La place du consommateur dans les nouveaux mécanismes de marché

27/08/2017
OAI : oai:www.see.asso.fr:1301:2014-2:19639
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La place du consommateur dans les nouveaux mécanismes de marché

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46 REE N°2/2014 LES NOUVEAUX MÉCANISMES DE MARCHÉ DANS LES SYSTÈMES ÉLECTRIQUES Emilie Scholtès1 , Anne-Sophie Chamoy2 , Anne-Soizic Ranchère3 Demand Response product manager1 Directrice juridique et réglementaire2 Directrice marché et stratégie3 Energy Pool, Conseil et opérateur en modulation d’électricité Introduction Dans un contexte où la demande d’électricité en Europe n’augmente pas, la croissance massive des énergies renouvelables (EnR) perturbe le réseau électrique et le marché de l’énergie en provoquant : l’électricité ; - trales à gaz (en témoignent les annonces de mise sous cocon répétées des différents producteurs européens) ; - visionnement (c’est-à-dire une augmentation du risque de black-out) à moyen terme. Ce phénomène est d’autant plus marquant en France que la pointe de consommation a cru ces dix dernières années 2,5 fois plus rapidement que la consommation annuelle1 , entraînant un besoin de capacités exploitées sur un faible nombre d’heures. 1 Bilan prévisionnel 2012 – RTE. Ces limites au développement des EnR, aujourd’hui pointées du doigt par l’ensemble des acteurs euro- péens2 , amènent non seulement à repenser le mo- dèle de développement des EnR (une évolution des tarifs d’achats est envisagée dans le cadre de la future loi sur la transition énergétique) mais également le mix énergétique français. Il s’agit en particulier de renforcer la sécurité d’approvisionnement à deux niveaux : - mande et l’offre d’électricité en temps réel, (c’est-à- dire que la production reste constamment égale à la consommation) ; l’avance que les ressources du système électrique français permettront structurellement de faire face à la demande. S’inscrivant en plein dans les dispositifs de “smart grids”, la flexibilité de la consommation (i.e. : capacité du consommateur à adapter sa consommation aux conditions du marché) a un rôle primordial à jouer pour garantir la sécurité d’approvisionnement. C’est pourquoi, sous l’égide des gestionnaires de réseau et de la Commission de régulation de l’énergie, des mé- canismes de valorisation de l’effacement de consom- poursuivent leur développement dans une logique de sophistication toujours accrue... 2 Voir dans le même dossier l’article de Jacques Percebois sur « Les contraintes imposées aux réseaux européens par l’injec- tion d’électricité intermittente ». La place du consommateur dans les nouveaux mécanismes de marché In a context of growing share of renewable energy sources and reduced electricity consumption, both long term and short term security of supply are under pressure. Gas fired power plants are facing reduced income from the energy market calling into question both the electricity market design and the electricity generation mix. Integration of smart consumers (demand response) in the electricity system is a key element to address both questions. Due to market and system complexity, new market participants such as aggregators are contributing to building up and operating flexibility from consumers. Since 2009, Energy Pool has been actively contributing to the opening of new market mechanisms to value demand response. Energy Pool has developed services to support consumers in optimizing their flexibility. While today demand response value lies mainly in the balancing and reserve markets operated by the French transport system operator (RTE), new opportunities will emerge with the capacity market and the possibility to take advantage of the price signal by both increasing and reducing consumption. ABSTRACT REE N°2/2014 47 La place du consommateur dans les nouveaux mécanismes de marché Le consommateur, un fournisseur de flexi- bilité au service du système électrique Dans tout comportement de consommation électrique (qu’il soit résidentiel ou industriel), on peut identifier diffé- rents leviers de flexibilité. En effet, sur un site de consom- mation, on peut distinguer les usages primaires ne pouvant faire l’objet d’interruption, les « autres usages » et les moyens d’autoproduction. Parmi les « autres usages », on