L'efficacité des marchés de l'électricité à court terme avec les énergies renouvelables variables et leur impact sur les Futures et les stratégies de couverture

The Efficiency of Short-Term Electricity Markets with Variable Renewables and their impact on Forward Prices and Hedging Strategies

• Auteur / Autrice : Angela Torres Corona
• Direction : Jan-Horst Keppler, Sophie Moinas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences Economiques
• Date : Soutenance le 04/12/2023
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale SDOSE (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d’Economie de Dauphine (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Paris Dauphine-PSL (1968-....) - Université Toulouse 1 Capitole (1970-2022)
• Jury : Président / Présidente : Yannick Le Pen
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jan-Horst Keppler, Sophie Moinas, Yannick Le Pen, Maria Dolores Furio Ortega, Bert Willems, Fabien Roques, Benoît Sévi, Claude Crampes
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Maria Dolores Furio Ortega, Bert Willems

Mots clés

Mots clés contrôlés

Énergies décarbonées

Permis de pollution négociables

Énergies renouvelables

Mots clés libres

Contrats à terme sur l'électricité

Prime de risque

Evaluation d’actifs financiers

Energies renouvelables

Prix du carbone

Annonces de politique de régulation

Electricity futures

Risk premium

Asset pricing

Renewable energy

Carbon price

Regulatory policy announcements

Résumé

Cette thèse questionne l’efficience de deux marchés au cœur de la transition énergétique : le Système Européen d’Echange de Quotas d’Emission (EU ETS) et le marché européen de l’électricité. Ces marchés sont cruciaux pour réduire les émissions de carbone et atteindre l’objectif zéro émission nette. Nous abordons des questions visant à améliorer l’efficience de ces marchés, en mettant l’accent sur le rôle des énergies renouvelables dans la détermination des prix. Le premier chapitre étudie la manière dont les producteurs-générateurs d’électricité ajustent leurs offres en fonction des prévisions du marché au jour le jour concernant la production d’énergie renouvelable intermittente et la demande totale. Nous montrons que ces anticipations ont un impact respectivement négatif et positif sur l’élasticité de l’offre. En outre, une offre plus élastique réduit la volatilité des prix. Le deuxième chapitre démontre l’impact de la production intermittente d’Energie renouvelable sur le prix à terme et la prime de risque sur le marché de l’électricité. A partir d’une estimation structurelle des fonctions de cout des producteurs, nous déduisons l’exposition au risque des participants en développant un modèle d’équilibre de marché et en analysant les données du limit order book du marché au jour le jour allemand et autrichien. Les simulations contrefactuelles révèlent qu’une augmentation de la production intermittente d’énergie peut conduire à différents effets de prime de risque en fonction des caractéristiques de la distribution de l’intermittence. Le troisième chapitre étudie l’impact des annonces réglementaires de la Commission Européenne en matière de climat et d’énergie sur les rendements des quotas de carbone. En utilisant la méthodologie des “Event-Studies“, nous examinons treize catégories d’annonces concernant le fonctionnement du système et d’autres évènements pertinents, en nous concentrant sur les annonces relatives à la réserve de stabilité du marché (MSR) et aux révisions du Pacte Vert. Nous montrons qu’au cours de la période étudiée, 33% des annonces de la Commission Européenne produisent des rendements anormaux cumules (RAC) significatifs, avec des rendements significatifs plus élevés après l’annonce. Les annonces relatives au MSR ne donnent pas lieu à des RAC significatifs, lié à l’ajustement progressif pour équilibrer l’offre excédentaire de quotas. En revanche, les annonces relatives au Pacte Vert s’accompagnent de RAC et des rendements anormaux significatifs.

This thesis tests the efficiency of two markets at the heart of the energy transition : the European Emission Trading Scheme (EU ETS) and the European electricity market. These markets are crucial for reducing direct and indirect carbon emissions and achieving net-zero objectives. The thesis addresses multifaceted issues to enhance market efficiency, emphasizing the role of variable renewable energy (VRE) in their pricing. The first chapter studies how electricity generators adjust their offers based on market expectations in the Day-ahead market for VRE and total demand. The findings show that these expectations impact supply elasticity negatively and positively, respectively. Furthermore, a more elastic supply leads to lower price volatility. The second chapter, co-authored with Sophie Moinas and Sébastien Pouget, provides evidence of the causal impact of VRE generation on the futures price and risk premium in the electricity market. In this chapter, we structurally estimate producers' cost functions from which we infer participants' risk exposures by extending a market equilibrium model and analyzing limit order book data from the German/Austrian Day-ahead market. The counterfactual simulations reveal how an increase in VRE generation can lead to differing risk premium effects depending on the characteristics of the intermittency distribution. The third chapter, co-authored with Jan-Host Keppler, explores the European Commission's climate and energy regulatory announcements' impact on carbon allowance returns. By employing an event study approach, the chapter examines 13 categories of announcements concerning their operational cycle and relevant system events, putting particular interest in those related to the Market Stability Reserve and EU Green Deal revisions. Results show that during the study period, 33% of EC announcements yield significant Cumulative Abnormal Returns (CARs), with higher post-event significance returns than pre-event. Notably, MSR-related announcements do not lead to significant CARs due to the progressive adjustment to balance the oversupply of allowances. In contrast, EU Green Deal announcements exhibit significant CARs and Abnormal Returns (ARs).