Libéralisation des industries électriques et analyse économique

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1 Concurrence Energie Econométrie Libéralisation des industries électriques et analyse économique Vincent Rious (Microeconomix) et Thomas Veyrenc (RTE)

2 Introduction au cours Vu XXème siècle, les industries énergétiques sont arrivées à maturité En particulier l industrie électrique Fin du XXème siècle Faible croissance de la demande d électricité, de pétrole, de gaz Fin des problèmes géopolitiques sur les énergies? Pas de problème Fonctionnement technique bien rodé Investissement = remplacement 2

3 Introduction au cours Fonctionnement des industries électriques Encore meilleur et moins cher grâce à la concurrence Introduire la concurrence, pas très compliqué Electricité = bien homogène Donc normalement facile à échanger Boom des réformes électriques dans les années 90 En Angleterre En Scandinavie Au Nord-Est des USA En Californie Presque partout 3

4 Introduction au cours Puis des problèmes Car l électricité n est pas un produit comme un autre Céréales Métal, etc. Transite sur un réseau Avec des particularités techniques peu communes Libéralisation des industries électriques Un processus compliqué Un merveilleux champ d études et d analyses économiques 4

5 Les intervenants Thomas Veyrenc Ingénieur Supélec et Sciences Po Directeur du département Marchés, RTE Maître de conférence à Sciences Po Vincent Rious Ingénieur Supélec et docteur en économie Ancien Professeur Assistant à Supélec Consultant et chercheur associé à la Florence School of Regulation ( = «école européenne de formation des régulateurs») 5

6 Objectifs du cours Illustration des concepts d analyse économique Monopole naturel Externalités Bien public Coordination Tarification marginale Régulation Etc. Par la présentation de la libéralisation du système électrique Pourquoi? Comment? Des problèmes si peu! 6

7 Organisation du cours 6 séances Séance 1 : Les raisons de la libéralisation du système électrique (VR 27/09) Séance 2 : La nouvelle organisation du secteur (VR 04/10) Séance 3 : Défaillance(s) de marché et intervention publique sur les marchés de l électricité (TV 11/10) Séance 4 : Création d un marché électrique en Europe pour les échanges journaliers (VR 18/10) Séance 5 : Assurer l équilibre offre-demande à court et long terme : ajustement et investissements en capacités de production (TV 25/10) Séance 6 : Questions-réponses et examens (VR 12/11) 7

8 Organisation du cours Bibliographie Un à deux articles à lire par séance Examen 1h30 en séance n 6 Écrit A priori une voire deux questions au choix 8

9 Une page de pub Sponsorisée par le master IREN Industries de Réseaux et Economie Numérique Master qui peut être suivi en parallèle de la 3A Économie des Industries de Réseaux et de leur libéralisation Problème des industries de réseaux Construction de marché : les règles et la mise en concurrence Phase d investissement : investir ou pas? Comment financer? 9

10 Les raisons de la libéralisation du système électrique Vincent Rious 27 septembre 2012

11 Plan de la séance Introduction longue : replacer la libéralisation de l industrie électrique dans son contexte historique, économique et politique L ancien système Le monopole horizontalement et verticalement intégré Les raisons de l intégration La remise en question de l organisation monopolistique Mouvement général de la pensée économique vers la libéralisation La production n est plus un monopole 11

12 Séance n 1 : les raisons de la libéralisation du système électrique Partie I Introduction longue : replacer la libéralisation de l industrie électrique dans son contexte historique, économique et politique

