Introduction au fonctionnement. Atelier des avril ALGER

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1 Introduction au fonctionnement des marchés de l électricité Atelier des avril ALGER

2 Le marché ou des marchés? Un marché c est un ensemble constitué de clients consommant un bien, un service, produit par des producteurs et vendus par des fournisseurs. Ouvrir le marché de l électricité c est développer et organiser la concurrence entre plusieurs producteurs et plusieurs fournisseurs, là où il n existe auparavant qu un seul producteur et un seul fournisseur sur une zone donnée. C est donner le choix aux clients, le prix du bien étant fixé par la loi de l offre-demande 2

3 Le marché ou des marchés? Tous les Etats qui ont ouvert leur marché ont développé une architecture et des règles, toutes deux initialement adaptées au secteur électrique pré-existant avant l ouverture du marché. De ce fait on constate une grande diversité de conception et de règles de marché, bien que les principes fondamentaux de marché ouvert restent pratiquement les mêmes, sinon très semblables. Grâce aux principes communs, on peut parler du fonctionnement des marchés ouverts, en s aidant d exemples. 3

4 Plan de l atelier 1. Principes fondamentaux de l ouvertures 2. Conséquences pour un opérateur intégré 3. Nouveau découpage des fonctions 4. Missions de la Régulation 5. Tarification de l accès aux réseaux 6. Spécificité du produit électricité 7. Services systèmes 8. Mécanisme d ajustement 9. Règlement des écarts 10. Pertes des réseaux 4

5 1-Principes fondamentaux Introduction de la concurrence partout où c est possible et prioritairement donc dans la production et la fourniture(vente) aux clients finals. Libre accès des producteurs,fournisseurs et clients aux infrastructures de réseaux de transport et de distribution(pas de barrières à l entrée ni à la sortie) Les infrastructures de transport et de distribution continuent de fonctionner en monopole naturel Mise en place d une fonction de Régulation 5

6 2-1 Conséquences pour l opérateur historique intégré Séparation des activités concurrentielles des activités en monopole: Production-Vente, Transport-Distribution Selon les pays, la séparation peut être totale ou progressive suivant l ordre: séparation comptable, puis juridique, managériale, et finalement patrimoniale 6

7 2-1 Conséquences pour l opérateur historique intégré Fonctions intégrées Production Dispatching Transport Distribution vente Marché ouvert??? Quelle structure Nouveaux acteurs Séparation des fonctions 7

8 3-Nouveau découpage des fonctions et des Opérateurs 3.1 Organisation de la concurrence: contrat bilatéral de gré à gré entre un producteur et un fournisseur (OTC), coexistant avec une Place de marché facultatif( Bourse) pour organiser les offres de ventes-achats entre des producteurs et des fournisseurs. Cette place est gérée par un Opérateur de Marché. Place de marché obligatoire: pool.(sans OTC)- ( tend à disparaître-existe encore en Espagne) 8

9 3-Nouveau découpage des fonctions et des Opérateurs 3.2 Fonction Opérateur de Marché: Organise la vente et l achat de produits standards comme par exemple: - des blocs d énergie achetés en J-1 pour livraison en J ( day-ahead) - des produits future, i.e. achetés pour livraison à terme dans un mois, un an, 9

10 3-Nouveau découpage des fonctions et des Opérateurs 3.2 Fonction Opérateur de Marché: Reçoit en J-1 les enchères de ventes et d achats par couples( quantité-prix) pour chaque demi- heure du jour J et fixe le prix du marché (Spot) pour chaque demi-heure de J Gère le règlement financier des transactions de vente-achat Transmet à l opérateur système les quantités vendues par chaque producteur et celles achetées par chaque fournisseur. 10

11 3-2 principe de fixation du prix Spot par couple prix-quantité Euros/MWh Offre agrégée Prix spot Demande agrégée Quantités MWh 11

