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La construction des prix du kWh d'électricité repose principalement sur le concept du Merit Order. En lien direct avec la loi de l’offre et de la demande, ce principe de construction des prix de l’électron à court terme apporte quelques pistes d’anticipation possible pour les acheteurs. À l'ère de la transition énergétique, le Merit Order gagne en pertinence en priorisant les sources de production durables (EnR) faible en rejet de CO2. Mais comment fonctionne exactement ce système de préséance économique ? Quels sont ses fondements et sa mécanique ?
Quels sont les fondements du merit order ?
Il est la pierre angulaire de la construction des prix de l’électricité. Il établit une hiérarchie dans la production d’électrons basée sur les coûts marginaux. Le coût marginal est le coût supplémentaire porté par la dernière unité de production d’électricité (combustible + frais opérationnels + frais d’entretien). Il est donc égal au coût du dernier MWh produit. Ce coût est donc différent selon la source d’énergie. Il sera plus faible pour les EnR, moyen pour le nucléaire et élevé pour les énergies fossiles (charbon, pétrole et gaz naturel).
Le merit order détermine l'ordre de priorité attribué aux différentes sources d'énergie en fonction de leurs coûts variables et il permet d’estimer le prix de l’électricité à un instant “t” en fonction des moyens de production (l’offre) et le niveau de consommation (la demande).
Au cœur de ce concept, le Merit Order opère comme un processus de sélection automatique, où les sources d'énergie les moins coûteuses sont activées en premier pour satisfaire la demande. Les coûts variables (tels que les coûts de carburant) sont pris en compte pour établir cette hiérarchie. Ainsi, les sources d'énergie moins coûteuses sont privilégiées, ce qui contribue à minimiser les coûts globaux de production et à optimiser les prix du kWh d'électricité pour le consommateur final.
Historique
Les racines du Merit Order remontent au début du XXe siècle avec l'essor de la production électrique centralisée. Alors que les réseaux électriques se développaient, il était devenu nécessaire d'optimiser la coordination des différentes sources de production afin de déterminer précisément quelles centrales produiront pour optimiser le coût de fonctionnement du parc. Progressivement, la priorisation du Merit Order a évolué en réponse aux avancées technologiques, au développement des énergies renouvelables et aux changements dans les coûts de production.
Quels sont les principes clés du Merit Order ?
Le Merit Order établit une hiérarchie rigoureuse des sources de production d'électricité en fonction de leurs coûts marginaux. Les sources les moins coûteuses, telles que l'énergie hydraulique “au fil de l’eau”, éolienne et solaire, occupent les premières places dans la hiérarchie, tandis que les sources plus coûteuses, et plus polluantes comme les centrales thermiques au gaz ou au charbon, sont activées en dernier recours. Cette hiérarchie garantit une production d'électricité économiquement efficace, en minimisant les pertes et les coûts globaux de production.
Le rôle des coûts variables, fixes et des contraintes techniques
Les coûts variables, tels que ceux liés aux carburants ou aux matières premières, ainsi que les coûts fixes, comme les investissements initiaux et les coûts de maintenance, influencent directement la position des sources d'énergie dans le Merit Order. Cet empilement des moyens de production pilotables par ordre de coûts variables croissants a également pour objectif de réduire la production d'électricité dite “fatale” des EnR. En effet l’utilisation du vent et du soleil ne coûte rien mais n‘est pas pilotable et l’énergie produite très peu stockable…
Les contraintes techniques, telles que la disponibilité, la puissance maximale et la réponse aux fluctuations de la demande, contribuent également à définir la hiérarchie. Ainsi, le Merit Order prend en compte ces différents facteurs pour optimiser la production d'électricité et son coût.
Les Mécanismes de dispatching en fonction du Merit Order
Le Merit Order guide le processus de dispatching, c'est-à-dire la manière dont les sources de production sont activées pour répondre à la demande en électricité. Les sources les moins coûteuses sont activées en premier, et à mesure que la demande augmente, les sources plus coûteuses comme le charbon, le gaz et le pétrole sont progressivement intégrées. Ce mécanisme permet de maintenir les coûts de production bas tout en répondant efficacement aux besoins en électricité. Le Merit Order joue ainsi un rôle essentiel dans l'équilibrage du réseau électrique et dans la gestion des fluctuations de la demande (notion d’effacement).
Comment le Merit Order est utilisé pour planifier la production d‘électricité en temps réel ?
L'une des applications les plus cruciales du Merit Order réside dans la planification dynamique de la production d'électricité en temps réel. À mesure que la demande d'électricité fluctue tout au long de la journée, les opérateurs de réseau doivent ajuster la production pour maintenir en temps réel l'équilibre entre l'offre et la demande.
En utilisant le Merit Order, les opérateurs peuvent prioriser la production à partir des sources les moins coûteuses. Lorsque la demande augmente, les centrales avec un coût marginal plus élevé sont progressivement mises en ligne pour répondre à cette demande croissante. Cela permet d'optimiser les coûts de production tout en assurant une alimentation stable en électricité en évitant de graves dysfonctionnements comme un black-out.
