Competition in electricity markets : retailers, generators and technologies

par Silvia Concettini

Thèse de doctorat en Sciences économiques

Sous la direction de Anna Cretì et de Carlo Scarpa.

Soutenue le 27-02-2015

à Paris 10 en cotutelle avec l'Università degli studi (Milan, Italie) , dans le cadre de Ecole doctorale Economie, organisations, société (Nanterre) , en partenariat avec UMR 7235 EconomiX (laboratoire) .

Le président du jury était Matteo Manera.

Le jury était composé de Anna Cretì, Carlo Scarpa, Matteo Manera, Sophie Meritet, Maria Letizia Giorgetti, Fabrice Tricou.

Les rapporteurs étaient Matteo Manera, Sophie Meritet.

  • Titre traduit

    Concurrence sur les marchés de l'électricité : fournisseurs, producteurs et technologies


  • Résumé

    Cette thèse vise à répondre à trois questions soulevées par la vague de réformes dans les secteurs de l’électricité: est-ce que la libéralisation de la fourniture d’électricité a atteint ses objectifs dans l’Union Européenne ? Comment les producteurs qui utilisent des sources renouvelables et non renouvelables se font concurrence dans le marché libéralisé ? Quel est l’'impact de l’augmentation de la production d’électricité à partir de sources renouvelables sur la congestion du réseau et sur les différences de prix zonaux en Italie ? Le premier chapitre fournit une évaluation à mi-terme de la libéralisation de la fourniture d’électricité en Europe. On propose une théorie complète sur la libéralisation de la fourniture et on teste sa cohérence avec la pratique dans l’Union Européenne. L’analyse met en évidence la persistance d’une structure oligopolistique dans la fourniture, un faible engagement des clients et des asymétries dans le taux et la vitesse de transfert des coûts d’approvisionnement dans les prix des contrats. L’attribution aux enchères des services par défaut et de dernier recours semble la meilleure solution afin de favoriser le développement de la concurrence. Dans le deuxième chapitre, nous étudions les interactions stratégiques entre une technologie de production traditionnelle et une renouvelable caractérisée par une capacité aléatoire. Nous employons une version modifiée du modèle de Dixit sur les investissements stratégiques de dissuasion à l’entrée avec deux configurations pour la concurrence après l’entrée: concurrence à la Cournot dans un jeu en deux étapes et le cadre entreprise dominante-frange concurrentielle dans un jeu en trois étapes. Dans les deux cas, l’analyse suggère que le producteur renouvelable exploite l’ordre de mérite afin de remplacer la production de son rival. Dans le troisième chapitre, nous analysons l’impact de la production d’énergie renouvelable sur la congestion et sur les différences de prix zonaux en Italie. En utilisant une base de données unique, nous estimons deux modèles économétriques sur cinq couples de zones: un modèle logit multinomial pour l’occurrence et la direction de la congestion et un modèle MCO pour la taille des différences de prix. L’analyse montre que dans une région importatrice l’effet de l’augmentation de la production renouvelable locale est de diminuer (augmenter) la probabilité de congestion provoquée par la région limitrophe (causée à la région limitrophe). L’augmentation de la production d’énergie renouvelable semble avoir un impact significatif sur les zones insulaires, en diminuant (augmentant) le niveau des différences positives (négatives) des prix.


  • Résumé

    The objective of this thesis is to answer to three questions raised by the wave of reform in electricity industries: has retail liberalization achieved its objectives in European Union? How traditional and renewable generators compete in a liberalized market? What is the impact on congestion and zonal price differences of increased production from renewable intermittent sources in Italy? The first chapter provides a mid-term evaluation of liberalization of electricity retailing in Europe. We propose a comprehensive theory on retail liberalization and test its consistency with the practice in European Union. The analysis highlights the presence of an oligopolistic supply structure, a limited level of customer engagement in the market and asymmetries in the rate and speed of cost-pass through. The attribution of the Default/Last Resort service through an auction mechanism seems the best solution to favor the development of competition. In the second chapter we study the strategic interactions between a traditional generation technology and a renewable one characterized by an intermittent availability of capacity. We employ a modified version of the Dixit model for entry deterrence with two post entry competition settings: the Cournot framework in a two stage game and the dominant firm-competitive fringe setting in a three stage game. In both cases, the analysis suggests that the renewable generator exploits the merit order rule to crowd out the production of its rival. In the third chapter we analyze the impact of renewable generation on congestion and zonal price differences in Italy. Using a unique database we estimate two econometric models on five zonal pairings: a multinomial logit model for the occurrence and direction of congestion and an OLS model for the size of paired-price differences. The analysis shows that in an importing region the effect of a larger local renewable supply is to decrease (increase) the probability of congestion in entry (exit). Increasing renewable generation seems to have a significant impact on the islander zones, decreasing (increasing) the level of positive (negative) price differences


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