Les prix du gaz et du carbone sont les deux principaux facteurs qui influencent les prix de l'électricité en Grande-Bretagne. Les prix du gaz ont plus que diminué de moitié par rapport aux niveaux atteints en 2022, et les prix du carbone ont également fortement baissé.

Mais dans quelle mesure cela a-t-il contribué à la baisse des revenus issus du stockage d'énergie par batterie ?

Les prix du gaz et du carbone jouent un rôle majeur dans la fixation des prix de l'électricité – en raison des CCGT

Les énergies renouvelables augmentent rapidement leur part dans le mix de production électrique en Grande-Bretagne. Cependant, un tiers de l'électricité provient encore de centrales alimentées au gaz, principalement des turbines à gaz à cycle combiné (CCGT).

Même lors des journées les plus venteuses, une partie de l'électricité issue des CCGT reste nécessaire – que ce soit via le marché de gros ou le mécanisme d'équilibrage. Comme l'installation fixant le prix marginal détermine le prix de l'électricité, les CCGT sont responsables de la fixation des prix une grande partie du temps – même lorsque les renouvelables à bas coût produisent beaucoup d'électricité.

Par conséquent, les prix de l'électricité en Grande-Bretagne sont fortement liés aux coûts des combustibles pour les CCGT – c'est-à-dire aux prix du gaz et du carbone. Ces deux prix avaient fortement augmenté en 2021 et 2022, mais ont baissé cette année.

Les prix du gaz dominent l'évolution des prix de l'électricité en Grande-Bretagne

Le principal facteur de coût des CCGT est le prix du gaz. Comme les CCGT fixent souvent le prix de l'électricité, il existe une forte corrélation entre les prix de l'électricité et ceux du gaz en Grande-Bretagne. Ce lien a provoqué une envolée des prix de l'électricité en 2022 et a poussé les gouvernements à intervenir pour soutenir les factures d'électricité.

Les prix du carbone jouent aussi un rôle

Puisque les CCGT fixent souvent les prix, ceux-ci sont également liés aux prix du carbone, que les centrales au gaz et autres installations émettrices de carbone doivent payer.

Le Royaume-Uni dispose de deux « prix du carbone ». Le premier est fixé via le marché des quotas d'émission (Emissions Trading System, ETS), actuellement autour de 40 £/tonne de CO2. Le Royaume-Uni applique aussi le Carbon Price Support (CPS), fixé à 18 £/t CO2. Certaines petites centrales sont exemptées, mais les grandes installations fortement émettrices paient ces deux prix.

Le montant payé dépend de l'intensité carbone du combustible – environ 0,2 t CO2/MWh pour le gaz. En raison de ce facteur, le lien entre prix du carbone et prix de l'électricité est plus faible que celui du gaz. Actuellement, le prix du carbone représente environ 30 % du coût de combustion d'un CCGT.

Les batteries dépendent des écarts de prix – eux-mêmes liés au gaz et au carbone

Le lien entre les prix du gaz et du carbone et le prix moyen de l'électricité est clair. Cependant, le prix de base de l'électricité importe peu pour le stockage d'énergie par batterie. Les batteries gagnent de l'argent en profitant des écarts de prix quotidiens, via le marché de gros, le mécanisme d'équilibrage, ou en contractant des services de réponse en fréquence.

Mais les écarts de prix sur le marché du lendemain sont bien liés aux prix du gaz et du carbone. Même si les CCGT fixent les prix la plupart du temps, leur rendement varie selon les centrales. Ces différences impliquent que les opérateurs doivent vendre l'électricité à des prix légèrement différents pour être rentables, ce qui crée des écarts même lorsque les CCGT fixent le prix de gros toute la journée.

En résumé, la combinaison des prix du gaz et du carbone forme un « plancher » pour les écarts de prix sur le marché du lendemain, proportionnellement à ces deux matières premières.

Des conditions système extrêmes, qu'il s'agisse d'une forte demande ou d'un excès d'électricité renouvelable, ont tendance à augmenter ces écarts par rapport à ce plancher.