12 3-Nouveau découpage des fonctions et des Opérateurs 3.3 Fonction Opérateur du système: Il conduit le système électrique Productiontransport-distribution, qui reste physiquement intégré. il coordonne l exploitation des moyens de productions, des infrastructures des réseaux de transport et de distribution Il est responsable de la sûreté du système,. ( continuité du service 24h/24, 365 jours/365) 12

13 3-Nouveau découpage des fonctions et des Opérateurs 3.3 Fonction Opérateur du système: Il est responsable de l équilibre global production=consommation (à 50Hz) en temps réel. Il gère les congestions,les échanges internationaux, les services système,le mécanisme d ajustement et le règlement des écarts, dans le cadre de fonctionnement du marché ouvert. 13

14 3-Nouveau découpage des fonctions et des Opérateurs 3.4 Fonction gestionnaire du réseau de Transport: Il entretient les infrastructures du réseau de transport Il exploite les ouvrages du réseau en coordination et le cas échéant sur instructions de l opérateur système. Il développe les nouveaux ouvrages 14

15 3-Nouveau découpage des fonctions et des Opérateurs 3.4 Fonction gestionnaire du réseau de Transport: Il assure le libre accès des tiers au réseau, il réalise les travaux de raccordement, les prestations de comptage, Il gère les contrats d accès au réseau de transport signés avec les utilisateurs du réseau( CART) Il transmet à l opérateur système les données d injection et de soutirage des utilisateurs ayant signé un contrat CART. 15

16 3-Nouveau découpage des fonctions et des Opérateurs 3.5 Fonction gestionnaire du réseau de distribution: Il entretient les infrastructures du réseau de distribution Il exploite les ouvrages du réseau, le cas échéant en coordination avec le GRT Il développe les nouveaux ouvrages 16

17 3-Nouveau découpage des fonctions et des Opérateurs 3.4 Fonction gestionnaire du réseau de distribution: Il assure le libre accès des tiers au réseau, il réalise les travaux de raccordement, les prestations de comptage,de relève, de dépannage, Il gère les contrats d accès au réseau de distribution signés avec les utilisateurs du réseau( CARD) Il transmet à l opérateur système les données d injection et de soutirage des utilisateurs ayant signé un contrat CARD. 17

18 Nouveau découpage des fonctions et Opérateurs Les Fournisseurs ou commercialisateurs Compagnies, publiques ou privées, qui achètent de l énergie en gros, en contrats bilatéraux ou à la bourse, et qui les revendent «au détail» aux clients finals qui ont choisi de signer un contrat avec elles. Les énergies achetées sont acheminées des producteurs chez les clients par les réseaux de transport et /ou de distribution. 18

19 Nouveau découpage des fonctions et Opérateurs Les distributeurs historiques Séparation de la fonction de commercialisation(vente) de la fonction de distribution(accès-acheminement). Gestion plus complexe de la clientèle de masse avec des clients éligibles qui ont choisi un autre fournisseur, ou bien qui sont restés avec le fournisseur historique, ou bien qui ne sont pas éligibles. 19

20 Nouveau découpage des fonctions et Opérateurs Les distributeurs historiques obligation de distribuer et de vendre aux clients non éligibles, au tarif réglementé obligation de distribuer aux sites éligibles, qui ont choisi d acheter leur énergie à un autre fournisseur que le fournisseur historique obligation de distribuer et continuent de vendre aux éligibles qui ont choisi de rester avec le fournisseur historique pour l achat d énergie. 20

21 Nouveau découpage des fonctions et Opérateurs 3.6 Les Producteurs Compagnies, publiques ou privées, en principe libres de produire et de proposer leur production aux clients, aux fournisseurs, à travers des contrats bilatéraux et/ou des enchères à la bourse. Les producteurs peuvent proposer des prestations de services système et d ajustement à l OS. Les opérateurs historiques intégrés doivent séparer l activité de production de celles d acheminement 21

22 producteur P P IPP OTC Serv.système/ ajustement interconnexion OS GRT Client éligible Bourse Ou pool Acheminement physique GRD Client C fournisseur Fournisseur Légende : contrat= 22

