Transformer les marchés de l'énergie pour un avenir durable
S'attaquer à la pollution et aux défis d'investissement dans le passage aux énergies renouvelables.
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La façon dont on produit de l'énergie a un gros impact sur notre environnement et la durabilité de nos systèmes énergétiques. Alors qu'on vise un avenir plus propre, y'a un fort mouvement vers les sources d'énergie renouvelables comme le vent et le solaire. Mais le comportement des producteurs d'énergie joue un rôle crucial pour faire de ce changement une réalité.
Dans cette discussion, on aborde deux gros défis dans les marchés de l'électricité. D'abord, les marchés électriques traditionnels fonctionnent sur des principes qui souvent négligent les effets nocifs de la pollution causée par la production d'énergie. Ça peut conduire à des signaux de prix inexactes pour l'électricité qui ne reflètent pas le vrai coût de la production d'énergie, y compris son impact environnemental. Pour régler ça, on propose d'implémenter une taxe sur la pollution qui pourrait aider à mettre en avant ces coûts externes et ajuster les prix de l'électricité en conséquence.
Ensuite, bien que les sources d'énergie renouvelables aient généralement des coûts opérationnels plus bas, l'investissement initial nécessaire pour passer à ces technologies peut être conséquent. Ça crée un dilemme pour les producteurs d'énergie : le besoin d'investissement entre en conflit avec la pression pour maintenir les prix bas, ce qui peut réduire leurs profits. Pour encourager plus d'investissements dans les énergies renouvelables, on propose d'introduire des Subventions qui compenseraient les producteurs pour leurs contributions aux bénéfices des consommateurs.
Le besoin d'énergie renouvelable
La production d'électricité est un contributeur majeur à la pollution. Par exemple, les centrales qui dépendent des combustibles fossiles ont de fortes émissions de carbone. Alors que les objectifs environnementaux mondiaux visent un paysage énergétique plus propre, le passage aux sources renouvelables devient essentiel.
Dans diverses parties du monde, les gouvernements prennent des mesures pour réduire les émissions à travers des politiques et des mécanismes de marché. Les enchères pour des contrats garantissant des prix pour l'énergie renouvelable, des accords pour acheter de l'électricité directement, et des paiements basés sur la capacité sont toutes des stratégies utilisées pour promouvoir l'investissement dans l'énergie renouvelable.
Un moyen efficace est le modèle de Contrat pour Différences (CfD), qui protège les producteurs contre les prix du carbone incertains. De même, les Accords d'Achat d'Énergie (PPA) assurent que les producteurs d'énergie renouvelable ont des prix garantis pour leur électricité pendant une durée fixe. Ces stratégies sont conçues pour créer un environnement d'investissement stable pour les technologies d'énergie renouvelable.
En plus, les paiements de capacité offrent un soutien financier pour encourager le développement de sources d'énergie propre. Dans ce modèle, les producteurs reçoivent des paiements juste pour avoir de la capacité disponible, peu importe s'ils produisent effectivement de l'électricité pendant ce temps. Cette approche a réussi dans des pays comme le Royaume-Uni et la Suède.
S'attaquer aux défis de pollution et d'investissement
Pour accélérer la transition vers l'énergie renouvelable, les mesures réglementaires comme les marchés de carbone et les réglementations sur les émissions sont cruciales. Ces mécanismes visent à atténuer les risques liés aux émissions de carbone pour les acteurs du marché. Cependant, concevoir des contrats qui se protègent efficacement contre les fluctuations des prix du carbone reste complexe à cause de la nature variable de la pollution liée à la production d'électricité.
Pour remédier à ça, les régulateurs pourraient imposer des taxes sur le carbone ou fixer des prix du carbone qui pénalisent les niveaux d'émissions plus élevés. Ces mesures peuvent inciter les producteurs à passer à des sources d'énergie plus propres. En couplant ces mesures fiscales avec des subventions qui reflètent les contributions des énergies renouvelables au bien-être des consommateurs, on peut créer un cadre équilibré pour promouvoir l'investissement dans les énergies renouvelables.
Le rôle des opérateurs de systèmes indépendants
Les Opérateurs de Systèmes Indépendants (OSI) jouent un rôle central dans la gestion des marchés d'électricité. Ils s'assurent que le marché fonctionne de manière compétitive en se basant sur l'offre et la demande, mais ils ne tiennent souvent pas compte des externalités négatives découlant des émissions de carbone dans leurs modèles de prix. Sans traiter ces externalités, il devient difficile d'atteindre des résultats socialement optimaux sur le marché de l'électricité.
Des politiques comme le système de cap-and-trade et les taxes sur le carbone sont conçues pour réduire les émissions. Le système de cap-and-trade permet l'échange de quotas d'émission, tandis que les taxes sur le carbone imposent directement des coûts aux producteurs en fonction de leurs niveaux de pollution. Les deux mécanismes encouragent une réduction des émissions de carbone mais présentent des défis, notamment pour refléter avec précision la pollution totale provenant de diverses sources d'énergie.
Alors que certaines régions, comme la Chine, prennent des mesures vers la taxation du carbone, l'efficacité des systèmes de cap-and-trade a été remise en question, notamment pour la stabilité à long terme du marché électrique. Les contrôles de prix imposés sur le commerce transfrontalier pourraient aussi limiter l'investissement dans les énergies renouvelables. Donc, des chercheurs explorent des moyens d'intégrer les contrôles de prix et les politiques de carbone pour promouvoir l'investissement dans une énergie plus propre.
