Etude France-Allemagne

Les points à retenir :
• Le système électrique évolue et l’architecture du marché également. Les Etats membres européens réfléchissent aujourd’hui la façon la plus efficace d’assurer à leurs concitoyens un approvisionnement en électricité : décarboné, sûr et compétitif.
• UFE et BDEW se sont associés pour conduire une étude robuste et quantitative sur l’évolution du market design au niveau France / Allemagne.
• Dans cette étude, les aléas météorologiques et l’aversion au risque des acteurs de marché sont simulées.
• Le risque porté par les acteurs de marché dans un marché energy only est très important et conduit à une sécurité d’approvisionnement affaiblie et à un mix de production sous optimal.
• Un mécanisme de capacité permet d’atteindre le niveau de sécurité d’approvisionnement en réduisant le risque pour les acteurs et en améliorant la composition du mix de production.
• L’introduction d’un mécanisme de capacité dans un pays génère des gains pour les consommateurs des deux pays.
• L’introduction conjointe d’un mécanisme de capacité dans les deux pays amplifie ces gains.

Les enjeux du système électrique européen

Dans un grand nombre de pays, comme en France et en Allemagne, les transitions énergétiques transforment les paysages énergétiques et les secteurs électriques : des capacités de production d’électricité à partir d’énergies renouvelables sont développées massivement pour se substituer aux technologies de production carbonées. Cette période transitoire aboutira à des systèmes électriques dont les capacités de production seront en grande partie variables. De nouveaux risques pèseront sur la sécurité d’approvisionnement. Pour répondre à une demande résiduelle de plus en plus volatile, le système électrique nécessitera donc des technologies flexibles et qui fonctionnent pendant un nombre d’heures restreintes sur l’année pour assurer le niveau requis de sécurité d’approvisionnement.

Cette sécurité d’approvisionnement a longtemps été une prérogative exclusivement nationale. Cependant, à l’avenir, la sécurité d’approvisionnement sera de plus en plus assurée de façon transnationale au niveau de plaques régionales. La France et l’Allemagne sont appelées à jouer un rôle essentiel à cet égard, car ces deux pays se situent au cœur de l’Union de l’Energie. Par ailleurs, dans le contexte actuel de libéralisation du secteur électrique, la question de la sécurité d’approvisionnement ne peut plus être étudiée séparément de celle de l’organisation du marché. Par le passé, la capacité de production installée et la durée de vie technique des centrales étaient considérées comme des indicateurs clés de la sécurité d’approvisionnement. Mais, à l’avenir, le niveau de sécurité d’approvisionnement dont bénéficieront les citoyens européens dépendra surtout des décisions d’investissement et de déclassement prises, de façon décentralisée, par les acteurs du marché. Et ces décisions seront fortement influencées par l’organisation du marché électrique.

Dans ce contexte, deux questions essentielles surgissent :

  • En 2030, la sécurité d’approvisionnement, dans un contexte de transition énergétique, pourra-t-elle être assurée au niveau souhaité par un marché energy only ? Quels seront les effets de la mise en place d’un mécanisme de capacité, du point de vue des investisseurs ? Et pour la collectivité ?
  • Quelles seraient les conséquences de la mise en place coordonnée de mécanismes de capacité similaires au niveau régional ?

De nombreux pays ont en effet déjà initié une réforme de leur marché électrique, en introduisant des mécanismes capacitaires, qui peuvent prendre différentes formes. Ainsi, l’Allemagne a mis en place une réserve stratégique, dont l’objectif est d’éviter le déclassement d’un certain nombre de centrales de production au charbon pour assurer la sécurité d’approvisionnement en électricité. La France, elle, a fait le choix d’un marché de la capacité. L’obligation « de capacité » des fournisseurs est calculée par RTE, et pour couvrir cette obligation, les fournisseurs doivent détenir ou acquérir sur le marché auprès des exploitants de capacité suffisamment de « garanties de capacité ».

Alors que les marchés de l’énergie sont désormais couplés de la Finlande jusqu’au Portugal, il est essentiel d’évaluer ces différents solutions au regard : de leur efficacité économique, de leur impact en termes de sécurité d’approvisionnement au niveau européen, ainsi que de leur coût pour le consommateur.
Afin d’éclairer les débats sur le réforme du marché de l’électricité européen, l’UFE et son homologue allemand, le BDEW, se sont associés pour évaluer les effets de différents scénarios à l’échelle franco-allemande.

Principes de la modélisation de l’étude UFE/BDEW

La particularité de l’étude UFE/BDEW réside dans la modélisation de deux éléments essentiels :

  1. La dimension météorologique : à chaque année correspond un profil de température, d’ensoleillement, et de vent. 50 années climatiques ont été représentées sur la base de données historiques. Pour chacune de ces années, les différents scénarios décrivent, au pas horaire, la consommation d’électricité et la production des différentes sources renouvelables.
  2. Le risque pour les investisseurs : il s’agit de leur appétence à investir en fonction du niveau et de la variabilité des revenus espérés. Plus la variance des revenus espérés est élevée, plus le risque qu’ils encourent est élevé. La prime de risque est considérée comme un coût qui intervient dans la décision d’investir ou non, et plus le risque est élevé, plus la prime de risque est importante .
    Si un grand nombre d’études sur les différents market design ont été menées en Europe, il semble en effet qu’aucune ne prenne en compte ces deux éléments fondamentaux conjointement, à une échelle aussi large que celle de la France et de l’Allemagne. Le principe de l’étude UFE/BDEW est simple : évaluer l’appétence ou l’aversion à l’investissement des acteurs, en intégrant le facteur météorologique, pour 6 scénarios d’organisation de marché différents :
  • Marché energy only avec plafond de prix de facto
  • Marché energy only sans plafond de prix
  • Marché de l’énergie (avec ou sans plafond de prix) + mécanisme de capacité uniquement en France
  • Marché de l’énergie (avec ou sans plafond de prix) + mécanismes de capacité en France et en Allemagne

L’UFE anticipe la transition énergétique actuelle, en se plaçant à l’horizon 2030, avec des niveaux de capacités renouvelables et d’effacement pleinement en ligne avec les objectifs d’une Union de l’Energie bas-carbone et soutenable.