23 4- Les missions de la Régulation Développer, organiser le marché libéré( la concurrence) veiller à la saine concurrence, arbitrer les contentieux. Organiser l accès aux réseaux de transport et de distribution, surveiller le bon fonctionnement des OS-GRT et GRD, les pénaliser si nécessaire. Imposer les obligations de services publics décidés par l Etat et surveiller leur mise en œuvre effective par les acteurs.(rachat énergie verte, peréquation, clients sensibles, ) Prévoir, avec les opérateurs, les besoins futurs en moyens de production. 23

24 4- Les missions de la Régulation 4.1 Développer le marché progressivement Un site éligible est un site qui a le droit de contracter avec le fournisseur de son choix. Les régulateurs ont ouvert les marchés d abord par l éligibilité des sites industriels (seuil en GWh), puis celle des petites et moyennes entreprises (seuil en MWh), puis l éligibilité des sites résidentiels. Les sites non éligibles restent avec l opérateur historique et paient l énergie (P+T+D+Fourniture) au tarif proposé par le régulateur, décidé par l état. 24

25 4- Les missions de la Régulation 4.2 Veiller à la saine concurrence Surveiller le jeu de la concurrence, dénoncer les ententes qui tendent à faire monter les prix sans raisons, identifier les comportements abusifs, proposer des mesures correctives pour améliorer la concurrence 25

26 4- Les missions de la Régulation 4.3 Surveiller les pratiques des opérateurs OS- GRT-GRD S assurer que les opérateurs ont un fonctionnement transparent, non discriminatoire. Veiller à l absence de subventions croisé. S assurer que la qualité du produit et la qualité des services sont conformes aux normes spécifiées et ne se dégradent pas. 26

27 4- Les missions de la Régulation 4.4 Veiller à la viabilité économique des opérateurs de réseau, au moindre coût pour les clients finals. Concevoir une structure tarifaire et proposer un niveau tarifaire permettant aux opérateurs de: -couvrir les coûts de fonctionnement et d entretien -d amortir les investissements passés -d engager les investissements d extension et de modernisation -éventuellement de rémunérer l actionnaire, étatique ou privé Inciter les opérateurs à la plus grande efficacité 27

28 4- Les missions de la Régulation Dans tous les marchés ouverts, l Etat a créé une entité autonome, indépendante des ministères de tutelle, chargée d exercer les missions de Régulation du marché et appelée le Régulateur. Le régulateur réalise ses missions en cohérence avec les décisions règlementaires du ministère de tutelle. 28

29 4- Les missions de la Régulation Dans la plupart des cas,le ministère de tutelle a les principales responsabilités suivantes: Définir la politique industrielle du secteur ( filière technologique à développer, etc ) Définir les lois réglementant l organisation du secteur électrique Définir les obligations de service public ( tarif aux clients sensibles, peréquation, ) Approuver les tarifs des clients non éligibles 29

30 5-Tarification de l accès aux réseaux Les régulateurs ont en pratique le choix entre 2 méthodes: Le prix plafond( price-cap) Pannée-1=Pannée-0(Indice de prix-x) X= coefficient de gain de productivité, fixé par le régulateur Le coût complet (cost plus) le tarif couvre tous les coûts+marge bénéficiaire méthode utile pour inciter l opérateur à anticiper des investissements 30

31 5-Tarification de l accès aux réseaux Tous les utilisateurs raccordés à un réseau (de transport ou de distribution) paient le tarif d accès et d acheminement à ce réseau: la facture du client éligible indique séparément le coût du réseau et celui de la fourniture Ainsi un GRD paie au GRT l accès et l acheminement de l énergie injectée aux postes source délimitant la frontière électrique entre le GRD et le GRT. 31