13 Présentation de la chaîne de valeur ~50% ~15% ~30% ~5% 13

14 Présentation de la chaîne de valeur Exploration Production marchés de gros Transport Distribution Fourniture au consommateur final Marchés de détail Electricité Production thermique (fioul, gaz, charbon), nuc, renouvelable (hydro, éolien, PVsolaire) Sur infrastructure dédiée (réseau de transport) Sur infrastructure dédiée (réseau de distribution) Commercialisation des offres électrique au client final Gaz Exploration des gisements, puis extraction du gaz Sur Sur infrastructure infrastructure dédiée (gazoduc) dédiée (réseau ou par bateaux de distribution) (GNL) Commercialisation des offres gazières au client final 14 Pétrole Exploration des gisements, puis extraction du pétrole brut Par bateaux ou infrastructure dédiée (pipeline), généralement avant raffinage Par bateaux ou camions après raffinage (= transformation du pétrole brut en produits pétroliers) Commercialisation des produits pétroliers (après raffinage) au client final

15 En Europe : segments concurrentiels ou régulés? Exploration Production marchés de gros Transport Distribution Fourniture au consommateur final Marchés de détail 15 Electricité Gaz Pétrole Production thermique (fioul, gaz, charbon), nuc, renouvelable (hydro, éolien, PVsolaire) Exploration des gisements, puis extraction du gaz Exploration des gisements, puis extraction du pétrole brut Sur infrastructure dédiée (réseau de transport) Par bateaux ou infrastructure dédiée (pipeline), généralement avant raffinage Sur infrastructure dédiée (réseau de distribution) Par bateaux ou camions après raffinage (= transformation du pétrole brut en produits pétroliers) Commercialisation des offres électrique au client final Tous les maillons de la chaîne de valeur ne sont pas situés en Europe (out : production/extraction Sur de pétrole, de plus en plus Sur production/extraction infrastructure de gaz naturel : seule la infrastructure production dédiée d électricité (gazoduc) est dédiée localisée (réseau en Europe impact ou par sur bateaux les gains de distribution) attendus de la (GNL) libéralisation) Commercialisation des offres gazières au client final Commercialisation des produits pétroliers (après raffinage) au client final

16 Présentation de la chaîne de valeur Exploration Production marchés de gros Transport Distribution Fourniture au consommateur final Marchés de détail Electricité Gaz Production thermique (fioul, gaz, charbon), nuc, renouvelable (hydro, éolien, PVsolaire) Exploration des gisements, puis extraction du gaz Sur infrastructure dédiée (réseau de transport) Sur infrastructure dédiée (réseau de distribution) Champ d application des réformes de libéralisation en Europe Sur Sur infrastructure infrastructure dédiée (gazoduc) dédiée (réseau ou par bateaux de distribution) (GNL) Commercialisation des offres électrique au client final Commercialisation des offres gazières au client final 16 Pétrole Exploration des gisements, puis extraction du pétrole brut Par bateaux ou infrastructure dédiée (pipeline), généralement avant raffinage Par bateaux ou camions après raffinage (= transformation du pétrole brut en produits pétroliers) Commercialisation des produits pétroliers (après raffinage) au client final

17 Le modèle du monopole intégré Intégration verticale = concentration de tous les segments de la chaîne de valeur dans les main du même opérateur Commercialisation Distribution Monopole intégré Transport Production Intégration horizontale = concentration de toute l activité sur un segment donné de la chaîne de valeur dans les mains du même opérateur 17

18 Intégration verticale dans l électricité Intégration verticale Monopole intégré Monopole intégré : intégration sur toute la chaîne de valeur Possible (et répandu en Europe avant les réformes) en électricité (production indigène) Possible en gaz et pétrole si production indigène Exemples : Elec : EDF, monopole intégré créé par la loi de 1946 (malgré quelques «trous» : distributeurs nonnationalisés, producteurs locaux [SNET, CNR, SHEM]) Intégration horizontale 18

