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    Thème: Les instruments politiques

    S.AMBEC et C.CRAMPES 2015 W.P : « Environmental policy with intermittent sources of energy »

    Les auteurs examinent l’impact des différent instruments de politique environnementale( taxe de carbone, tarifs de rachats et les portefeuilles renouvelables standards) visant à réduire les effets négatifs de la production d’électricité à partrir de combustibles fossiles sur l’environnement tout en analysant l’intéraction entre les opérateurs conventionnels et intermittents. Pour ce faire, ils utilisent une version généralisée de leur modèle de 2012, en introduisant un nouveau paramètre qui représente le dommage à l’environnement \( δ \) et en supposant des coûts de production hétérogènes pour les opérateurs intermittents. Tout d’abord ils caractérisent le mix énergétique optimal sur un marché concurrentiel, ensuite ils analysent la capacité des différents instrument à décentraliser l’état optimal.

    spécificités du modèle

    * Modèle stylisé de production et d’investissement.

    Coté demande:

    On a des consommateurs homogènes avec un surplus est croissant et concave: \(S^{^{\prime }}>0\) et \(S^{^{^{\prime \prime }}}<0\), leur fonction de demande :\(D(p)=S^{-1}(p)\).

    Coté offre:

    -> Producteurs conventionnels:

    * Production \(q_{f}\) avec des couts marginaux constants \(c\).

    * Capacités de production \(k_{f}\) with marginal\(r_{f}\)

    * Couts marginaux privés à LT pour 1 kWh \(c + r_{f}\)

    * Couts marginaux sociaux à LT pour 1 kWh \(c + r_{f}+δ\)

    -> Producteurs intermittents:

    On a des producteurs hétérogènes (sur des sites différents);

    *Les capacités intermittentes n’ont pas de coûts de production, la totalité de la production va être entièrement consommée \(q_i^{ω}=k_i\).

    * Les coûts d’installation des capacités intermittentes dépendent de leur technologie et leur localisation, ils sont distribués: \(r_i∈[r_i,+∞]\) avec une fonction de distribution f et une fonction cumulative F.

    Cadre d’analyse et hypothèses spécifiques:

    * Marché au comptant : les producteurs d’électricité vendent aux détaillants d’électricité aux prix variable selon les conditions climatiques : prix variable.

    * Marché forward: les détaillants qui sont neutres aux risques offrent des prix fixes aux consommateurs : contrats à terme.

    * Les opérateurs intermittents et conventionnels ont des contraintes de capacités.

    * Coûts de production marginaux constants.

    * La production fossile cause un dommage à l’environnement : \( δ>0\) par unité de production. Ce dommage est constant.

    * Les consommateurs ne sont pas réactifs au prix.

    Pour rendre compte de l’intermittence des ébergies renouvelables, les auteurs analysent trois cas :

    *Cas a: dans ce premier cas, les coûts de l’éolienne la plus efficace sont supérieurs aux coûts des opérateurs conventionnels : pas de capacités intermittentes à installer. Les capacités fossiles doivent satisfaire la totalité de la demande.

    * Cas b: dans ce cas la source intermittente devient attractive mais pas assez pour couvrir toute la demande → les deux sources sont utilisées. Les deux sources d’énergies sont de parfait substituts. Dans ce cas plus le dommage à l’environnement augmente plus la consommation et les capacités conventionnelles diminuent. inversement l’investissement dans les capacités intermittentes augmente.

    * Cas c: dans le dernier cas, le vent est abandon, les éoliennes couvrent la totalité de la demande. Les deux sources sont complémentaires. Maintenant, l’augmentation du dommage à l’environnement implique une diminution de l’investissement dans les capacités intermittentes . Ceci est dû à la non réactivité des consommateurs aux variations des prix.

    Les décisions dépendent à chaque fois des coûts d’installation des capacités intermittentes, la disponibilité de ces dernières et de l’ampleur du dommage à l’environnement.

    Principaux résultats pour les instruments politiques:

    * Une taxe Pigouvienne permet de décentraliser l’état optimal. Ce résultat est obtenu grace à l’hypothèse du dommage marginal constant. La taxe réduit la production d’électricité et augmente l’investissement dans les capacités intermittentes. Toutefois son effet sur les capacités totale est ambigue à cause de la non réactivité des consommateurs. Plus l’élasticité de la demande est faible plus l’augmentation de la taxe résulte en l’augmentation des capacités installées.

    * Les tarifs de rachats et les portefeuilles renouvelables standards améliorent l’investissement dans les capacités intermittentes. Toutefois ils impliquent une sur-production d’électricté. Pour réduire cet effet, il faut qu’ils soient accompégner par une taxe sur la consommation d’électricité pour qu’ils permettent de décentraliser l’état optimal.

    Les auteurs ont aussi déterminer la valeur sociale de deux technologies permettant de faire face à l’intermittence:

    - Le stockage: sa valeur marginale dépend de la différence dans les coûts des deux types d’opérateurs. Elle est reflétée par la différence dans les prix sur le marché au comptant.

    - Les compteurs traditionnels: malgré que ces équipements permettent de réduire les coûts de production et le dommage à l’environnement, ils exposent les consommateurs aux fluctuation des prix.

    Enfin, dans la dernière partie les auteurs analyse le cas de monopole. Ils concluent que la concurrence de la frange intermittente n’empeche pas le monopole conventionnel d’excercer son pouvoir du marché. Toutefois, les producteurs conventionnelles réduisent leur production suite à l’entrée des opérateurs intermittents sur le marché ce qui résulte en l’augmentation le prix d’électricité.

    P.Menanteau, D. Finon et M. Lamy.2003 “Prices versus quantities: choosing policies for promoting the development of renewable energy”Energy Policy Volume 31, Issue 8, p. 799–812

    Les auteurs examinent l’efficacité des différents instruments d’incitation au développement des sources d’énergie renouvelables, tant d’un point de vue théorique : en comparant les approches fondées sur les prix avec les approches basées sur la quantité, et d’un point de vue pratique, en regardant des exemples concrets de la façon dont ces différents instruments ont été mis en œuvre.

    Méthodologie: * Théorique: en comparant les instruments politiques basés sur les prix et ceux basés sur la quantités.

    *Pratique: en analysant des exemples concrets pour voir comment ces différents instruments ont été mis en place.

    Les étapes de l’analyse:

    1) Examiner la justification des politiques supportant les énergies renouvelables sur la base des externalités positives qu’elles génèrent et leur rôle dans la stimulation du processus d’apprentissage.

    2) Comparaison approches basées sur les prix / sur la quantité.

    3) Analyser l’efficacité statique et dynamique des instruments en relation avec les différents critères qui distinguent l’approche Q et par le prix.Cette comparaison s’est fait sur la base des critères suivants:

    * Comparaison en situation d’information incomplète.

    * Différence en efficacité dynamique : impact sur le changement technique.

    * Incitation pour entrer sur le marché.

    * Comparaison en terme de coût total pour supporter les énergies renouvelables.

    * Comparaison en terme d’incitations pour réduire les couts et les prix.

    * Incitation pour innover.

    Principaux résultats:

    L’article conclut qu’un système de tarifs de rachat est plus efficace qu’un système d’appel d’offres, mais souligne l’intérêt théorique des échanges de certificats verts qui doit être confirmée par la pratique, étant donné l’influence des structures du marché et les règles relatives sur la performance de ce type d’approche.