Nash equilibria for coupling of CO₂ allowances and electricity markets^*

¹ Inria,
mireille.bossy@inria.fr
² MinesParisTech,
nadia.maizi@mines-paristech.fr
³ Inria,
odile.pourtallier@inria.fr

Abstract

In this note, we analyze Nash equilibria between electricity producers selling their production on an electricity market and buying CO₂ emission allowances on an auction carbon market. The producers’ strategies integrate the coupling of the two markets via the cost functions of the electricity production. We set out clear Nash equilibria that can be used to compute equilibrium prices on both markets as well as the related electricity produced and CO₂ emissions released.

Résumé

Dans cette note, nous analysons les équilibres de Nash entre des producteurs d’électricité qui d’une part vendent leur production sur un marché d’achat-vente d’électricité, et d’autre part achètent des permis d’émission sur un marché d’enchère de permis de CO₂. Les stratégies des acteurs prennent en compte le couplage des deux marchés au travers de l’impact du coût d’émission sur les coûs de production des joueurs. Nous mettons en évidence des équilibres de Nash qui permettent d’expliciter et de calculer des prix d’équilibre sur les deux marchés, ainsi que les quantités d’électricité produites, et la répartition des couvertures en CO₂ achetées.