Le rôle de la conception du marché dans la croissance de l'énergie offshore

Les marchés de l'électricité offshore prennent de plus en plus d'importance à cause de la montée des sources d'énergie renouvelables, surtout l'énergie éolienne. Alors que les gouvernements préparent des plans pour construire des Parcs éoliens en mer, des Électrolyseurs et des systèmes de transmission en courant continu haute tension (HVDC), il est essentiel de trouver la meilleure façon de gérer ces ressources énergétiques. Un bon design de marché peut aider à rendre les investissements plus efficaces et à décider comment distribuer l'électricité.

Cet article examine comment différents designs de marché influencent les investissements dans les électrolyseurs offshore et la capacité de transmission. Il évalue deux options principales : la Tarification Zonale et la Tarification nodale. Comprendre ces méthodes de tarification aidera les décideurs à créer de meilleurs plans pour l'infrastructure énergétique offshore.

#L'Importance du Design de Marché

Le design de marché, c'est comment les prix de l'électricité sont fixés et comment l'offre et la demande sont gérées. Dans un système de tarification zonale, les régions sont divisées en zones, et un prix unique est calculé pour chaque zone. En revanche, la tarification nodale prend en compte chaque emplacement (ou nœud) dans le réseau, permettant des prix uniques basés sur l'offre et la demande locales.

La tarification zonale est plus simple et souvent utilisée en Europe, où les prix s'alignent sur les frontières nationales. En revanche, la tarification nodale est plus courante aux États-Unis, où les prix peuvent varier de manière plus significative en fonction des conditions locales.

Un marché bien conçu peut conduire à une allocation des ressources plus efficace, ce qui signifie que l'énergie peut être fournie là où elle est le plus nécessaire et au coût le plus bas. C'est particulièrement important pour les systèmes énergétiques offshore, qui doivent gérer l'énergie non seulement des parcs éoliens mais aussi d'autres technologies comme le stockage et les électrolyseurs.

#Tendances Actuelles dans l'Énergie Offshore

En 2021, la capacité mondiale de l'énergie éolienne offshore était de 56 gigawatts (GW) et devrait croître significativement. En plus de l'énergie éolienne, des technologies comme le stockage d'énergie et les électrolyseurs sont également développées pour une utilisation offshore. Ces systèmes relient souvent des parcs éoliens grâce à la technologie HVDC, permettant de transporter l'électricité sur de longues distances de manière efficace.

Outre les efforts gouvernementaux, les prix de l'électricité jouent un rôle crucial dans l'orientation des investissements dans ces technologies. Si les prix sont fixés correctement, ils peuvent encourager les développeurs à investir là où cela a le plus de sens. Cependant, les designs de marché actuels dans de nombreuses régions, comme l'UE, ne capturent peut-être pas pleinement les complexités de la génération et de la consommation d'énergie offshore.

#Défis avec les Designs de Marché Existants

De nombreuses études sur les marchés de l'électricité se concentrent sur les systèmes terrestres, négligeant les systèmes offshore. C'est problématique parce que les marchés de l'énergie offshore ont des caractéristiques uniques, comme la présence de la technologie HVDC. Les études actuelles font souvent des hypothèses simplificatrices qui ne reflètent pas fidèlement les réalités opérationnelles de la génération d'énergie offshore.

Par exemple, la plupart de la littérature existante ne prend pas en compte comment le design de marché affecte les décisions d'investissement. Comme les méthodes de tarification peuvent impacter la rentabilité des parcs éoliens offshore et le déploiement de nouvelles technologies, il est vital d'évaluer ces relations.

#Le Modèle Proposé

Cet article introduit un nouveau modèle qui prend en compte les dynamiques des marchés énergétiques offshore de manière plus approfondie. Le modèle évalue comment différents designs de marché influencent les investissements dans les parcs éoliens offshore et les électrolyseurs. Il examine également les décisions opérationnelles qui se prennent dans les marchés de l'électricité.

Le modèle est structuré en plusieurs couches. La première couche se concentre sur l'objectif global de maximiser le bien-être social du marché de l'énergie, qui inclut les bénéfices économiques issus de l'électricité vendue, ainsi que les coûts des investissements dans la capacité de transmission et d'électrolyseurs.

Les couches suivantes concernent l'optimisation des investissements dans la transmission HVDC et la capacité d'électrolyseurs tout en assurant un bon processus de mise en marché. Le modèle permet de tester différentes méthodes de tarification les unes par rapport aux autres.

