L'avenir de l'équilibrage court-terme du système électrique européen : Impact des marchés communs d’équilibrage et de la décarbonation

The future of short-term electricity balancing in Europe : Impact of common balancing energy markets and decarbonization

• Auteur / Autrice : Florent Cogen
• Direction : Fabien Roques
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences Economiques
• Date : Soutenance le 03/07/2024
• 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) - Laboratoire d'Economie de Dauphine / LEDa
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Paris Dauphine-PSL (1968-....)
• Partenaire(s) de recherche : Organisme de financement : Réseau de transport d'électricité - Électricité de France Transport
• Jury : Président / Présidente : Jan-Horst Keppler
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Fabien Roques, Jan-Horst Keppler, Olivier Massol, Anke Weidlich, Marie Petitet, Erik Delarue
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Massol, Anke Weidlich

Mots clés

Mots clés contrôlés

Décarbonation

Électricité -- Transport

Équilibrage (mécanique industrielle)

Mots clés libres

Marchés d'électricité européens

Equilibrage

Décarbonation

Modélisation agent

Optimisation

European electricity markets

Balancing

Decarbonization

Agent-Based model

Optimization

Résumé

Le système électrique européen est actuellement en pleine mutation, et en particulier l’équilibrage court-terme. En effet, l’organisation de ce dernier est en transition depuis des processus locaux, à la maille de chaque pays, vers des marchés communs harmonisés. De plus, la décarbonation va modifier les caractéristiques de l’équilibrage court-terme. Cette thèse évalue l’impact de ces deux changements sur l’offre d’activation de réserves et la demande d’équilibrage en Europe. Dans un premier temps, elle montre l’influence des contraintes opérationnelles des groupes de production sur la courbe d’offre des marchés d’équilibrage. La courbe de demande est ensuite étudiée, sous l’angle des stratégies de formulation de demande par les gestionnaires de réseaux de transport. Finalement, une étude à horizon 2050 évalue la capacité de ces nouveaux marchés à résorber les augmentations en besoin d’équilibrage causés par l’intégration massive de sources de production renouvelables et variables.

The European power system is currently undergoing significant changes, particularly in short-term balancing. Indeed, the organization of the latter is transitioning from local processes at the level of each country to harmonized common markets. Additionally, decarbonization will alter the characteristics of short-term balancing. This thesis assesses the impact of these two changes on the activation of reserves and the balancing needs in Europe. In a first part, it demonstrates the influence of operating constraints of generation units on the supply curve of balancing markets. The demand curve is then examined from the perspective of bidding strategies by transmission system operators. Finally, a study looking ahead to 2050 evaluates the capacity of these new markets to accommodate for increases in balancing needs caused by the large-scale integration of variable renewable energy sources.