Séminaire de Chloé Le Coq le 28/10/2005 à Supélec

Transcription

10/11/2005
Stratégie de Prix et Réserve de Capacité
sur le marché électrique
10/11/2005
Marché électrique en fonction des différents
régimes de fonctionnement
Projet financé par ELFORSK
http://www.elforsk-marketdesign.net/
en collaboration avec Henrik Orzen (University of Nottingham)
Marché sans contrainte (Energy only approach)
) marché concurrentiel de l’électricité
→ sévères hausses de prix en cas de forte demande
Marché de capacité de production (Capacity market approach)
Chloé Le Coq
)
)
Stockholm School of Economics
rémunération directe de chaque capacité de réserve
marché de capacité: obligation pour les compagnies de distribution de
passer un contrat de long terme avec les producteurs
Marché à prix maximum (Price cap)
[email protected]
)
prix limite sur le marché
Chloé Le Coq, Stockholm School of Economics, 28 octobre 2005
Question principale
Les systèmes de régulation de l’offre
électrique dans les différents pays
Structure de marché
Quel est le coût de la sécurité de l’offre sur le marché
électrique ?
Marché sans contrainte
Pays
Australie,Californie,
Scandinavie (au début)
⇒ contraintes imposées aux producteurs
⇒ rémunérations des réserves de capacités de production
⇒ rôle des différents acteurs sur le marché de l’électricité
Rémunération directe
Argentine,Colombie,Espagne
Angleterre (jusq. en 2001)
Marché de capacité
en fonction des règles et contraintes imposées aux
producteurs
Pensylannie, Nouvelle Angleterre,
New York, Norvège depuis 2000,
Suède depuis 2001
1
2
10/11/2005
10/11/2005
Mise en place de la salle de marché
Mise en place de l’expérience

Le produit, l’électricité
→ Le coût pour chaque unité de production :
 Coût fixe = 7.00 e$
 Coût marginal: Unité1 coûte 1.00e$, Unité 2 coûte 2.00 e$ etc.

Deux paramètres retenus
 Prix maximum
 Marché de capacité de production

Les règles de marché:
→ Offre:
 choix capacités (nombre d’unité de production),
 choix d’un prix pour chaque unité de production
3 marchés virtuels

Prix maximum = 15
Prix maximum = 30
Marché sans contrainte
(MSC)
MSC15
MSC30
Marché de capacité de
production (MCP)
MCP
→ Demande inélastique mais variable
4 périodes avec demande faible (7, 8 or 9 unités)
2 périodes avec demande forte (23, 24 or 25 unités)
Les acteurs du marché virtuel
→ Étudiants et employés du secteur électrique représentent les producteurs
→ La demande est assurée par l’ordinateur

Mise en place de l’expérience
Résultats de l’expérience

QUESTION 1: Obtient-on un système électrique en équilibre?

QUESTION 2: Combien coûte la sécurité de l’offre?
Déroulement de l’expérience : chaque round dure 6 périodes.
A chaque période correspond à un marché électrique où les
capacités de production sont données.
 Rounds 1 - 2: Apprentissage
 Rounds 3 - 10: Le marché virtuel
QUESTION 3: Le prix donne-t-il un signal pour de nouveaux investissements?
QUESTION 4: Le prix maximum influence-t-il le comportement des acteurs?
QUESTION 5: Dans quel cas la volatilité des prix est-elle la plus importante?
QUESTION 6: L’efficacité technique de production est-elle assurée?
QUESTION 7: L’exercice du pouvoir de marché est-il possible?
3
4
10/11/2005
10/11/2005
Marché de capacité de production
– un round
Capacité de production disponible
Marché de capacité de production: Le régulateur achète 25 unités de capacité.
Le prix maximum est de 30 sur le MCP et de 15 sur le marché électrique.
40
35
Périodes
Market Generation Capacity .
30
25
20
t=0
15
Capacity Market 15
Energy Only 30
Energy Only 15
10
Etape 1a
MCP
5
0
0
1
2
3
4
5
Round
6
7
8
9
10
t=1
t=2
FAIBLE
FAIBLE
t=4
t=5
t=6
FAIBLE
FORTE
FORTE
t=3
FAIBLE
Etape 1b
Stage 2
Marché électrique
Choix optionel de capacité
(prix,
quantité)
Question 1: Equilibre du système
(% moyen de la demande par rapport à la capacité disponible totale)
Marché sans contrainte (MSC) – un round
Demande faible
Demande forte
MSC 15
38.6%
114.9%
MSC 30
31.3%
93.1%
MCP
29.0%
86.5%
Périodes
t=0
t=1
t=2
FAIBLE
FAIBLE
t=3
FAIBLE
t=4
t=5
t=6
FAIBLE
FORTE
FORTE
Etape 1
Etape 2
Choix de capacités
de production
Marché électrique
( prix, quantité)
5
6
10/11/2005
10/11/2005
Question 4: Effet du prix maximum sur le
comportement des acteurs
Question 2: le coût de la sécurité de l’offre
Demande
Demande
Faible
Forte
Marché sans contrainte (MSC)15
2.85
13.23
Marché sans contrainte (MSC)30
2.91
24.3
MSC 15
Energy Only 15
15
14
13
12
2.98
High Demand
Low Demand
10
Market Price
Marché de capacité de production
(MCP)
11
10.9
9
8
7
6
5
4
3
Prix moyen du marché de capacité:
8.27
8.27
2
1
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Market Capacity
Question 3: le prix, un signal pour investir?
Question 4: Effet du prix maximum
sur le comportement des acteurs
MSC 30
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
-1
-2
-3
-4
-5
-6
-7
-8
-9
-10
-11
-12
-13
-14
-15
-16
-17
-18
-19
-20
-21
-22
-23
-24
-25
Energy Only 30
Market Price
Change in Market Capacity in Current Round
MSC 15 vs. MSC 30
Previous Price Peaks versus Changes in Production Capacity
Price Cap = 30
Price Cap = 15
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
High Demand
Low Demand
0
30
5
10
15
20
25
30
35
40
Market Capacity
Highest Price in Previous Round
7
8
10/11/2005
10/11/2005
Question 5: Volatilité des prix
Within-Market Price Volatility at Different Demand Levels: EO30
1.00
Prix stables avec une demande faible