Les mécanismes d‘ajustement en fonction des fluctuations de la demande
Les fluctuations de la demande en électricité sont inévitables, et c'est là que les mécanismes d'ajustement entrent en jeu. Grâce au Merit Order, les opérateurs peuvent anticiper ces fluctuations et ajuster la production des pilotables en conséquence. Lorsque la demande est faible, les sources de production à coût marginal élevé peuvent être mises en veille, réduisant ainsi les coûts. En revanche, lors des pics de demande, les centrales plus coûteuses peuvent être activées pour éviter les pénuries d'électricité. Ces décisions ont des répercussions directes sur les prix du marché de l'électricité.
Cette flexibilité offerte par la diversification des moyens de production est particulièrement importante à mesure que les énergies renouvelables, telles que l'énergie éolienne et solaire, jouent un rôle de plus en plus prépondérant dans le mix énergétique. Étant donné que ces sources sont souvent intermittentes, le Merit Order permet aux opérateurs (RTE) de coordonner efficacement la production et les échanges d'électricité en fonction des conditions météorologiques et de la disponibilité des ressources EnR.
Intégration des énergies renouvelables
L'arrivée en force des sources d'énergie intermittentes, telles que l'éolien et le solaire, a provoqué un bouleversement dans la manière dont le Merit Order était traditionnellement appliqué. Alors que les énergies renouvelables offrent des avantages environnementaux indéniables (moins de CO2), leur caractère intermittent pose des défis uniques à l'équilibre entre l'offre et la demande d'électricité.
La gestion des variations de la production renouvelable est devenue une préoccupation majeure pour les opérateurs de réseau. L'intégration réussie des renouvelables comme l’éolien, le solaire et l’hydraulique dans le Merit Order exige une coordination précise pour éviter les déséquilibres. Lorsque la production renouvelable est élevée, les opérateurs peuvent ajuster le Merit Order en conséquence, en réduisant la production des sources conventionnelles à coût marginal plus élevé.
Prévisions et optimisation
Dans ce contexte, la prévision joue un rôle crucial. Des modèles mathématiques sophistiqués sont utilisés pour anticiper les fluctuations de la production renouvelable et les intégrer de manière fluide dans le giron des capacités disponibles (GW). Ces prévisions permettent aux opérateurs d'ajuster la production en amont, minimisant ainsi les perturbations potentielles sur le réseau électrique.
L'optimisation de la production et de la consommation d'énergie est un objectif clé dans ce paysage énergétique en mutation. En se basant sur le merit order, les consommateurs peuvent être encouragés à ajuster leur demande en fonction des signaux de prix, favorisant ainsi une utilisation efficace de l'électricité. De même, les producteurs peuvent adapter leur production pour maximiser l'utilisation des sources renouvelables lorsque leur coût marginal est bas.
Quelles sont les implications et les enjeux du Merit Order ?
Ce mécanisme de constitution des prix Spot de l’électricité présente, au-delà de sa fonction de régulateur des capacités, un atout également environnemental.
Transition énergétique et Merit Order
La transition énergétique, visant à décarboner nos économies, trouve dans le Merit Order un allié stratégique. En plaçant les sources d'énergie à faible émission de CO2 en tête de la hiérarchie de production, les décideurs politiques favorisent la croissance et le développement des énergies renouvelables tout en réduisant la dépendance aux combustibles fossiles.
Dans ce contexte de décarbonisation de l'industrie et de l’économie en générale, le Merit Order exerce une influence significative sur les choix en termes de politique énergétique. Les gouvernements peuvent indirectement et directement augmenter l'intégration des énergies renouvelables en mettant en place des incitations pour les producteurs à ajuster leur production et donc leurs revenus, en fonction du Merit Order. Cela favorise une transition plus fluide vers des sources d'énergie plus propres et plus économiques.
L'incorporation des EnR présente des avantages évidents en termes de durabilité environnementale. Cependant, elle engendre également des défis opérationnels, tels que la gestion des fluctuations de la production éolienne et solaire. L'utilisation de technologies de stockage et d'une planification minutieuse devient donc cruciale, tout en restant un pari, somme toute, coûteux et technologiquement lourd.
Facteurs environnementaux et sociaux
L'impact économique des énergies renouvelables dans le Merit Order est notable. La prédominance des sources à faible coût marginal influence les prix de l'électricité, stimule la concurrence et réduit potentiellement les coûts pour les consommateurs. Ce mécanisme possède aussi l’avantage de limiter les pertes de production tout en répondant aux besoins instantanés d’électricité.
Néanmoins, cela peut également mettre en tension la rentabilité des centrales conventionnelles et créer une plus grande volatilité des prix de l’électricité à court terme puisqu’ils varient largement selon la source utilisée.
En conclusion, le Merit Order se présente comme un instrument qui façonne le prix de l’électricité à court terme en privilégiant les sources renouvelables et économiquement attractives car décarbonées. Son potentiel pour guider les politiques énergétiques vers un avenir plus durable et équilibré en fait un outil essentiel. Mais certains postulats font débat. En effet, les installations éoliennes et solaires n’ont par exemple pas un coût marginal nul. Les rejets de CO2 sont certainement le critère le plus tangible à prendre en considération pour le classement du merit order.