Les échanges économiques dans les communautés énergétiques et la répartition optimale des coûts

Economic Trades in Energy Communities and Optimal Cost Allocation

• Auteur / Autrice : Laura Wangen
• Direction : Cédric Clastres
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences économiques
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2023
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences économiques (Grenoble ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'économie appliquée de Grenoble (Isère, France ; 2003-....)

Mots clés

Mots clés libres

Systèmes énergétiques communautaires

Répartition des coûts

Échanges énergétiques

Conception des tarifs

Community energy systems

Cost allocation

Energy trading

Tariff design

Résumé

Dans le contexte des objectifs de transition énergétique et de la décentralisation des systèmes énergétiques, les communautés énergétiques suscitent des intérêts économiques, sociaux et politiques. Le besoin accru d'interaction entre la communauté des consommateurs et les opérateurs de systèmes énergétiques nécessite des mécanismes d'échange organisés. À cet égard, plusieurs formes de communautés énergétiques (connectées et non-connectées au réseau) ainsi que différents mécanismes d'échange sont émergés. Cependant, l'intégration de ces systèmes énergétiques locaux dans le système électrique existant fait face à de nombreux obstacles, tels que les déficits financiers auxquels sont confrontés les gestionnaires de réseau. En utilisant l'économie industrielle (comportements stratégiques, marchés peer-to-peer et marchés bifaces), l'économie publique (mécanismes de régulation) et la théorie des jeux (théorie des jeux coopératifs, the core, nucleolus et la valeur de Shapley), cette thèse vise à étudier les interactions au sein des communautés énergétiques et avec le nouveau rôle actif des gestionnaires de réseaux de distribution et la conception de tarifs réglementés pour recouvrer les coûts du réseau. Avec comme résultats, des vue d'ensembles bien structurées et détaillées des différents systèmes d'échange dans les communautés énergétiques, cette thèse va identifier les avantages et les coûts associés aux différents systèmes d'échange, dans un cadre réglementaire donné. En outre, cette recherche abordera une répartition des coûts adapté en minimisant les coûts du réseau communautaire et en évitant les problèmes financiers pour le réseau. Dans ce contexte, une attention particulière est accordée aux différentes structures tarifaires pour les communautés énergétiques ainsi que leur adaptabilité aux environnements commerciaux actuels et futurs des gestionnaires de réseaux de distribution. En ce sens, des structures commerciales efficaces devraient permettre une répartition efficace des coûts, en fournissant un cadre adopté pour une mise en œuvre réussie et durable des communautés énergétiques dans le système énergétique.

In the context of energy transition objectives and the request for more decentralised energy systems, Energy Communities arouse economic, social, and political interests. The increased need for interaction between the prosumer community and the energy system operators requires organised trading mechanisms. In this regard, several forms of Energy Communities (off-grid/on-grid modes) as well as different trading mechanisms have emerged in recent years in response to the current and future energy transition goals. However, the integration of these local energy systems into the existing power system comes with many obstacles, such as financial deficits faced by system operators. Using industrial economics (strategic behaviours, peer-to-peer and two-sided markets), public economics (regulation mechanisms) and game theory (cooperative game theory, the core, nucleolus and Shapley value), this Ph.D. thesis aims to study the interactions inside Energy Communities and outside with the new active role of distribution system operators and regulated tariff design to recover network costs. We expect to obtain some results on a well-structured and detailed overview of the different trading systems inside Energy Communities identifying the benefits and the costs associated with the different schemes under a given regulatory framework. In addition, this research should approach a tailored cost allocation that minimises community network cost and avoids financial problems for the grid. In this context, a special focus is given on different tariff structures for Energy Communities with regard to their adaptability on current and upcoming business environments of distribution system operators. In this sense, effective trading structures are expected to enable efficient cost allocations, providing an adopted framework for a successful and sustainable implementation of Energy Communities inside the energy system.