Transition énergétique : maîtrise de la consommation et financement des énergies renouvelables

Energy Transition : managing Consumption and Financing Renewable Energy

• Auteur / Autrice : Marie Gauthier
• Direction : Carole Haritchabalet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences économiques
• Date : Soutenance le 14/12/2022
• Etablissement(s) : Pau
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences sociales et humanités (Pau, Pyrénées Atlantiques)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Économies d'énergie

Réchauffement de la Terre

Énergies renouvelables

Mots clés libres

Energie Renouvelable

Gestion de la demande

Effet Rebond

Efficacité énergétique

Finance Verte

Efficacité des marchés

Renewable energy

Demand-Side management

Rebound Effect

Energy Efficiency

Green Finance

Market Efficiency

Résumé

Il est communément admis que les énergies intermittentes ont pour principal défaut de dépendre des conditions météorologiques. Leur production est donc considérée comme diffus et non-pilotable, dit autrement la production d’électricité d’origine intermittente est décentralisée et non contrôlable. Dès lors, dans un contexte d’augmentation de la part des énergies intermittentes dans le mix énergétique des pays, il est nécessaire de trouver des solutions efficaces pour faire coïncider la consommation à la production.Dans le premier chapitre de cette thèse, nous analysons l’entrée d’un nouvel acteur, appelé le « demand response aggregateur », dans le marché de la fourniture d’électricité. Nous montrons que l’entrée d’un tel agent, malgré le bénéfice qu’il apporte pour le réseau, est toujours sous-optimale en situation de concurrence imparfaite. Ainsi, l’intervention de l’Etat est nécessaire pour restaurer la part de marché optimal de cet agent. Nous montrons que l’utilisation d’une subvention, qu'elle soit basée sur les charges d’accès au réseau du nouveau fournisseur ou sur le TURPE, bénéficie aux consommateurs. Tandis qu’une pénalité est préférée par les producteurs du fait de son effet positif sur les prix.Outre la nécessité de faire coïncider production et consommation d’électricité, la raréfaction des ressources naturelles – notamment des métaux rares – pousse à considérer la sobriété énergétique comme incontournable. Dans le deuxième chapitre de cette thèse, nous étudions l’effet rebond de la consommation énergétique dans le contexte français. Plutôt que d’utiliser l’élasticité-prix de la consommation pour quantifier l’effet rebond, nous utilisons l’élasticité de la demande énergétique par rapport à l’efficacité énergétique calculée à partir des diagnostics de performance énergétique. Nous trouvons qu’en France, l’effet rebond est significativement positif est varie entre 40% et 60% selon le besoin énergétique considéré. Cet effet dépend aussi du niveau de consommation. Tandis que l’effet rebond diminue à mesure que la consommation d’un foyer augmente lorsque nous considérons la consommation d’énergie vitale (i.e., chauffage et eau chaude sanitaire), il suit une courbe en U lorsque nous considérons les consommations énergétiques totales (essentielles et non essentielles).Enfin, malgré les efforts que les consommateurs résidentiels peuvent fournir pour permettre l’intégration d’une part importante des énergies intermittentes dans le mix énergétique des pays, la transition énergétique ne pourra se faire sans le support des marchés financiers. Les deux derniers chapitres de cette thèse s’intéressent donc à la dynamique des marchés financiers à la lumière des récents évènements, notamment de la crise de la COVID-19. Ces deux chapitres utilisent des méthodes économétriques innovantes à la frontières des sciences cognitives. Dans ces deux chapitres, nous trouvons que la relation entre les énergies renouvelables (i.e., indices solaire, éolien, géothermie et bioénergie) et le pétrole évolue avec le temps et est très sensible aux évènements (i.e., Printemps arabe, accords de Paris, pandémie de la COVID-19). Quand nous contrôlons des sentiments des investisseurs, nous trouvons que cette relation s’atténue et s’oriente plutôt vers du long-terme. Enfin, nous trouvons que à la suite de la crise de la COVID-19, les indices renouvelables apparaissent comme plus résiliant que le pétrole. Alors qu’ils étaient plus inefficaces que le pétrole avant cette crise, il semble que la pandémie a entrainé un changement de comportement des investisseurs en faveurs des énergies vertes.

The fight against global warming is one of the major challenges of the 21st century. In order to reverse the trend of increasing anthropogenic emissions, it is commonly accepted that the development of renewable energies, and in particular intermittent energies, will be essential. However, the main disadvantage of intermittent electricity production is that it depends on weather conditions. Therefore, to promote the emergence of these new technologies, it is more than necessary to make electricity consumption more flexible. It is in this sense that the first chapter of this thesis examines the entry of a new player in the electricity supply market. This new player, similar to the company Voltalis in France, has the ability to shift the energy consumption of its consumer pool to coincide with production. We find in this chapter that the market share of the aggregator is always sub-optimal in imperfect competition. We also find that the implementation of economic policies can restore this optimal market share. In particular, we find that a subsidy to consumers and/or suppliers appears to be the best instrument from a consumer perspective.In addition to the need to consume energy better, i.e. when there is intermittent electricity production, it is necessary to consume less. In the second chapter, we focus on the analysis of household consumption with respect to the energy efficiency of buildings. More specifically, we quantify the rebound effect of the energy consumption of French households. The interest of this research is to verify if the energy improvement of residential dwellings does indeed reduce consumption. We find that the rebound effect in France is relatively high and depends on the energy consumed. For necessity, it seems that the rebound effect decreases as consumption increases - there would thus be a saturation level. While this result is not confirmed when we look at vital and non-vital energy consumption.Finally, in order for the energy transition to proceed properly, it is necessary to mobilize all the actors in the economy, including sustainable finance. The last two chapters therefore focus on the analysis of the relationship between green and dirty energy in the financial markets. We find that the relationship between these two energies evolves over time but also according to the type of investor we consider. We also find that the green index market appears to be more efficient than the dirty energy market according to the COVID-19.