19 Intégration verticale dans le gaz (pays importateurs) Intégration verticale Monopole d importation-achat intégré avec transport-distributionvente Prod1 Prod2 Prod3 Intégration horizontale Contrats long terme Monopole d importation/achat Liens avec les producteurs sécurisés via contrats long terme (gaz : clauses take or pay et de destination finale) Très répandu en gaz (avant les réformes) même si production indigène (UK, NL) Exemples : GDF, créé par la loi de 1946 sous forme d un monopole n incluant pas le sud-ouest de la France (exploitation du gisement de Lacq: Elf, aujourd hui le réseau de transport dans le SO appartient à Total [TIGF]) 19

20 Intégration verticale dans le gaz ou le pétrole (pays producteurs) 20 Intégration verticale Monopole d importation-achat intégré avec transport-distributionvente Prod1 Prod2 Prod3 Intégration horizontale Contrats long terme Liens capitalistiques Monopole d importation-exportationtransport Production sous régime de concession (négo avec monopole pour enlevage de la production) Liens avec les producteurs via contrats long terme et/ou relation capitalistique / partenariat obligatoire avec compagnies nationales (négociation gré à gré pour permis) Ou participation directe du monopole à l activité amont (BG) Exemples : Statoil en Norvège Gaz (British Gas) et pétrole (BP Shell) en UK Partenarait Gasunie Shell sur gisement de Groninge

21 Intégration verticale avec monopoles locaux des distributeurs Intégration verticale Monopole local de distribution Commercialisation par le monopole M2 M3 Monopole d importation -achat (avec transport) Prod1 Prod2 Prod3 Contrats long terme Idem, mais les distributeurs locaux ne sont pas intégrés au monopole d importation/achat Le monopole gère un portefeuille de contrats et l équilibre du système Il peut éventuellement être chargé de la vente au consommateur final (ou bien distributeurs) Exemples : Gaz : Gasunie (NL), British Gas Elec : UK Intégration horizontale 21

22 Et aux Etats-Unis? (cas de l électricité) Intégration verticale Opérateur intégré régional en monopole Transport eur + Distributeur local en monopole Producteur local en monopole Producteur actif sur zones de régulation Contrats long terme Coexistence de système locaux, organisés selon leur propre logique Souvent des utilities (fourniture de services au client final : eau, gaz, élec, collecte des déchets, etc.) Liés par contrats de très long terme avec des producteurs indépendants Réseaux dimensionnés pour la satisfaction de la demande locale (pas d optimisation à l échelle du pays) mais parfois aussi des opérateurs verticalement intégrés (ex. TVA au Tennessee, fondé par ordonnance sous New Deal) 22

23 L ancien système monopolistique Exemples (suite et fin) USA : plusieurs centaines de monopoles régionaux privés ou publics 23

24 Raisons de l intégration Le modèle antérieur est marqué par l intégration juridique (monopole) Ou économique (contrats très long terme entre maillons de la chaîne) Le modèle antérieur est marqué par le contrôle de la puissance publique Sur les prix (fixation directe des tarifs de vente du monopole) Sur l entrée (sélection du ou des opérateurs chargés de la fourniture du service intégré, ou de l exercice d une activité de la chaîne de valeur) 24

25 Raisons de l intégration Mouvement d intégration de l industrie électrique : S achève dans l après-guerre (structures juridiques, i.e. EDF et GDF) Mais tendance s affirme après débuts chaotiques de l industrie Mouvement général de l histoire des idées (40s) Historique : échec du libéralisme à juguler les effets de la Grande Dépression programmes de relance (New Deal), économie de guerre = économie de plus en plus administrée Economique : renouvellement du cadre théorique avec la révolution keynésienne réhabilitation du rôle de l Etat Politique : URSS comme contre-modèle, nationalisations à la libération en France (programme du CNR, compromis gaullocommuniste) et au Royaume-Uni 25

26 Raisons de l intégration (élec) Vu du marché européen, avant la libéralisation : Coexistence de grands opérateurs nationaux verticalement intégrés Echanges d électricité entre grands pays marginaux, fondés sur des contrats long terme Interconnexions électriques peu développées, dimensionnées pour le secours mutuel en cas d incident ou pour contrats long terme (nécessité d exporter le surplus pour assurer le «dividende nucléaire» en France) Structure industrielle adaptée à une industrie : très capitalistique (possibilité de coûts échoués) aux investissements non-redéployables Aux coûts fixes prépondérants (/aux coûts variables) 26