Comportement stratégique sur les marchés électriques
Les producteurs sur les marchés de l'électricité peuvent adopter un comportement stratégique, comme retenir de la capacité ou déclarer faussement les coûts de production, ce qui peut entraîner une augmentation artificielle des prix. Ce comportement sape l'objectif d'avoir un marché compétitif. Des politiques pour combattre ce comportement de génération stratégique sont en place, mais des politiques similaires pour empêcher des investissements stratégiques ont été plus difficiles à mettre en œuvre.
Pour aligner les décisions d'investissement des producteurs avec la maximisation du bien-être social, des structures d'incitation comme les subventions peuvent être efficaces. Par exemple, une subvention pourrait être fixée en fonction des contributions marginales des producteurs d'énergie au bien-être global des consommateurs, les incitant à investir davantage dans les technologies d'énergie renouvelable.
Certaines études ont montré que des subventions ciblées peuvent mener à des investissements optimaux dans la génération tout en s'assurant que les producteurs restent motivés à générer de l'énergie propre. Cette approche aide à s'assurer que le mix énergétique inclut une variété de sources renouvelables, répondant ainsi aux objectifs environnementaux.
Schéma de taxe-subvention proposé
Au vu de ces discussions, on propose un schéma de taxe-subvention qui inciterait les producteurs à aligner leurs stratégies de maximisation des profits avec les objectifs de bien-être social. Ce schéma fonctionne sur le principe que les producteurs devraient être tenus responsables de leur impact environnemental via une taxe sur la pollution, tout en étant récompensés pour leurs investissements dans les énergies renouvelables grâce à des subventions appropriées.
Cette double approche vise à atténuer les effets négatifs des dynamiques du marché de l'électricité tout en promouvant un paysage énergétique plus propre. La composante taxe cible les coûts externes associés aux émissions de carbone, augmentant efficacement le coût de la production d'énergie polluante. La composante subvention compense les producteurs pour leurs contributions au bien-être des consommateurs, les encourageant à prioriser les investissements dans les ressources renouvelables.
En mettant en œuvre ce schéma, on peut promouvoir un équilibre entre la responsabilité environnementale et la viabilité économique pour les producteurs d'énergie. Ça encourage les investissements dans les technologies d'énergie renouvelable tout en s'assurant que les vrais coûts de la pollution se reflètent dans les prix de l'énergie.
Impact du schéma proposé
L'impact d'un schéma de taxe-subvention pourrait être significatif. D'abord, ça peut aider à réduire les émissions en rendant la production de combustibles fossiles plus chère par rapport aux sources d'énergie renouvelables. Ça peut changer les dynamiques du marché, encourageant les producteurs à orienter leurs opérations vers des technologies plus propres.
En plus, avec des producteurs recevant des subventions pour des investissements dans la capacité renouvelable, ils pourraient être moins hésitants à assumer les coûts initiaux associés à la transition vers des sources d'énergie plus vertes. Ça peut mener à une disponibilité accrue d'énergie renouvelable sur le marché, profitant finalement aux consommateurs et à l'environnement.
En outre, le schéma proposé est conçu pour minimiser le fardeau informationnel sur les régulateurs. Les montants de la taxe et des subventions peuvent être calculés en utilisant des données existantes, permettant une mise en œuvre plus simple sans ajouter de pression supplémentaire sur les organismes de réglementation.
Conclusion
La transition vers l'énergie renouvelable est essentielle pour un avenir durable. Cependant, les structures actuelles des marchés de l'électricité ne tiennent souvent pas compte des coûts environnementaux de la production d'énergie et des défis associés à l'investissement dans les technologies renouvelables. Le schéma de taxe-subvention proposé offre une approche équilibrée pour aborder ces problèmes.
En mettant un prix sur la pollution tout en incitant simultanément à l'investissement dans l'énergie propre, on peut aligner les intérêts des producteurs avec les objectifs sociaux plus larges. Ce schéma ne promeut pas seulement une production d'énergie plus propre, mais garantit aussi que les producteurs peuvent continuer à opérer de manière rentable. Globalement, ces mesures peuvent aider à ouvrir la voie à un marché énergétique plus durable et responsable qui profite à la fois à l'environnement et aux consommateurs.
Titre: A Tax-Subsidy Scheme for Efficient Investment in Renewable Generation Capacity
Résumé: The impact of energy production significantly affects system sustainability, which has enabled a shift towards renewable energy sources. Thus, producer behavior is crucial in electricity markets to achieve sustainability goals. In this paper, we address two key challenges comprising electricity markets and generation investment. Firstly, electricity markets typically are operated with competitive market clearing and merit-order dispatch, which neglects negative externalities from pollution. A Pigouvian tax is proposed in order to investigate the impacts of these externalities on electricity prices and resolve this issue. Secondly, renewable energy sources entail low operational costs, which result in lower system prices and reduced profits for producers. Furthermore, producers face high investment costs when moving into renewable energy resources, which leads to strategic investment decisions. In order to mitigate this strategic behavior, subsidies are proposed equal to producers' contribution to consumer surplus. These subsidies incentivize producers to decrease prices and increase consumer surplus, so, producers would be motivated to invest in socially optimal generation capacity. Finally, we demonstrate that implementing the proposed tax and subsidy does not increase the regulator's information burden.
Auteurs: Mohammad Reza Karimi Gharigh, Lamia Varawala, Mohammad Reza Hesamzadeh, György Dán
Dernière mise à jour: 2024-07-02 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2407.02161
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2407.02161
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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