Investissement dans les réseaux marchands de transport délectricité Nizar El Ghali Patrick González Michel Roland GREEN, Département déconomie Université Laval

Introduction Réseau marchand de transport –Titres de propriété émis pour chaque ligne de transport –Décisions dinvestissements décentralisées et fondées sur la valeur espérée des titres émis suite à linvestissement Investissement dans une ligne crée externalités –positives –négatives Règle dattribution des titres doit tenir compte des externalités: donner bonnes incitations à linvestissement

Objectif Définir une règle dattribution qui décourage tout investissement privé réduisant le bien-être social –i.e. prenant en compte des externalités négatives –Généralisation de la règle de Bushnell et Stoft (1996) Tenir compte de lincertitude Externalités positives –Regroupement des investissements –Nationalisation

Titres de transport Titres financiers et non pas physiques Émis dans le contexte où un opérateur de réseau minimise le coût de desservir la demande Donne droit à la différence des prix entre les noeuds que la ligne relie –i.e. aux rentes de congestion Rentes de congestion constituent un signal de la valeur du transport Difficile dutiliser directement ce signal pour inciter à linvestissement à cause des effets pervers quil crée Objectif: inciter à linvestissement si et seulement si lespérance du Bm social de linvestissement est supérieur au CmLT

Notions de base sur les réseaux de transport Lois de Kirchhoff: courant passe par le chemin offrant le moins de résistance OE N K NO K NE K EO Noeud de consommation Noeud de production Noeud de production Capacité des lignes

OE N K NO K NE K EO

(EO) (NO) (NE) Contraintes sur la production des centrales

Notions de base sur les réseaux de transport En injectant une unité délectricité en un noeud, un producteur crée des externalités sur lensemble du réseau –Exemple: une unité produite au Nord diminue la capacité de transport disponible sur la ligne Est- Ouest de 1/3 dunité –Tarification du transport pour contrat entre Nord et Ouest devrait tenir compte de ces externalités –Extrêmement complexe Cependant, en concurrence parfaite au niveau de la production: Valeur du transport égale à différence de prix entre les noeuds

Incitations perverses liées aux rentes de congestion Bushnell et Stoft (1996) -900 MW Cm=5¢ Cm=3¢N O E 1000 MW 900 MW 0 MW 900 MW Capacité Flux

Bushnell et Stoft (1996) -900 MW Cm=5¢ Cm=3¢N O E 100 MW 1000 MW Incitations perverses liées aux rentes de congestion 600 MW 300 MW 100 MW 400 MW 500 MW

Règle dattribution de Bushnell et Stoft Vecteur de flux de courant réalisable: vecteur de flux qui respecte les lois de Kirchoff Proposition: si lensemble des titres émis par lopérateur de réseau correspond à un vecteur de flux réalisable, alors les rentes de congestion sont suffisantes pour couvrir les obligations de paiement aux détenteurs de titres

À cause des externalités négatives, un investissement dans une ligne de transport peut réduire la capacité dune autre ligne et rendre irréalisable un ensemble de titres qui létaient auparavant Règle dattribution: investisseur peut choisir tout ensemble de nouveaux titres quil désire dans la mesure où cet ensemble, combiné aux titres existants,demeurent réalisable suite à linvestissement Règle dattribution de Bushnell et Stoft

2 lignes: NO et EO 3 lignes: contraintes sur NE Production à 3 lignes La règle dattribution désincite à linvestissement dans la ligne NE Exemple: Cm plus faible au Nord quau Sud

Problème avec la règle dattribution Basée sur ladéquation entre flux délectricité et titres de transport Or les flux varient dinstant en instant de façon aléatoire Il faudrait donc des titres contingents, ce qui est impraticable Bref, la règle nest valide quen cas de certitude alors que lincertitude est fondamentale dans les réseaux de transport

Exemple de Joskow et Tirole Bris possible dans le réseau Ligne qui na pas de valeur lorsque le réseau fonctionne normalement acquiert une grande valeur lorsquil y a bris ailleurs dans le réseau La règle de Bushnell et Stoft ne peut tenir compte de cela

Production avec 2 lignes Production avec 3 lignes Production en absence de bris

Production en cas de bris Production avec 2 lignes Production avec 3 lignes La ligne NE devient rentable en cas de bris sur la ligne NO

Notre règle dattribution Titres non contingents, mais qui tiennent compte des aléas Distribution initiale: tel que Vecteur de titres Vecteur de prix optimaux Vecteur doffre nette

Investisseur peut choisir tout ensemble de nouveaux titres quil désire dans la mesure où cet ensemble, combiné aux titres existants,continue de satisfaire la règle précédente sous le nouveau réseau i.e choisit tel que Notre règle dattribution Prix optimaux avec nouveau réseau Choix de linvestisseur Distribution initiale

Proposition Si la règle dattribution est suivie, toute modification au réseau qui réduit le bénéfice agrégé du réseau donne un bénéfice net négatif à linvestisseur i.e. la règle tient compte des externalités négatives

Conclusion Résultat similaire à celui de Bushnell et Stoft, mais dans un contexte dincertitude Efficacité de la décentralisation de linvestissement plus robuste que ne le laissaient entrevoir Joskow et Tirole (2004)