27 Raisons de l intégration (gaz) Vu du marché européen, avant la libéralisation : Oligopole de producteurs-exportateurs (compagnies nationales néerlandaise, norvégienne, russe, algérienne) Oligopole d importateurs-acheteurs (compagnies nationales) Distributeurs nationaux intégrés ou non Vu de chaque pays : Une structure intégrée, caractérisée par l intégration verticale et/ou les contrats long terme (20-25 ans) entre maillons de la chaîne de valeur afin d organiser le partage des risques Le monopole de distribution-fourniture au client final 27

28 Raisons de l intégration (gaz) Raisons de l organisation intégrée et monopolistique : organiser le partage des risques Garantie de débouché pour le producteur (qui ne met son champ en exploitation qu après conclusion d un contrat avec une compagnie nationale) Garantie de stabilité des prix et de continuité d approvisionnement pour la compagnie nationale Structure des contrats Clauses take-or-pay Clauses de destination Clauses de netback : Indexation du prix du gaz par rapport aux énergies concurrentes (produits pétroliers) Organisation satisfaisante pour assurer les investissements et développer un système mature 28

29 La libéralisation Intégration verticale Intégration verticale Monopole intégré Comm 1 C2 C3 Distribution Transport Prod 1 Prod 2 Prod 3 Activité concurrentielle Activités monopolistiques Activité concurrentielle L ancien monde Intégration horizontale Le nouveau monde Intégration horizontale 29

30 La libéralisation Modèle antérieur = Intégration de la chaîne de valeur juridique (monopole) Ou économique (contrats très long terme) Double contrôle de la puissance publique Sur les prix (fixation directe des tarifs de vente du monopole) Sur l entrée (sélection du ou des opérateurs chargés de la fourniture des services) Libéralisation = Désintégration verticale de la chaîne de valeur juridique (unbundling) économique (fin des contrats long terme architecture de marché) Relaxation du degré de contrôle de la puissance publique Sur les prix (fixés par la rencontre offre/demande sur le marché) Sur l entrée (abaissement des barrières à l entrée, légales et économiques) 30

31 La libéralisation Modèle canonique de la libéralisation : Séparer les différents maillons de la chaîne de valeur «Competition where possible, regulation where necessary» ouvrir les marchés de la production et de la commercialisation Régulation concurrentielle pour assurer la concurrence libre et non faussée Assurer l accès non-discriminatoire aux infrastructures essentielles Régulation sectorielle 31

32 Des organisations monopolistiques à la libéralisation Partie II La remise en question de l organisation intégrée

33 La remise en question de l organisation monopolistique Mouvement général de la pensée économique vers la libéralisation Un renouvellement du cadre théorique d analyse des défaillances de la régulation biais de surcapitalisation du régulateur bien de comportement permettant de rendre conter du constat d inefficience de l industrie électrique (US, 1970s) Vers la décentralisation du fonctionnement du système électrique Les TIC Invalidation de l hypothèse du monopole naturel pour la production d électricité 33

34 La remise en question de l organisation monopolistique Mouvement général de la pensée économique vers la libéralisation Un renouvellement du cadre théorique d analyse des défaillances de la régulation biais de surcapitalisation du régulateur biais de comportement permettant de rendre conter du constat d inefficience de l industrie électrique (US, 1970s) Vers la décentralisation du fonctionnement du système électrique Les TIC Invalidation de l hypothèse du monopole naturel pour la production d électricité 34

35 La régulation cost plus Comment fixer la contrainte budgétaire : Industrie en plein boom Besoin de financement de l industrie L entreprise régulée donne ses coûts d investissement Le régulateur y ajoute un retour sur investissement pour fixer le revenu du monopole Le régulateur = celui qui fixe le prix du monopole 35