Historiquement, un doublement du prix du gaz entraîne environ un doublement de l'écart de prix sur le marché du lendemain. Le lien avec le prix du carbone est plus faible : une variation du prix du carbone entraîne une variation de l'écart d'environ un cinquième.

Ainsi, si les écarts de trading pour les batteries sont liés aux prix du gaz et du carbone, cela a-t-il entraîné des changements dans les revenus du stockage d'énergie par batterie ?

La réponse en fréquence a atténué le lien entre revenus des batteries et prix des matières premières

Historiquement, il n'y a pas eu de lien fort entre les revenus du stockage d'énergie par batterie et les prix des matières premières sous-jacentes. C'est logique : les revenus étaient principalement issus de la réponse en fréquence. Les prix pour la Dynamic Containment et autres services étaient surtout déterminés par l'offre et la demande, et non par les prix de gros.

Ce lien évolue avec la diminution de la part de la réponse en fréquence

Cependant, les revenus de l'ensemble du parc de batteries dépendent de moins en moins de la réponse en fréquence. De plus en plus de revenus proviennent désormais de l'arbitrage énergétique – c'est-à-dire du trading sur le marché de gros ou de la participation au mécanisme d'équilibrage.

Les revenus issus du trading sont désormais fortement corrélés aux écarts de prix du marché du lendemain. Il existe également un lien via le mécanisme d'équilibrage (BM). Les CCGT fournissent la majorité du volume d'équilibrage, à des prix liés au gaz et au carbone. Comme les batteries sont en concurrence pour être activées, cela crée aussi un lien direct.

Cela signifie que les revenus du stockage par batterie sont désormais beaucoup plus liés à ces matières premières négociées qu'auparavant.

La baisse des prix du gaz et du carbone a contribué à la diminution des revenus en 2023

La saturation des marchés de la réponse en fréquence a entraîné une chute des prix après les sommets de 2022. Beaucoup d'opérateurs de batteries espéraient donc que la volatilité du marché de gros compenserait cela. Mais ce n'a pas été le cas : les écarts de prix sur le marché du lendemain en 2023 ont chuté de 58 % par rapport à 2022, pour atteindre en moyenne 66 £/MWh.

La baisse des prix du gaz et du carbone a contribué à cette chute. Leur diminution a entraîné une réduction d'au moins 25 % des écarts de prix en 2023.

Les 33 % restants s'expliquent par une volatilité globalement plus faible du système électrique. Cette année, la prime sur les écarts du lendemain liée à la volatilité est la plus basse depuis avant 2018.

Cela illustre à quel point l'année 2023 a été pauvre en volatilité des prix de gros. Les prix du lendemain, et donc les écarts de prix, sont restés dans la fourchette minimale attendue selon les prix du gaz et du carbone. Seuls quelques jours y ont échappé, principalement grâce à une forte production renouvelable sur le réseau.

Il est encore temps que la situation évolue en 2023

À l'approche de l'automne, les prix du gaz semblent avoir atteint un plancher basé sur les prix mondiaux du gaz naturel liquéfié (GNL). La baisse des prix du carbone au Royaume-Uni s'est également ralentie. Il est donc peu probable que les écarts de trading continuent de baisser à cause de ces deux matières premières cette année.

Avec le début de la saison de chauffage en Europe, les importations de GNL seront nécessaires pour maintenir les stocks, et les prix du gaz devraient augmenter. Les courbes à terme récentes indiquent une hausse d'environ 30 % des prix du gaz cet hiver. Si l'hiver est plus froid que prévu, la demande et donc les prix du gaz pourraient fortement augmenter – tout comme les écarts de trading pour le stockage par batterie.

Les conditions en Europe ne sont pas les seules à compter : il y a une concurrence mondiale pour le GNL, notamment avec l'Asie et d'autres régions. En raison du lien entre les prix du gaz et les écarts de trading, les revenus du stockage par batterie sont désormais plus exposés que jamais aux marchés mondiaux du gaz.

Enfin, même si la volatilité des prix du lendemain a été particulièrement faible en 2023, les deux années précédentes montrent à quelle vitesse la situation peut évoluer à l'approche de l'hiver. Tout pic de prix, comme celui observé en décembre 2022, peut rapidement changer la donne pour le secteur du stockage par batterie.