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Renewable Capacity, Coal Spillovers, and Grid Reliability: Spatial Durbin and LeSage-Pace Panel Evidence from Indian States Under SDG 7

Malgré l'électrification quasi universelle de l'Inde et les ajouts significatifs de capacités renouvelables, cette étude de 35 États de 2020 à 2023 révèle que la production de charbon demeure le principal moteur des déficits énergétiques tandis que la capacité renouvelable ne montre aucun impact mesurable sur la fiabilité, suggérant que le suivi actuel de l'ODD 7 basé sur la capacité surestime la maturité opérationnelle de la transition énergétique.

Auteurs originaux : Prakash Gurumurti Vhankade

Publié 2026-07-21

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CC BY 4.0

Auteurs originaux : Prakash Gurumurti Vhankade

Article original sous licence CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ Ceci est une explication générée par l'IA de l'article ci-dessous. Elle n'a pas été rédigée ni approuvée par les auteurs. Pour une précision technique, consultez l'article original. Lire la clause de non-responsabilité complète

Imaginez le réseau électrique comme une immense ville bouillonnante de centrales électriques, où certaines sont comme des camions robustes et fiables capables de transporter de lourdes charges à tout moment, et d'autres comme des vélos rapides et écologiques qui ne fonctionnent que lorsque le vent souffle ou que le soleil brille. Pendant longtemps, le monde a essayé de remplacer les camions par des vélos pour sauver la planète, un objectif connu sous le nom d'Objectif de Développement Durable 7. Mais il y a un pièal : posséder un vélo garé dans votre entrée ne signifie pas que vous pouvez réellement l'utiliser pour aller au travail s'il pleut ou si la piste cyclable est bloquée. Dans le monde de l'énergie, c'est ce qu'on appelle l'« écart capacité-génération ». C'est la différence entre avoir une centrale électrique construite (la capacité) et obtenir réellement de l'électricité lorsqu'on en a le plus besoin (la génération). Tout le monde s'en soucie parce que si les lumières s'éteignent pendant une vague de chaleur, peu importe le nombre de panneaux solaires que vous possédez ; ce qui compte, c'est que l'électricité parvienne réellement à votre domicile.

Ce document plonge précisément dans ce mystère, mais spécifiquement en Inde, un pays qui construit un nombre massif d'énergies renouvelables (« vélos » solaire et éolien) tout en dépendant encore fortement des « camions » de charbon. Les chercheurs voulaient savoir : le fait d'avoir plus de capacité renouvelable rend-il réellement l'électricité plus fiable pour les habitants ? Ou est-ce que la nouvelle énergie verte reste simplement là, incapable de faire son travail à cause des embouteillages sur le réseau ou des règles de planification ?

Les auteurs, dirigés par le Dr Prakash Gurumurti Vhankade, ont agi comme des détectives de l'énergie. Ils ont rassemblé des données provenant de 35 États indiens différents sur quatre ans (2020 à 2023) pour voir s'il existait un lien entre le mélange de centrales électriques d'un État et la fréquence à laquelle cet État manquait d'électricité (leur « déficit énergétique »). Ils ont utilisé des outils statistiques sophistiqués pour s'assurer de ne pas être trompés par le fait que les États s'influencent souvent les uns les autres, comme des voisins qui se crient par-dessus une clôture.

Voici ce qu'ils ont découvert, et c'est un certain coup de théâtre. Premièrement, ils ont découvert que les États ayant une part plus élevée de l'énergie du charbon avaient en réalité moins de pénuries d'énergie. Cela semble contre-intuitif, mais voyez les choses ainsi : les centrales à charbon sont comme ces camions fiables qui peuvent rouler par n'importe quel temps. Lorsqu'un État en possède davantage, le réseau reste stable. Les données ont montré que pour chaque augmentation de 1 % de la capacité de charbon, la pénurie d'énergie diminuait légèrement, et ce résultat était très fort et clair.

D'un autre côté, les « vélos » ne semblaient pas encore beaucoup aider. L'étude a révélé que posséder plus de capacité solaire ou éolienne n'entraînait pas nécessairement moins de pénuries d'électricité. Même si l'Inde a construit une quantité énorme d'énergies renouvelables — atteignant 48 % de sa base totale de puissance installée — cela ne se traduisait pas par une électricité plus fiable pour les populations. Les chercheurs ont vérifié cela de douze manières différentes, en utilisant différents modèles mathématiques, et le résultat est le même : la part de capacité renouvelable n'avait aucun lien détectable avec la résolution des pénuries d'énergie. C'est comme si la ville avait construit mille nouveaux vélos, mais parce que les routes (les lignes de transmission) étaient trop étroites ou que les feux de signalisation (les règles de planification) étaient bloqués, ces vélos ne pouvaient pas réellement emmener les cyclistes à leur destination.