distingue les usages susceptibles d’être reportés dans le temps (pro- cédés industriels non fatals, machines à laver…), ceux ayant un comportement de type stockage (usages thermiques, certains usages chimiques) et enfin ceux qui peuvent être décalés mais qui occasionnent des pertes de confort ou d’utilité pour les consommateurs (lesquels ne consentent dès lors à décaler cette consommation que s’ils y sont inci- tés, notamment financièrement)3 . Identifier ces différentes flexibilités de consommation et leur permettre de contribuer à la sécurité d’approvisionnement évoquée ci-avant relèvent d’un triple défi : un défi technologique tout d’abord : les consommateurs, s’ils consentent à modifier leurs habitudes de consomma- tion pour fournir de la flexibilité au système, ne sont souvent pas en mesure de procéder manuellement à un efface- ment de consommation, ni même de connaître le moment exact auquel leur effacement peut avoir de la valeur pour le système électrique. Seule la mise en place d’outils de do- motique et de contrôle-commande des machines et autres installations interruptibles permet de répondre à ce défi ; 3 Voir “Shift not Drift: Towards Active Demand Response and Beyond”, THINK, Final Report, June 2013, pp.11-12. un défi économique : par quelles incitations (notamment financières) peut-on encourager les consommateurs à pro- céder à des effacements de consommation ? De même, comment évaluer la valeur pécuniaire d’un effacement pour le système électrique ? S’agissant de la première question, seule une étude au « cas par cas », avec chaque consommateur, permet d’identifier le coût d’opportunité d’un effacement. S’agissant de la deuxième question, seule la connaissance des marchés d’équilibrage ou des méca- nismes de réserve permet de déduire la « juste » valeur d’un effacement pour le système ; un défi juridique et réglementaire : sans une connais- sance du dédale réglementaire dans lequel s’inscrivent et s’inscriront les flexibilités de consommation, aucune valo- risation de celles-ci n’est raisonnablement envisageable. C’est pour permettre aux consommateurs (résidentiels et industriels) de relever ce triple défi au bénéfice du sys- tème électrique que sont apparus les agrégateurs. Energy Pool, pionnier de l’effacement en France, pilote aujourd’hui 1,2 GW de capacités d’effacement avec un niveau de fiabilité électriques). Si l’accompagnement administratif et opérationnel fourni par l’agrégateur au consommateur ne nécessite aucun amé- nagement réglementaire particulier, la valorisation de la flexi- bilité de consommation et la participation des agrégateurs sur les marchés ne sont possibles que si des mécanismes et des règles de marché associées permettent d’accepter et de reconnaître ces nouveaux blocs d’énergie. Par conséquent, le déploiement de l’effacement au ser- vice du système électrique n’est possible qu’avec le soutien Figure 1 : Historique de l’effacement. 48 REE N°2/2014 LES NOUVEAUX MÉCANISMES DE MARCHÉ DANS LES SYSTÈMES ÉLECTRIQUES des pouvoirs publics, de l’autorité de régulation et des ges- tionnaires de réseau. La place du consommateur dans la sécu- rité d’approvisionnement court terme Le développement de l’effacement a été rythmé (figure 1) par une constante évolution du cadre législatif d’une part et des cahiers des charges des mécanismes d’autre part, dans une logique d’ouverture des marchés, d’élargissement du champ des consommateurs éligibles et de convergence entre les exigences envers les consommateurs et les besoins du sys- tème électrique. La flexibilité de la demande trouve aujourd’hui son champ d’application principalement dans la sécurité d’approvision- nement de court terme, sujet complexe et crucial pour le système électrique. Les besoins du système électrique L’équilibrage du système électrique repose sur différents dispositifs de contrôle (figure 2) pilotés par RTE. les services « système », réserves primaire (RP) et secon- daire (RS) qui, ensemble, visent à maintenir la fréquence de réaction de quelques secondes (pour la RP) à quelques minutes (pour la RS). Jusqu’alors exclusivement réservés aux producteurs dans le cadre d’une obligation légale, ces - teurs d’électricité raccordés au réseau public de transport d’électricité ; les réserves tertiaires (RT), comprenant les réserves ra- pide (RR) et complémentaire (RC) et, plus généralement, l’ensemble des flexibilités mises à disposition par les acteurs (i.e. : consommateurs, producteurs, agrégateurs) sur le mé- canisme d’ajustement. Les réserves tertiaires permettent à RTE de reconstituer les réserves primaire et secondaire de manière durable et de résoudre les déséquilibres résiduels offre-demande dans des délais de quelques minutes à quelques heures. Le fonctionnement du mécanisme d’ajus- tement repose sur un strict principe de non-discrimination et donc sur l’activation des offres en fonction d’un critère prix (préséance économique) et de critères techniques (et notamment, le temps de réaction entre l’appel de l’offre et sa livraison physique, aussi appelé délai de mise en œuvre ou DMO) ; de réseau de transport européens, se sont ajoutés depuis - ment permettant de constituer des réserves supplémen- Figure 2 : L’équilibrage système - Source site web CRE. REE N°2/2014 49 La place du consommateur dans les nouveaux mécanismes de marché taires pour résoudre des congestions ou des manques de capacités (appel d’offres effacement, appel d’offres Bre- tagne, mécanisme d’interruptibilité ). Ces mécanismes reposent sur des critères particulière- ment exigeants, notamment en termes de fiabilité, de dis- ponibilité et de qualité du service rendu. En contrepartie, la rémunération de ces services doit permettre de les rendre suffisamment attractifs pour les acteurs. Les mécanismes à engagement disposent en effet d’une structure de rémuné- ration double : une prime fixe (en - ponibilité de la capacité et une prime variable (en pour l’énergie modulée. Différents niveaux d’engagement obligation légale rémunérée à un prix règlementé, les autres dispositifs de réservation de capacité font l’objet d’appels d’offres annuels. Deux types d’engagement se distinguent : périodes prédéfinies devant faire l’objet de dépôts d’offres systématiques sur le mécanisme d’ajustement ; 4 L’interruptibilité consiste à réduire de manière instantanée la puissance de soutirage d’un utilisateur raccordé au réseau électrique. A la diffé- rence des autres mécanismes, le délai d’activation est de l’ordre de la seconde. Ce mécanisme est strictement réservé aux consommateurs. - tés (encore appelé stock de sollicitations) qui, pour chaque journée sollicitée par RTE, entraîne, de la part des acteurs (consommateurs ou agrégateurs), un dépôt d’offres sur le mécanisme d’ajustement. La figure 3 reprend les caractéristiques des différents mé- canismes en ce qui concerne la participation des consomma- teurs d’électricité. Un exemple d’effacement - consommateurs industriels, alors que le réseau se trouvait dans une situation relativement difficile. La place du consommateur dans la sécu- rité d’approvisionnement long terme Si aujourd’hui la sécurité d’approvisionnement de court terme est garantie sans difficulté majeure grâce au parc de production français, au recours aux importations en pé- riode de pointe et à l’utilisation des nouvelles flexibilités des consommateurs, la question de la sécurité d’approvisionne- ment à long terme reste un enjeu fort notamment pour le gestionnaire du réseau de transport. Pour répondre à cet Figure 3 : Caractéristiques techniques des mécanismes. 50 REE N°2/2014 LES NOUVEAUX MÉCANISMES DE MARCHÉ DANS LES SYSTÈMES ÉLECTRIQUES enjeu et limiter le recours aux usages électriques en période de pointe (chauffage électrique principalement), la France a choisi de mettre en place un marché de capacité5 , ayant pour objectif de : l’électricité produite mais la capacité à produire cette élec- tricité ; sécurité d’approvisionnement à long terme et garantir de - tés d’effacement en cas de besoin ; de pointe. Les grands principes Le mécanisme de capacité français repose sur deux prin- cipes fondamentaux : consommation de leurs clients lors des pointes de consom- mation, obligation qu’ils doivent justifier par l’obtention de garanties de capacité (article L.335-1) ; 5 Loi n°2010-1488 du 7 décembre 2010 portant nouvelle organisation du marché de l’électricité, codifiée aux articles L.335 et suivants du code de l’énergie. - ritoire français de faire certifier leurs capacités de pro- duction afin de se voir attribuer les garanties de capacité correspondantes par RTE. A noter que pour les opérateurs d’effacement, il ne s’agira pas d’une obligation mais