32 5-Tarification de l accès aux réseaux Dans certains réseaux longitudinaux, le tarif de l acheminement dépend de la distance entre les sources d injection et les sites de soutirage Dans la plupart des réseaux européens, très maillés, ce tarif dépend du niveau de tension de raccordement et de la quantité d énergie transitée, mais il est fixé indépendamment de la distance entre les sources d injection et les sites de soutirage;impossibilité de calculer la distance parcourue un tel tarif est appelé tarif timbre-poste Dans un réseau structuré en zone, le tarif est zonal 32

33 6-Spécificité du produit électricité Non stockable, doit être produit en temps réel Non traçable et le produit obéit aux règles de circulation des flux( lois de Kirchof). En particulier l énergie se propage suivant le chemin de la moindre résistance. Possibilité d effondrement du système si l équilibre global Production=consommation, à 50Hz, n est pas maintenue correctement en temps réel 33

34 6-Spécificité du produit électricité La fréquence est contrôlé pour rester dans la plage 49,5-50,5 Hz, pour permettre le fonctionnement optimal des matériels électriques la fréquence baisse quand Consommation>Prod. la fréquence augmente quand Conso<production Tous les réseaux électriques interconnectés ont la même fréquence en fonctionnement normal. C est le cas des réseaux interconnectés du Maghreb. 34

35 6-Spécificité du produit électricité 3 réserves avec 3 réglages associés: Réserve primaire pour le réglage primaire automatique et localisé d unités de production,assurant un équilibre stable au voisinage de 50 Hz Réserve secondaire pour le réglage secondaire centralisé«fréquence/puissance» d unités de production,ramenant à f=50 Hz et respectant les contrats d échanges internationaux. Réserve tertiaire( capacité de production et ou d effacement de consommation) pour le réglage manuel tertiaire, qui réalise une exploitation optimale et/ou une reconstitution des réserves. 35

36 7- Services Système et réserves Le réglage primaire de la fréquence, le réglage secondaire de la (fréquence/puissance), le réglage de la tension: services fournis à tous les utilisateurs du réseau de transport, par l opérateur système. 36

37 7- Services Système et contrats L OS négocie avec les producteurs et les fournisseurs les contrats nécessaires à l exécution des services système. Le contrat précise les conditions techniques,juridiques et financières de l acquisition par l OS des contributions des groupes de production aux réglages de la fréquence et de la tension. 37

38 7- Services Système et contrats Les coûts des services systèmes sont couverts par une composante du tarif d utilisation et d acheminement du réseau de transport, tarif facturé par l OS aux signataires d un contrat d accès au réseau de transport (CART) 38

39 7- Services Système et programmation de mise en oeuvre Exemple : procédure utilisée par RTE Opérateur Système Prévision des Besoins de Réserves 1 et 2 Offres de réserves programmation Producteurs 39

40 8-Réglage tertiaire et mécanisme d ajustement La réserve tertiaire est une réservation de puissance mobilisable en 15/20 mn, selon les besoins en temps réel Cette puissance est mobilisée par l OS par le mécanisme d ajustement, qui permet ainsi d assurer l équilibre global offredemande et la résolution des congestions sur le réseau de transport. 40

41 8-Gestion du mécanisme d ajustement La totalité de la puissance non utilisée mais techniquement disponible sur chacune des installations de production doit en principe être mis à la disposition de l OS par les producteurs dans leurs offres d ajustement. ( en France, c est une règle légale) 41

42 8- Gestion du mécanisme d ajustement L Opérateur système organise le marché d ajustement pour anticiper en J-1 les besoins prévisionnels d ajustement en J. 42

43 8- Gestion du mécanisme d ajustement OS(RTE) Gestion des offres Prévisions d injection 16Hprogramme d appel 19Hprogramme de marche Producteurs Définition des besoins d injection programme pour le lendemain 43

44 9-Règlement des écarts L OS a acheté les énergies d ajustement pour réaliser l équilibre P=C par ex. un producteur a programmé une production de 10 pour J. Il tombe en panne en J; il est en écart de (-10). Son client a consommé pourtant 10, fournis en fait par l ajustement activé par l OS. L OS ajuste pour la totalité des écarts La quantité totale d ajustement activée par l OS (sans l ajustement pour résoudre une congestion) est la somme des écarts individuels de chaque acteur de soutirage ou d injection. 44