L'article a également examiné comment les États affectent leurs voisins. Ils ont trouvé un effet de « débordement » surprenant : si les voisins d'un État possédaient beaucoup de charbon, cet État était en fait plus susceptible de subir des pénuries d'énergie. Cela suggère que les voisins utilisent peut-être toute leur propre énergie de charbon et ne partagent pas l'excédent avec l'État qui en a besoin, ou peut-être que toute la région est simplement confrontée à une demande massive et partagée que les centrales à charbon peuvent à peine supporter.

En résumé, l'article suggère que si l'Inde gagne la course à la construction de l'énergie verte, elle n'a pas encore gagné la course à son utilisation fiable. L'« écart capacité-génération » est bien réel. L'étude soutient que le simple fait de compter le nombre de panneaux solaires installés (ce qui est la mesure actuelle du progrès) pourrait surestimer l'efficacité de la transition. Tant que le réseau ne pourra pas gérer la nouvelle énergie verte et la stocker pour les moments où elle est nécessaire, les vieux camions de charbon resteront ceux qui maintiennent la lumière allumée. Les chercheurs précisent avec prudence qu'il s'agit d'un instantané de la situation actuelle, et non d'une règle permanente, mais pour l'instant, les données montrent qu'une plus grande capacité verte n'a pas encore signifié une énergie plus fiable.

Résumé technique : Capacité renouvelable, débordements du charbon et fiabilité du réseau dans les États indiens

Énoncé du problème et motivation
L'article traite d'un décalage critique dans le suivi de l'Objectif de Développement Durable (ODD) 7, spécifiquement la divergence entre la capacité renouvelable installée et la fiabilité réelle du réseau. Bien que l'Inde ait atteint une électrification domestique quasi universelle et réduit son déficit énergétique national à 0,1 %, un « écart capacité-génération » structurel persiste : les sources renouvelables représentent 48 % de la capacité installée mais seulement environ 12 % de la génération réelle, tandis que le charbon représente 47 % de la capacité mais environ 71 % de la génération.

La question de recherche centrale est de savoir si cet écart capacité-génération se manifeste par des résultats de fiabilité mesurables au niveau des États (déficits énergétiques). Les cadres de suivi existants (par exemple, Tracking SDG 7) s'appuient fortement sur l'indicateur 7.2.1 (part de la capacité renouvelable installée) comme indicateur de progression, ce qui pourrait surestimer la maturité opérationnelle de la transition énergétique. L'article examine si la part de la capacité renouvelable installée est corrélée à une réduction des déficits énergétiques au niveau infranationaux, ou si la transition est entravée par l'intermittence, les contraintes de répartition (dispatch) et la congestion du réseau, comme documenté dans la littérature concernant la Chine (Li et al., 2025 ; Lu et al., 2022) et l'Allemagne (Shu et al., 2020).

Méthodologie et données
L'étude utilise un panel équilibré de 35 États et territoires de l'Union indienne de 2020 à 2023 ( $N=140$ ), construit à partir de seize ensembles de données provenant de la Central Electricity Authority et du Ministère de l'Énergie. La variable de résultat principale est le pourcentage de déficit énergétique (insuffisance de la disponibilité par rapport aux besoins).

La stratégie empirique emploie une approche économétrique rigoureuse en six étapes pour traiter les structures de données et les biais potentiels :

Dépendance transversale : Le test CD de Pesaran (2004) confirme une forte dépendance transversale ( $z = 4,493, p < 0,001$ ), nécessitant des erreurs types Driscoll-Kraay (1998) plutôt que des erreurs groupées par État conventionnelles pour tenir compte des chocs contemporains à travers le réseau.
Effets fixes vs Effets aléatoires : Un modèle Mundlak-Chamberlain Correlated Random Effects (CRE) avec un test de Wald ( $p = 0,150$ ) confirme que les effets fixes et aléatoires sont statistiquement équivalents, justifiant l'utilisation d'un modèle Two-Way Fixed Effects (TWFE) pour une cohérence inconditionnelle.
Hétérogénéité du traitement : Une décomposition de Goodman-Bacon (2021) est appliquée pour diagnostiquer le coefficient TWFE, révélant une inversion de signe « entre-versus-au-sein ». Cela limite l'interprétation aux associations temporelles intra-étatiques plutôt qu'aux classements transversaux.
Non-linéarité : Un modèle de seuil de Hansen (1999) teste les changements de régime dans la relation renouvelable-fiabilité, ne trouvant aucun point de rupture intérieur.
Interdépendance spatiale : Un Modèle Spatial de Durbin (SDM) est estimé en utilisant deux matrices de poids : une matrice primaire de région de réseau (basée sur les cinq zones régionales officielles de l'Inde) et une matrice de contiguïté pour la robustesse. Le modèle utilise la décomposition des impacts de LeSage-Pace (2009) pour séparer les effets directs (propre à l'État) et indirects (effets de débordement).
Robustesse : Cinq vérifications incluent des mesures de fiabilité alternatives (taux de coupure), des sous-échantillons (données de consommation de charbon), des régressions quantiles, une décomposition de la valeur de Shapley et des tests de stabilité des coefficients.