d’une possibilité. En effet, L’effacement peut concerner des puis- sances de petite taille (effacement diffus). Il ne serait pas économique de faire certifier toutes ces capacités. De ces deux principes naîtront donc des échanges de garanties de capacité entre exploitants de capacités (pro- ducteurs ou opérateurs d’effacement) et fournisseurs d’électricité, échanges qui permettront de donner une va- leur à la « capacité » c’est-à-dire à la « puissance pouvant être mise à disposition par un moyen de production ou par un ensemble de consommateurs garantissant leur capacité à diminuer leur consommation au moment de la pointe hivernale » (figure 5). Il convient de noter dès à présent la place particulière faite à la flexibilité que constitue l’effacement de consommation. Le consommateur pourra notamment participer à ce nou- veau mécanisme de marché en faisant certifier ses capacités d’effacement auprès de RTE (par l’intermédiaire d’un opéra- teur d’effacement ou directement si sa puissance effaçable est suffisamment significative). Figure 4 : Effacement record de 510 MW le vendredi 5 avril 2013 – Source : Energy Pool. REE N°2/2014 51 La place du consommateur dans les nouveaux mécanismes de marché Concrètement comment participer en tant que consommateur ? Quels efforts ? La certification d’un site ou d’un ensemble de sites de consommation passe par une demande de certification au- près du gestionnaire de réseau auquel le ou les sites sont rattachés. Cette demande donne lieu à la délivrance par RTE de garanties de capacité au consommateur (ou son représentant) qu’il pourra ensuite échanger sur le marché de capacités. Les garanties de capacité délivrées sont associées à une année donnée, aussi la demande de certification doit- elle être renouvelée chaque année. Par la signature d’un contrat de certification, le consomma- teur s’engage à être disponible pendant la période de pointe à hauteur du niveau de capacité certifié. La période de pointe correspond aux jours de plus forte consommation d’un hiver donné. Ces jours sont notifiés par RTE la veille de leur occur- la rigueur de l’hiver. Pour un consommateur, être disponible signifie mettre sa capacité d’effacement à disposition sur le marché sans pour autant devoir systématiquement s’effacer. Il est important de noter que la participation au méca- nisme de capacité n’exclut pas la possibilité de participer aux différents mécanismes évoqués plus haut et opérés par RTE. Le rôle de l’agrégateur Selon son profil, le consommateur peut avoir des straté- gies différentes pour valoriser son potentiel de flexibilité. Par- ticiper directement aux mécanismes décrits précédemment présente des contraintes fortes : (1) remplir seul l’ensemble des caractéristiques techniques requises par RTE dans ses mécanismes (seuil de puis- sance, disponibilité, réactivité, durée d’activation…) ; (2) piloter en temps réel ses capacités d’effacement pour les mettre à disposition de RTE ou des marchés ; (3) être en mesure de déposer des offres à un prix compétitif. Rares sont les consommateurs qui peuvent remplir l’en- semble de ces trois critères ou souhaitent assumer l’intégra- lité des obligations associées. En effet, les consommateurs résidentiels et les petits industriels ne remplissent jamais le premier critère (ne serait-ce parce qu’ils n’atteignent jamais le seuil de puissance requis pour déposer des offres ou parce qu’ils n’ont souvent pas les ressources permettant d’assurer le pilotage des capacités d’effacement). Pour les consom- mateurs industriels qui remplissent la plupart des critères techniques, un engagement de disponibilité (et donc une vi- sibilité sur les plans de production) devient particulièrement compliquée dans un contexte structurel de crise. Passer par un agrégateur donne l’opportunité au consom- mateur qui le souhaite d’optimiser la valeur de sa flexibilité en toute simplicité et de manière adaptée à ses contraintes. Concrètement, le consommateur conclut un accord avec l’agrégateur pour tout ou partie des services fournis par ce dernier (audit, instrumentation, valorisation, opération des flexibilités). Figure 5 : Les marchés de capacité entre fournisseurs d’électricité et exploitants de capacités. 