace des contraintes de court terme et de long terme. Classiquement, plusieurs mécanismes de marché, que nous nommerons marchés d'équilibrage, sont mis en place pour gérer efficacement les contraintes d'équilibrage de court terme et de long terme. Le principe central de ces marchés repose sur l'envoi de signaux résultant des interactions d'acteurs privés. Ces signaux prennent la forme de prix et doivent inciter les acteurs à se comporter de façon vertueuse, afin de résoudre implicitement les contraintes du système, c'est-à-dire équilibrer les flux physiques sur le court terme et investir dans les moyens de production et d'effacement sur le long terme. L'analyse de l'efficacité de chaque marché d'équilibrage repose donc sur la bonne compréhension du comportement des acteurs sur ces marchés. Or, notre projet souligne que les questions du risque et de l'information sont centrales dans l'étude générale de l'efficacité des marchés, mais qu'elles sont également importantes dans le cas des marchés d'équilibrage. Ce constat permet de préciser les deux enjeux traités par cette thèse. Lorsqu'on prend en compte les questions de l'information et du risque : Premier enjeu : Quelle architecture est capable de faire émerger un prix de l'électricité représentant au mieux la rareté de l'électricité pour un moment donné et permettant ainsi une gestion efficace des contraintes de court terme du système ? Second enjeu : Quelle architecture est capable de valoriser au mieux une capacité supplémentaire, quelle que soit la technologie, afin d'assurer le développement d'un parc optimal compte tenu du parc existant ?

The electricity system is confronted with several constraints relating to short-term and long-term dynamics. Proper management of these constraints is crucial to ensure optimal technical and economic operation of the system. Historically, these constraints have been managed by a single company owned by the public authorities. However, the introduction of competition and the emergence of new production means have profoundly changed the way these constraints are managed. The results of theoretical work as well as experiences from different systems have highlighted the importance of thinking carefully about the design of market rules. In this context, the general problem of this thesis concerns the organization of the electrical system allowing an effective management of short term and long term constraints. Traditionally, several market mechanisms, which we will call balancing markets, have been put in place to effectively manage short-term and long-term balancing constraints. The central principle of these markets is based on the sending of signals resulting from the interactions of private actors. These signals take the form of prices and must encourage actors to behave in a virtuous way, in order to implicitly solve the system's constraints, i.e. balance physical flows in the short term and invest in means of production and erasure in the long term. The analysis of the efficiency of each balancing market is therefore based on a good understanding of the behaviour of the players on these markets. However, our project points out that risk and information issues are central to the overall study of market efficiency, but are also important in the case of balancing markets. This observation makes it possible to specify the two issues addressed by this thesis. When considering information and risk issues: First issue: Which architecture is capable of generating an electricity price that best represents the scarcity of electricity for a given time and thus allows effective management of the system's short-term constraints? Second issue: Which architecture is capable of making the most of additional capacity, whatever the technology, in order to ensure the development of an optimal fleet given the existing fleet?