À IP Paris, la recherche vise à améliorer les mécanismes d'appels d’offres publics destinés à subventionner les énergies renouvelables

Depuis une quinzaine d’années, l’État français finance de grands projets de transition énergétique par le biais d’appels d’offres afin notamment de soutenir la production d'électricité d'origine renouvelable. Il se heurte pourtant à plusieurs dilemmes. « Au-delà de l'objectif de minimisation des coûts, les agences de l’État sont souvent soumis à de nombreuses contraintes : s'insérer dans les directives européennes, assurer les producteurs contre le risque, protéger l’industrie française... à tel point que les contrats établis avec les producteurs présentent parfois des incohérences et conduisent à des écueils non-anticipés par les autorités à l’origine des mécanismes de subvention », constate Laurent Lamy, enseignant et chercheur au Centre international de recherche sur l’environnement et le développement (CIRED*) de l’ENPC.

Un effet contreproductif inattendu

L’un des sujets qu’il traite est particulièrement révélateur de ce problème. En 2022, la guerre qui éclate entre l’Ukraine et la Russie provoque une hausse considérable des prix de l’électricité sur les marchés de gros (d’un facteur 1 à 10). Cette situation devait a priori bénéficier aux producteurs d’électricité, notamment renouvelable, et les inciter à produire le plus possible. Pourtant, les signataires de certains contrats perdaient de l'argent en produisant et ceci au moins 20 % du temps

Comment expliquer un tel paradoxe ? Les premiers contrats signés par le passé prévoyaient que l’État rachète la production d’électricité renouvelable selon un tarif fixé au MegaWatt heure (MWh), indépendamment des conditions de marché. « Une telle situation avait déjà contribué à des épisodes de prix négatifs ou nuls lorsque la production de cette énergie était élevée et la demande faible, par exemple pendant le confinement d’avril 2020 », précise le chercheur. Or, depuis quelques années et conformément aux directives européennes, les nouveaux contrats stipulent des rémunérations indexées au prix des marchés de gros, ceci afin de transmettre un signal prix aux producteurs. Ces derniers vendent alors leur électricité librement sur les marchés et reçoivent un complément de rémunération de la part de l’État. Les contrats qui lient les deux parties incluent en effet des clauses d’assurance protégeant les producteurs contre les incertitudes sur ces mêmes marchés de gros. 

Ainsi, si le contrat mentionne un prix de référence de 70€ du MWh à son titulaire et que le prix moyen de l’électricité sur le marché pour un mois donné est inférieur à ce prix de référence, l'État verse au producteur la différence pour chaque MWh produit. Dans le cas inverse, le producteur rembourse à l’État l’écart entre le prix de référence et le prix moyen.

Imaginons pour faire simple qu’il n’existe que deux réalisations possibles pour les prix horaires sur les marchés de l’électricité pour un mois donné : une période hors-pointe à 200€ et une période de pointe à 600€, soit une moyenne mensuelle de 400€. Si le prix moyen garanti est de 70€, le titulaire du contrat devra alors rembourser à l’État 330€ pour chaque MWh produit, quelle que soit la période. De fait, il gagnera 270 € pour chaque MWh produit en période de pointe et perdra 130€ par MWh en période hors-pointe (revenu négatif). « Plus généralement, les producteurs ont intérêt à couper leur production pendant les heures où le prix de vente devient si bas que la différence avec le prix moyen sur les marchés de gros est supérieure à la valeur du prix de référence établi par le contrat », explique Laurent Lamy. Une telle décision peut alors entraîner une nouvelle hausse des prix moyens et inciter les acteurs du secteur à stopper davantage leur production. 

Travailler avec le régulateur

Pour analyser ce phénomène, le chercheur décortique préalablement la réglementation en vigueur et les règles d’attribution de marché, ainsi que leurs variantes, dans les différents pays européens. Il les traduit ensuite mathématiquement. « C’est une démarche inhabituelle en recherche. Il est en effet plus courant de s’appuyer sur des textes de références simplifiés qui ne reflètent pas totalement la réalité ».

Laurent Lamy évalue alors de manière empirique les incitations perverses induites par ces règles d’attribution. Cela consiste par exemple à mesurer le nombre d'heures pour lesquelles un producteur donné aurait eu intérêt à couper sa production et les gains financiers qu'il aurait pu tirer d'un tel comportement stratégique. Puis, à partir d’hypothèses conceptuelles, il détermine les équilibres économiques qui émergent lorsque des masses de producteurs répondent à de telles incitations perverses. Il estime alors les impacts en termes de bien-être social. « Toute l’innovation réside dans le fait de formaliser finement la réalité des mécanismes en vigueur. Il apparait que ceux étudiés risquent de générer des pertes non-négligeables », souligne le chercheur.

Bien souvent, les règles de design de ces appels d’offres sont inspirées de pratiques en cours dans d’autres pays européens. Lorsqu’elles sont transposées à la France, dont le profil de production et de demande est spécifique, cela peut aboutir à des inefficacités. « Il y a ici un fort effet saisonnier de la demande en raison du chauffage électrique, ce qui est beaucoup moins le cas ailleurs où ce type d’installation est moins répandu », souligne Laurent Lamy. 

À propos de Laurent Lamy

Laurent Lamy est enseignant et chercheur à l'École nationale des ponts et chaussées (ENPC) et rattaché au Centre international de recherche sur l’environnement et le développement (CIRED), une unité mixte de recherche avec AgroParisTech, le Cirad, le CNRS, l'EHESS and l'ENPC. Ses travaux portent sur le design des enchères et des appels d'offres, en adoptant des perspectives tant théoriques qu'appliquées. Il a publié dans des journaux d'économie généralistes incluant l'American Economic Review, le Journal of Political Economy and le Journal of the European Economic Association. Il a obtenu un doctorat en économie à l’ENPC après des études d'ingénieur.

>> Laurent Lamy sur le site du CIRED