ENERGY TRANSITION: DIFFICULTIES, IMPLICATIONS AND SOLUTIONS

Transition énergétique : difficultés, implications et solutions.

Fadoua Chiba (1)

1 GREThA - Groupe de Recherche en Economie Théorique et Appliquée

Using theoretical models, we are mainly interested in the penetration of renewable energies in the electricity market, by analyzing the various obstacles to their development and some measures taken to promote their expansion. Increasing the share of renewable energies in the energy mix has generated a vast literature. Our first chapter presents a review, highlighting the different methods used and the assumptions adopted. The introduction of renewable energy sources into the energy mix is a challenge for the electricity markets. In our analysis of the interaction between conventional and intermittent generators, we model this uncertainty as a random variable reflecting climatic conditions. The electricity sector has also attracted considerable attention in the debate on the climate change mitigation. In the second and third chapters, we examine how the introduction of an environmental tax and an emission allowance quota affect investments in renewable technologies. Our results show that the intermittency of renewable energies calls into question the standard properties of efficiency of the latter. Indeed, except to adjust ex post tax and quota to weather conditions, which seems technically and economically impossible, both instruments are unable to decentralize the optimal state. Under this constraint, we show that renewable energy capacities that should be installed under each scheme depends on assumption adopted on the demand-side. Another solution to facilitate the development of renewable energies would be to act on demand-side of the market. In the third chapter, we propose a model to determine and analyze investments in intermittent technologies and the installation of smart meters, in a social optimum. We find that renewable energy and smart meters can be substitutes or complements.

À l'aide de modèles théoriques, nous nous intéressons principalement à la pénétration des énergies renouvelables sur le marché de l'électricité, en analysant les différents obstacles à leur développement et quelques mesures prises pour favoriser leur expansion. L’augmentation de la part des énergies renouvelables dans le mix énergétique a suscité une vaste littérature. Notre premier chapitre en présente une revue, en mettant en évidence les différentes méthodes utilisées et les hypothèses adoptées. L'introduction de sources d'énergie renouvelables dans le mix énergétique constitue un défi pour les marchés électriques. Dans notre analyse de l'interaction entre les générateurs conventionnels et intermittents, nous modélisons cette incertitude comme une variable aléatoire reflétant les conditions climatiques. Le secteur de l'électricité a également attiré une attention considérable dans la réflexion sur l'atténuation du changement climatique. Dans le deuxième chapitre, nous examinons comment l'introduction d'une taxe environnementale et d'un quota de permis d’émissions, affectent les investissements dans les technologies renouvelables. Sous l’hypothèse que les dommages environnementaux augmentent plus que proportionnellement avec l’utilisation des énergies fossiles, nous construisons un modèle pour analyser l’efficacité des deux instruments. Nos résultats montrent que l’intermittence des énergies renouvelables remet en cause les propriétés standards d’efficacité de ces derniers. En effet, sauf à ajuster ex post la taxe et le quota aux conditions météorologiques, ce qui semble techniquement et économiquement impossible, les deux instruments sont incapables de décentraliser l’état optimal. Sous cette contrainte, nous montrons que les capacités de sources renouvelables qui devraient être installées pour chaque chaque instrument dépendent des hypothèses adoptées du côté de la demande. Une autre solution pour faciliter le développement des énergies renouvelables serait d’agir sur la demande. Dans le troisième chapitre, nous proposons un modèle pour déterminer et analyser les investissements dans les technologies intermittentes et l’installation de compteurs intelligents, dans un optimum social. Nous constatons que l'énergie renouvelable et les compteurs intelligents peuvent être des substituts ou des compléments.

Mots clés: intermittency; renewable energy; electricity; smart meters; Capacity choice

Mots clés: énergies renouvelables; électricité; Capacités; intermittence; compteurs intelligents

Domaines: Économie et finance quantitative [q-fin]

Fadoua Chiba. ENERGY TRANSITION: DIFFICULTIES, IMPLICATIONS AND SOLUTIONS. Quantitative Finance [q-fin]. Université de Bordeaux, 2018. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-02069926⟩