45 9-Règlement des écarts, exemple MW d un site de soutirage Ecart négatif Courbe de charge(de soutirage) Achat en bourse Quantité injectée, achetée en contrat bilatéral Écart positif T 45

46 9-Règlement des écarts,mutualisation Les exemples montrent que les acteurs de soutirage et d injection ont intérêt à mutualiser leurs écarts pour les réduire au minimun. Ainsi ces acteurs subiront des pénalités financières minimales. 46

47 9-Règlement des écarts, responsable d équilibre Cas du marché France: Le mécanisme de Responsable d équilibre (RE) a été mis en place pour permettre aux acteurs de mutualiser leurs écarts et de réduire les risques financiers Un RE a un périmètre( portefeuille) composé d éléments d injection et d éléments de soutirage; ces éléments du périmètre ont signé avec le RE un contrat d assurance-écarts. 47

48 9-Règlement des écarts, responsable d équilibre l écart total du périmètre est inférieur à la somme des écarts individuels des sites du périmètre. Le RE devient financièrement responsable de l équilibre(du déséquilibre) entre injection et soutirage sur son périmètre. 48

49 9-Règlement des écarts, responsable d équilibre Le RE signe avec l OS( RTE) un contrat dans lequel il s engage à régler à l OS les écarts calculés a posteriori par l OS sur son périmètre. Ainsi chaque producteur ou acheteur de gros ( fournisseur, site industriel, GRD) doit notifier à l OS( RTE) le nom de son RE En général le RE est un fournisseur, mais n importe quelle entité peut jouer ce rôle à condition de signer un contrat de RE avec l OS. 49

50 9-Règlement des écarts, responsable d équilibre Le RE signe aussi avec les GRD un contrat pour: La gestion de son périmètre raccordé aux GRD( éléments d injection et de soutirage raccordés au réseau des GRD) Le traitement des courbes de charge de ses sites d injection et de soutirage, télérelevées et «profilées» par les GRD. 50

51 9-Règlement des écarts, calcul A posteriori, l OS calcule pour chaque RE l écart, par pas demi-horaire, entre les injections : des sites physiques+des imports déclarés+des achats déclarés et les soutirages : des sites physiques+des exports déclarés+des ventes déclarés 51

52 9-Règlement des écarts, calcul Principe du calcul des écarts d un RE: Injections Production réalisée Importation déclarée Achat à d autres acteurs,déclaré Soutirages Consommation réalisée Vente déclarée à d autres exportation ECART 52

53 9-Règlement des écarts, prix Exemple France: Le prix des écarts est directement lié au mécanisme d ajustement. Si pour un RE injection<soutirage -l injection manquante est facturée au RE au prix du marché Spot, si la tendance d ajustement du système est à la baisse - l écart est facturé à un prix supérieur au Spot si la tendance d ajustement est à la hausse, car cet écart contribue à accroître l écart global. 53

54 9-Règlement des écarts, prix Exemple France: Si pour un RE injection>soutirage -l OS achète le surplus d injection au RE au prix du marché Spot, si la tendance d ajustement du système est à la hausse - l OS achète à un prix inférieur au Spot si la tendance d ajustement est à la baisse, car cet écart contribue à accroître l écart global. 54

55 10- les pertes du système L acheminement de l énergie contractualisée occasionne une consommation intrinsèque du réseau ( communément appelée pertes, dues à l effet joule) : En UK, le fournisseur prend en charge les pertes occasionnées par ses ventes d énergie (% forfaitaire). En France, les pertes sont mutualisées et achetées par RTE et par les GRD, sur le marché de gros.les coûts des pertes sont inclus dans les tarifs d acheminement. Le GRT et les GRD doivent prévoir leurs courbes journalières de pertes et paient leurs écarts éventuels aux prix du règlement des écarts. 55

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