Principaux résultats empiriques
L'analyse produit quatre conclusions principales :

Capacité charbon et déficits : Dans le modèle TWFE primaire avec erreurs types Driscoll-Kraay, la part de la capacité charbon est négativement et significativement associée aux déficits énergétiques de l'État (coefficient $-0,102, p = 0,002$ ). Cette association se renforce lors de la correction pour la dépendance transversale par rapport aux erreurs groupées ( $p = 0,035$ ). Cela indique que, dans un État, les années présentant des parts de capacité charbon plus élevées sont corrélées à des déficits énergétiques plus faibles.
Résultat nul pour les renouvelables : La part de la capacité renouvelable ne montre aucune association détectable avec les déficits énergétiques dans douze environnements d'estimation (incluant différents estimateurs, spécifications spatiales et quantiles). Ce résultat nul est constant et structurel, et non un artefact statistique.
Effets de débordement spatiaux (Charbon) : La décomposition LeSage-Pace révèle un effet indirect positif significatif de la capacité charbon des États voisins sur le propre déficit de l'État. Sous la matrice de région de réseau, une augmentation de 1 % de la part de charbon des voisins augmente le déficit de l'État propre de 0,279 % ( $p = 0,010$ ). Cela suggère que les États riches en charbon ne constituent pas actuellement un tampon de distribution de surplus ; ils consomment plutôt leur propre production ou reflètent des pressions de demande partagées.
Effets de débordement spatiaux (Renouvelables) : Il n'y a pas d'association spatiale significative (directe ou indirecte) entre la part de la capacité renouvelable et les déficits énergétiques.
Limite de portée : L'association charbon-fiabilité est valable pour le déficit énergétique agrégé (adéquation de l'offre au niveau du système) mais ne se reproduit pas lorsque la fiabilité est mesurée par les taux de coupure (disruption opérationnelle au niveau de l'unité), confirmant que le résultat est spécifique à l'adéquation de l'offre régie par la structure de répartition.

Signification et contributions
L'article apporte trois contributions principales à la littérature sur l'ODD 7 et les transitions énergétiques :

Lacune de suivi infranationale : Il fournit la première preuve par panel au niveau des États que l'« écart capacité-génération » observé au niveau national se traduit par un manque de bénéfices de fiabilité mesurables de la capacité renouvelable au niveau des États. Cela remet en question la suffisance du suivi de l'ODD 7.2.1 uniquement par la part de la capacité installée.
Interdépendance spatiale dans les systèmes fédéraux : En appliquant le SDM avec une matrice de poids de région de réseau, l'étude identifie que les tampons de fiabilité inter-États en Inde opèrent actuellement via la répartition basée sur le charbon. L'effet de débordement positif de la capacité charbon des voisins indique que l'architecture du réseau régional ne facilite pas encore le transfert efficace du surplus renouvelable, ni ne permet aux voisins riches en charbon de servir de réserve fiable pour les États en déficit.
Rigueur méthodologique : L'article intègre une séquence de diagnostics (Goodman-Bacon, Mundlak-CRE, Driscoll-Kraay et décomposition LeSage-Pace) souvent traités séparément dans l'économie de l'énergie. Cette approche traite explicitement les limites des panels courts ( $T=4$ ) et des variables de traitement continues, offrant un modèle pour analyser les effets de traitement hétérogènes dans les études énergétiques infranationales.

Conclusion et implications politiques
Les auteurs concluent que les résultats décrivent la transition énergétique de l'Inde à un stade spécifique : l'expansion rapide de la capacité renouvelable installée n'a pas encore comblé l'écart entre l'augmentation de la capacité et la répartition fiable. Les résultats suggèrent que les ajouts de capacité sans investissements complémentaires dans le stockage à l'échelle du réseau, la flexibilité de la demande et les infrastructures de transmission ne produisent pas de réductions mesurables des déficits énergétiques agrégés.

L'article soutient que les cadres de suivi reposant uniquement sur la part de capacité surestiment la contribution opérationnelle des renouvelables à l'adéquation de l'offre. Il postule que la part de la génération par État (énergie réellement répartie) est un indicateur plus précis de la fiabilité de l'ODD 7.1 que la part de la capacité. De plus, les résultats spatiaux impliquent que le tampon de fiabilité inter-États est actuellement dépendant du charbon ; la capacité renouvelable dans les États voisins n'a pas encore acquis une fonction de débordement comparable. Les auteurs soulignent que ce sont des résultats corrélationnels et qu'ils ne soutiennent pas de revendications causales, mais qu'ils mettent en évidence la nécessité structurelle de l'expansion des réseaux de transmission et du stockage pour réaliser le potentiel de fiabilité de l'énergie renouvelable.

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