36 La régulation cost plus L entreprise régulée est payée sur la base de ce qu elle dépense Quelles incitations pour l entreprise régulée? Dépenses non maîtrisée gold plating Averch, H. and L.L. Johnson (1962), Behavior of the Firm Under Regulatory Constraint, American Economic Review, 52: La régulation cost plus conduit l entreprise régulée à préférer le capital au travail effet de surcapitalisation 36

37 La régulation rate-of-return La régulation rate-of-return Comme la régulation cost plus, mais le revenu de l entreprise est fixé pour plusieurs années L entreprise a de fortes incitations à faire baisser ses coûts pendant la période où son revenu est fixe Et le régulateur peut refuser un investissement qui ne sert vraisemblablement à rien (prudency review) Principe du used and useful 37

38 Le régulateur Il a une place centrale dans les industries monopolistiques ou réglementés Il fixe le prix de vente du bien ou service Donc aussi la demande Et les investissements Il a besoin des informations sur le secteur La production La consommation Comment les obtient-il? Études, demandes, etc. 38

39 Le régulateur Le problème de la régulation L entreprise régulée a un avantage informationnel par rapport au régulateur Elle connaît ses coûts mais pas le régulateur L entreprise régulée peut donc être incitée à dissimuler sa véritable structure de coût au régulateur L entreprise régulée peut aussi capturer le régulateur! Le régulateur n essaie plus d avoir un fonctionnement efficace de l industrie Il s aligne sur l intérêt de l entreprise régulée 39

40 Stigler et la production de la réglementation Voir les travaux de l école de Chicago (70s) Stigler, G.J (1971), The Theory of Economic Regulation, Bell Journal of Economics and Management Science, 2:3-21 La production de réglementation comme un processus économique Une demande de réglementation (entreprises, administrés, consommateurs) Une réglementation offerte par l Etat L Etat et le régulateur ne sont pas bénévoles dans l élaboration de la réglementation Peuvent être capturés par un groupe d intérêt En particulier les producteurs (groupe cohérent, peu nombreux, avec des intérêts identifiés et alignés) plutôt que les consommateurs (groupe large, avec des intérêts nonidentifiés et disparates) Détournement de la régulation à des fins de taxation/redistribution 40

41 Conclusions sur les travers du mode de régulation antérieur Effets indésirables de la régulation cost- plus / rate-ofreturn / price cap : Biais de surcapitalisation (effet Averch-Johnson) Biais de comportement (théorie de la capture du régulateur) Permet d expliquer la tendance à l augmentation des coûts des firmes régulées, notamment aux Etats-Unis dans les 1970s, alors que (1) la demande croît moins vite que prévu [chocs pétroliers] et que (2) certaines investissements apparaissent douteux [méfiance envers le nucléaire, 1979 = incident de Three-Miles Islands]) Solution : ouverture à la concurrence pour les segments à coûts marginaux décroissants (sinon monopole naturel et régulation nécessaire) 41

42 La remise en question de l organisation monopolistique Mouvement général de la pensée économique vers la libéralisation Un renouvellement du cadre théorique d analyse des défaillances de la régulation biais de surcapitalisation du régulateur bien de comportement permettant de rendre conter du constat d inefficience de l industrie électrique (US, 1970s) Vers la décentralisation du fonctionnement du système électrique Les TIC Invalidation de l hypothèse du monopole naturel pour la production d électricité 42

43 La production d électricité est-elle un monopole naturel? Années : constatation du caractère fortement capitalistique de la production d électricité Coûts fixes très importants, investissement non-redéployables Croissance de la taille optimale des centrales (nucléaire aux US) A partir des années 1980, renversement de la perspective Les rendements sont décroissants la concurrence est souhaitable 43