Ensuite, pour chacun des scénarios climatiques, le modèle simule le comportement des investisseurs, ce qui permet de calculer un équilibre de marché auquel correspond un mix énergétique aux caractéristiques spécifiques.

Le marché energy only ne permet pas de garantir la sécurité d’approvisionnement

Les simulations effectuées dans l’étude mettent en lumière le fait que l’architecture actuelle du marché de l’énergie est inadaptée pour répondre à cette incertitude météorologique croissante.

Dans un marché energy only, qu’il s’assortisse ou non de plafonds de prix , les acteurs de marché, en particulier ceux exploitant des centrales de pointe ou ceux procédant à des effacements, doivent miser sur un nombre limité d’années très profitables pour amortir les coûts de leurs centrales.

Le modèle utilisé montre clairement qu’en 2030, les aléas climatiques seront une source d’incertitude majeure pour le système électrique. Sur 50 années climatiques simulées, seules 7 seraient rentables pour les acteurs de marché et leur permettraient de dégager des bénéfices. La question pour l’investisseur est de savoir si ces années de forte rentabilité auront lieu pendant la durée de l’actif ou non, et le cas échéant à quel moment elles arriveront.

Ainsi, si la France et l’Allemagne s’appuyaient exclusivement sur un marché energy only, les centrales de pointe nécessaires pour garantir la sécurité d’approvisionnement auraient 25 % de chance en France et 23 % de chance en Allemagne de recouvrer moins de la moitié de l’investissement initial, et 40 % de chance en France et 39 % de chance en Allemagne de recouvrer moins de 75 % de celui-ci. Ce niveau de risque est insoutenable pour les investisseurs. Notre étude montre qu’il se traduirait par un sous-investissement global et, de fait, par une incapacité à garantir la sécurité d’approvisionnement. Ainsi, en s’appuyant uniquement sur un marché energy only (même déplafonné), la sécurité d’approvisionnement en France serait inférieure de 50 % à celle visée par les pouvoirs publics français.

De plus, cette situation de sous-capacité serait aggravée par la préférence des acteurs de marché pour des investissements comparativement moins risqués. Les investissements dans les moyens de production de base seraient privilégies par rapport aux actifs de pointe et aux outils de gestion de la demande. Ainsi, par rapport à un parc optimal, le mix résultant d’un marché energy only n’est pas seulement moins bien dimensionné, mais il est également moins bien structuré. La mise en place d’un mécanisme complémentaire peut à la fois engendrer des gains pour la collectivité liés à une meilleure sécurité d’approvisionnement, mais également des gains liés à un meilleur équilibre du parc de production.

Un mécanisme de capacité sécurise la transition énergétique

La mise en place d’un mécanisme de capacité, portant sur toutes les capacités, réduit l’exposition des investisseurs aux incertitudes météorologiques et, ce faisant, elle remédie au problème de sous-investissement associé à un energy only. En limitant les risques liés à la variabilité de la production renouvelable intermittente et à la thermosensibilité de la demande, un tel mécanisme de capacité agit comme un mécanisme assurantiel.

Il permet aux investisseurs de disposer d’une meilleure visibilité sur une partie de leurs revenus à long terme, ce qui, en retour, favorise sans discrimination les investissements dans les capacités de production et d’effacement. Grâce à cela, le niveau de sécurité d’approvisionnement visé par les pouvoirs publics est bel et bien atteint, et ce, même avec une part importante d’énergies renouvelables. Un mécanisme de capacité garantit donc une transition énergétique sûre et durable.

Toutefois, un tel mécanisme de capacité n’élimine pas entièrement l’incertitude afférente aux revenus des acteurs de marché : il n’est ni une subvention, ni une garantie de revenu à long terme. Les acteurs de marché seront toujours confrontés aux risques liés aux prix et aux volumes.

Un mécanisme de capacité réduit la facture du consommateur

En réduisant la variabilité des revenus espérés, le mécanisme de capacité permet d’abaisser la prime de risque exigée par les investisseurs par rapport à un marché energy only.

Les consommateurs bénéficient donc à la fois d’une amélioration de la qualité d’alimentation en électricité, et d’une énergie moins chère. Par rapport à un marché energy only déplafonné, l’introduction d’un mécanisme de capacité en France génère un gain de 87 M€ par an pour les consommateurs français, et de 82 M€ par an pour les consommateurs allemands.

Dans le cas où la France et l’Allemagne introduisent deux mécanismes de capacité similaires, les gains sont amplifiés des deux côté du Rhin : 180 M€ par an pour les consommateurs français, et 225 M€ par an pour les consommateurs allemands.
Ces résultat indiquent non seulement que la mise en place d’un mécanisme de capacité dans un pays est bénéfique à tous les consommateurs, mais également que la coordination permet d’amplifier ces gains, grâce à la mutualisation des consommations d’une part et des actifs de production d’autre part.