Laffont, Mathias (2013) Costs and prices in electricity transport. Toulouse School of Economics (Toulouse).

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Abstract

Cette thèse est composée de quatre chapitres sur l’économie du transport et de la distribution d’électricité. Le premier chapitre est une introduction générale sur le secteur de l’électricité et sur la distribution d’électricité en France et en Europe. Le chapitre 2 propose une analyse économique de la tarification d’accès à un réseau de distribution lorsque l’opérateur du réseau tient compte de la dispersion spatiale des utilisateurs potentiels. Nous différencions notamment les coûts affectés par la dispersion géographique de ceux communs à l’ensemble des utilisateurs connectés. Ce chapitre met en avant l’effet des contraintes de service public sur l’investissement permettant d’améliorer la qualité du réseau, la taille de celui-ci et le tarif de connexion. Le troisième chapitre soulève le problème de la gestion des pertes en ligne et analyse comment les différents modes de gestion peuvent inciter les distributeurs à améliorer l’efficacité du réseau. Dans un premier temps, nous considérons un modèle 1-ligne/2-nœuds afin de montrer l’importance des pertes en ligne sur l’ordre de mérite. Nous comparons ensuite les deux modes de gestion des pertes présents en Europe et leur impact sur le niveau d’investissement permettant de réduire les pertes en réseau. Le dernier chapitre analyse l’impact des tarifs de soutien aux énergies renouvelables dans un contexte d’économie ouverte et étudie l’incidence des contraintes de transmission sur les échanges d’énergie. Nous considérons deux sources d’énergie renouvelable et non-renouvelable, présentes dans chacun des deux pays. Nous supposons que la production d’électricité grâce aux énergies renouvelables crée une externalité locale positive. Nous étudions le degré optimal de coopération dans les politiques de promotion des énergies renouvelables lorsque l’interconnexion entre les deux pays est limitée.

This dissertation is focused on the economics of electricity transport and consists in four independent chapters. Chapter 1 proposes a general introduction to the electricity sector and to the distribution activity in France and in Europe. Chapter 2 provides an economic view on how the connection to a distribution network should be priced when the operator considers the spatial distribution of consumers. It highlights the impact of public service constraints on the investment in service quality, the size of the network and the connection fee. The main ingredient is the geographical dispersion of potential consumers in the distribution area and the costs linked to this dispersion as opposed to those common to all connected customers. Chapter 3 addresses the problem of the management of electric thermal losses. We analyze how a specific design incentivizes the network operators to increase network efficiency. We consider a two-node/one-line model to show the importance of thermal losses in the merit order. We then compare two types of management implemented in Europe and assess their impact on the optimal level of consumption and investment. Chapter 4 analyzes the impact of feed-in tariffs in an open economy model and studies the consequences of transmission constraints. We consider two different types of energy sources, renewable and non-renewable, used in each of two countries. We assume that producing electricity thanks to renewable energies creates a positive local externality and question the relevance of a coordinated policy for the promotion of renewable energy in a world of limited connections.