#Analyser les Designs de Marché

Dans cette analyse, quatre designs de marché clés sont à l'étude :

1. Tarification Nodal Complète (FNP)
2. Tarification Nodal Offshore (ONP)
3. Tarification Zonal Offshore (OZP)
4. Tarification Zonal Complète (FZP)

Chacun de ces designs a ses propres forces et faiblesses.

#Tarification Nodal Complète

La FNP fournit les signaux de prix les plus précis car elle permet aux prix de varier selon l'emplacement. Cette méthode aide à signaler le besoin de nouveaux investissements dans la capacité de transmission et encourage une utilisation optimale des ressources. Cependant, cela peut être plus complexe à mettre en œuvre et peut faire face à une résistance politique.

#Tarification Nodal Offshore

L'ONP intègre les zones offshore dans le système de tarification nodale. Cette méthode améliore la tarification zonale traditionnelle en permettant des prix uniques dans les emplacements offshore. On la considère comme un terrain d'entente qui peut conduire à de meilleures décisions d'investissement qu'en utilisant simplement la tarification zonale.

#Tarification Zonal Offshore

L'OZP divise les zones offshore en zones mais garde un système de tarification plus simple en fixant un prix unique pour chaque zone. Cela facilite la gestion mais peut aboutir à des résultats moins efficaces comparé aux systèmes nodaux.

#Tarification Zonal Complète

La FZP est la méthode la plus simple. Elle simplifie la gestion du marché en utilisant un prix pour chaque zone. Cependant, cela peut conduire à des inefficacités, car cela ne peut pas refléter avec précision l'offre et la demande locales. Dans de nombreuses régions, c'est la méthode existante, mais ce n'est peut-être pas la meilleure pour les développements offshore futurs.

#Implications des Designs de Marché sur le Bien-Être et la Rentabilité

Le choix du design de marché a des implications significatives pour le bien-être général du système, qui fait référence aux bénéfices totaux pour la société découlant de la génération et de la consommation d'électricité.

#Impact sur le Bien-Être

Les recherches montrent que l'ONP et l'OZP conduisent généralement à de meilleurs résultats en matière de bien-être que la FZP, malgré la simplicité de cette dernière. La représentation plus précise des contraintes de réseau dans l'ONP et l'OZP aide à réduire les coûts associés à la réduction de l'énergie (quand l'énergie n'est pas utilisée) et au réajustement (quand l'énergie est ajustée après la mise en marché).

Les résultats indiquent que les participants en tirent plus de bénéfices sous l'ONP et l'OZP grâce à des coûts globaux plus bas, ce qui peut entraîner un surplus plus élevé de la production et de la fourniture d'énergie.

#Rentabilité des Parcs Éoliens Offshore

Une des conclusions importantes est que la rentabilité des parcs éoliens offshore est influencée par le design de marché. Sous la FZP, les parcs éoliens réalisent souvent des bénéfices plus élevés. Cependant, avec l'ONP ou l'OZP, la rentabilité peut diminuer car ces designs peuvent conduire à des prix moyens plus bas pour l'électricité.

La recherche souligne qu'un prix moyen plus bas sous l'ONP et l'OZP peut tout de même bénéficier aux consommateurs offshore comme les électrolyseurs. Si ces consommateurs investissent dans l'énergie offshore, ils peuvent contribuer à une demande globale plus élevée, ce qui pourrait améliorer la rentabilité des parcs éoliens à long terme.

#Conclusions et Recommandations

L'analyse montre que la FNP est le design de marché le plus bénéfique pour maximiser le bien-être et le profit dans les systèmes offshore. Cependant, à cause des défis politiques et pratiques, de nombreuses zones continuent d'utiliser la FZP.

L'ONP et l'OZP sont des alternatives prometteuses qui améliorent le bien-être tout en permettant une certaine efficacité du marché. Elles peuvent soutenir l'intégration des consommateurs et des technologies offshore, ce qui est essentiel pour réduire les émissions de gaz à effet de serre et avancer vers un avenir énergétique renouvelable.

Les décideurs devraient envisager de se diriger vers des méthodes de tarification plus nuancées pour les systèmes énergétiques offshore. Cela pourrait impliquer une meilleure coordination entre les designs de marché et les politiques soutenant les technologies offshore, garantissant le développement d'infrastructures qui s'adaptent au secteur de l'énergie offshore en pleine croissance.

En résumé, un changement dans le design de marché pourrait entraîner des bénéfices significatifs pour les producteurs d'énergie et les consommateurs tout en soutenant des objectifs plus larges de durabilité et de sécurité énergétique.