52 REE N°2/2014 LES NOUVEAUX MÉCANISMES DE MARCHÉ DANS LES SYSTÈMES ÉLECTRIQUES Pour l’agrégateur, l’enjeu consistera à réunir des consom- mateurs aux flexibilités complémentaires afin de remplir les exigences des mécanismes. Energy Pool a structuré ses services pour répondre aux besoins des consommateurs et leur donner accès aux méca- nismes de marchés actuels et futurs : spécifique des contraintes du consommateur aussi bien d’ordre technique (contraintes industrielles) que d’ordre économique (choix d’optimisation du contrat de fourniture) et permet d’identifier les flexibilités et les meilleures options pour leur valorisation ; flexibles permettant leur valorisation ; l’optique de maximiser les gains pour le consommateur ; administrative (du dépôt d’offre jusqu’à la rémunération) et - naire du réseau de transport électrique ; Vers un renforcement du rôle de la flexibi- lité de consommation Si aujourd’hui l’effacement se développe principalement à travers les appels d’offres organisés par RTE, la place du consommateur dans les marchés et dans le système électrique est amenée à fortement évoluer dans les prochaines années. Selon Energy Pool, les axes d’évolution peuvent être re- groupés en quatre catégories (figure 6) : - nement long terme, évolution déjà amorcée par le méca- nisme de capacité ; la hausse » (effacement), « qu’à la baisse » (stimulation de consommation6 ) ; - tion laissant une plus grande place aux gestionnaires de distribution locaux ; - tion européenne des mécanismes. De nombreux projets (d’initiative publique ou privée, souvent développés dans une logique R&D) illustrent ces évolutions. Néanmoins, le concept de « smart grids » ne deviendra opérationnellement, techniquement et physique- ment concret que dès lors qu’un cadre réglementaire le per- mettra. Or les enjeux réglementaires liés aux « smart grids » nécessitent que les pouvoirs publics nationaux et européens se mobilisent sur ces sujets complexes suscitant l’intérêt voire l’appétit de nombreux acteurs. 6 La stimulation de consommation peut se traduire par le démarrage d’un usage chez un consommateur en réponse à un signal externe. Cette flexibilité présente un intérêt pour absorber un surplus temporaire de production d’énergies renouvelables. RTE a fréquemment besoin d’ajuster à la baisse la production lorsque le système est excédentaire. Figure 6 : Les perspectives d’évolution. REE N°2/2014 53 La place du consommateur dans les nouveaux mécanismes de marché Energy Pool investit d’importantes ressources pour contri- buer aux évolutions techniques et réglementaires qui permet- tront à toutes les flexibilités de s’exprimer sur les marchés, et ainsi au concept de “smart grids” de se concrétiser. Energy Pool participe notamment aux projets de R&D EvolvDSO et 7 Projet subventionné par la Commission européenne dans le cadre FP7. EnR Pool , lesquels visent à définir de nouveaux modèles de marché pour la valorisation de la flexibilité (pour le gestion- naire du réseau de distribution pour le premier et pour l’inté- gration des énergies renouvelables pour le second). 8 Projet subventionné par l’ADEME dans le cadre des investissements d’avenir. Emilie Scholtès est en charge du market design au sein de l’équipe marché et stratégie d’Energy Pool. Elle parti- cipe activement, en France et en Belgique, aux réflexions sur les nouveaux mécanismes de marché afin de garantir une place au demand response. Impliquée dans l’aventure contribué à divers aspects du développement de la société. Elle est diplômée de l’Institut national des sciences appli- quées de Lyon (INSA Lyon), option Génie Energétique et Anne-Sophie Chamoy est diplômée de Sciences Po Paris. Après avoir poursuivi une spécialisation en droit de la concurrence appliquée au secteur de l’énergie, elle a rejoint (division Allemagne), puis la direction juridique de RTE où elle travaille notamment sur les problématiques de market coupling et d’intégration du marché européen de l’énergie. réglementaires d’Energy Pool. Anne-Soizic Ranchère est diplômée de l’école des Mines occupe différentes fonctions dans le domaine de l’optimi- sation de la production électrique, puis à la direction de la stratégie en charge de l’analyse économique de projets d’investissement à l’international. Au sein d’Energy Pool, elle dirige l’équipe marché et stratégie avec comme princi- pale mission l’ouverture de nouvelles opportunités de valo- risation des flexibilités. LES AUTEURS