44 US$ / MW Progrès technique et évolution de la taille optimale des unités de production, MW

45 Donc la production n est pas un monopole de production. Et le reste? Le transport et la distribution Certains ont pensé aussi que le développement du réseau pouvait être laissé au marché Mais c est un monopole naturel Mais la concurrence peut quand même permettre de faire pression sur les prix pour avoir le droit d être le monopole Demsetz H Why regulate Utilities? Journal of Law and Economics 11 (April):

46 Conclusion : libéraliser Ancienne organisation Intégration horizontale (raison théorique : monopole naturel pour la production et le transport) Intégration verticale (raison théorique ex-post : réduction des coûts de transaction) Régulation par la puissance publique La nouvelle organisation On casse l intégration horizontale, puisque l argument du monopole naturel est invalidé Quid de l intégration verticale? Quid de l argument des coûts de transaction? 46

47 Conclusion : libéraliser Intégration verticale Intégration verticale Monopole intégré Comm 1 C2 C3 Distribution Transport Prod 1 Prod 2 Prod 3 Activité concurrentielle Activités monopolistiques Activité concurrentielle L ancien monde Intégration horizontale Le nouveau monde Intégration horizontale 47

48 Conclusion : libéraliser Un problème majeur dans les industries électriques libéralisées : comment assurer la coordination des différentes activités en présence de coûts de transaction élevés? Réponse théorie économique : conception d infrastructures permettant la coordination via le marché plutôt que via l intégration conception par le gestionnaire de réseau et les bourses d architectures de marchés (= règles d accès aux marchés) + approbation/contrôle du régulateur La libéralisation, c est le pari que les contraintes de coordination rendues visibles pèseront moins que les économies permises par la concurrence! 48

49 A lire Séances 1 et 2 Glachant JM., L approche néo-institutionnelle de la réforme des industries de réseaux. La Revue Economique, 53 (3),

50 Séance n 1 : les raisons de la libéralisation du système électrique Annexe Principes de régulation du monopole

51 L ancien système La chaîne de valeur de l électricité L organisation en monopole Les raisons de cette organisation La régulation du monopole 51

52 Le pouvoir de fixation du prix d un monopole Prix Coût marginal P monop P conc Courbe inverse de demande Q monop Q conc Quantité 52 Recette marginale du monopole

53 Les objectifs de la régulation d un monopole Efficacité productive Produire la bonne quantité Efficacité allocative Par les facteurs de production les moins chers et pour les consommateurs qui valorisent le plus le bien 53

54 Une première idée pour réguler La tarification marginale Demande Coût moyen Manque à gagner pour le monopole lié au coût fixe Coût marginal Et les coûts fixes = d investissement? Subventionnement par l Etat 54

55 Une première idée pour réguler La tarification marginale Conclusion Efficacité productive : OK à court terme Efficacité allocative : OK Au moins à court terme Si la courbe de demande est connue 55

56 La tarification Ramsey-Boiteux Demande Coût moyen Manque à gagner pour le monopole lier au coût fixe Coût marginal Allouer le manque à gagner liés au coûts fixes à ceux qui y sont le moins sensibles Eviter les distorsions des acteurs économiques à court terme 56

57 La tarification Ramsey-Boiteux Allouer le manque à gagner liés au coûts fixes à ceux qui y sont le moins sensibles En fonction de l élasticité-prix des consommateurs Ramsey, F. (1927), A Contribution to the Theory of Taxation, Economic Journal 37: Boiteux, M. (1971), On the Management of Public Monopolies Subject to Budget Constraint, Journal of Economic Theory, 3: [traduit de l original en français et publié dans Econometrica en 1956] 57

58 La tarification Ramsey-Boiteux Conclusion Efficacité productive A court terme : les distorsions sont minimisées A long terme : Ca dépend de la contrainte budgétaire Efficacité allocative : OK Si la courbe de demande est connue 58