Prix volatiles avec une demande forte
0.90
Price Variability (Coefficient of Variation)

La volatilité est deux fois plus intense dans MSC 30 que dans MSC15 et
MCP
Comparing volatility across demand levels
(one-sample Wilcoxon signed rank tests):
0.80
Hypothesis p-value
---------------------7 ≠ 8: 0.208
8 ≠ 9: 0.933
9 ≠ 23: 0.014** (<)
23 ≠ 24: 0.529
24 ≠ 25: 1.000
0.70
0.60
0.50
0.40
0.30
0.20
0.10
0.00
7
1.00
0.90
0.80
Hypothesis p-value
---------------------7 ≠ 8: 0.398
8 ≠ 9: 0.036** (>)
9 ≠ 23: 0.014** (<)
23 ≠ 24: 0.263
24 ≠ 25: 0.834
0.70
0.60
0.50
0.40
0.30
0.20
0.10
0.00
7
8
9
23
24
25
Within-Market Price Volatility at Different Demand Levels: CM15
Within-Market Price Volatility at Different Demand Levels: EO15
1.00
0.90
8
9
23
24
Demand Level
0.80
Hypothesis p-value
---------------------7 ≠ 8: 0.484
8 ≠ 9: 0.674
9 ≠ 23: 0.014** (<)
23 ≠ 24: 0.499
24 ≠ 25: 0.123
0.70
0.60
0.50
0.40
0.30
0.20
0.10
25
Demand Level
0.00
7
8
9
23
24
25
Demand Level
9
10
10/11/2005
10/11/2005
Question 7: Stratégie de prix et pouvoir de
marché
Question 6: Coût de production et
capacités disponibles

La strategie de prix dépend
du niveau de demande : D
de la capacité totale disponible: K = K1+K2+K3+K4
Le coût marginal est croissant pour chaque unité
supplémentaire produite par chaque firme
⇒
⇒

Le prix escompté
 Coût marginal si K > D
Il est plus efficient si toutes les entreprises du marché
offrent un même nombre d’unités de production.
 MAX 2: price maximum si K ≤ D
 MAX 1: price maximum si le plus gros producteur peut béneficier
Inefficience apparaît si certains producteurs mettent sur le
marché plus d’unités de production que les autres.
d’un profit supérieur en chargeant le prix maximum.

Est-ce que les producteurs offrent le prix maximum lorsqu’ils sont en
capacité de le faire?
Situations
Question 6: Coût de production et
capacités disponibles (bis)
Demande
7
Production Inefficiencies
8
Observed Average Total Generation Cost Lowest Possible Total Generation Cost
16
EO15 Low
14
EO15 High
9
EO30 Low
12
EO30 High
10
CM15 Low
CM15 High
8
23
6
4
24
2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Round
25
Predictions
MSC15
2.00
2.59(67)
3.00
3.30(1)
3.00
2.91(63)
Max1
3.47(1)
3.00
3.11(66)
Max1
3.48(3)
6.00
6.99(10)
(0)
3.02(50)
(0)
3.08(53)
(0)
7.20(8)
MCP
2.80(62)
3.77(1)
3.01(60)
(0)
3.20(69)
(0)
9.11(13)
20.56(1)
14.00(1)
Max1
13.02(18)
21.24(18)
10.30(33)
Max2
12.68(19)
29.50(10)
7.00
7.19(9)
7.81(8)
7.97(11)
10.65(24)
7.00
(0)
MSC30
2.79(49)
(0)
Max1
12.45(17)
25.01(18)
Max2
14.02(26)
30.00(11)
7.00
7.64(8)
7.30(7)
8.76(13)
Max1
13.09(4)
24.41(19)
10.33(29)
(0)
13.83(26)
27.60(10)
15.00(8)
Max2
11
12
10/11/2005
10/11/2005
Conclusions

Prix est signal pour l’investissement

Pas de profit maximum avec un marché de capacité de production
prix
Prix de marché plus faible et équilibre du système en échange d’une
rémunération des capacités de production.
Group 1
Group 2
Group 3
Group 4
0
6
Inconvénients de l’approche expérimentale
la population
)
les règles choisies du marché virtuel
)
la reproductibilité de l’expérience
Illustration : comparaison des résultats avec des étudiants et avec des gens
travaillant dans le secteur électrique.
)
Même choix de capacité
)
Mais plus compétitif dans le choix de prix
18
24
30
Period
36
42
48
54
60
Prix du marché dans le temps
(MSC 15 + MSC30 + MCP)
Effet de biais concernant :
)
12
Market Price

Prix de marché
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Energy Only 30
Energy Only 15
Capacity Market 15
0
6
12
18
24
30
Real Period
36
42
48
54
60
13
14