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Comment la chaîne de valeur de l’électricité au Québec se compare au reste du monde

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Dotée d’une hydroélectricité abondante, la chaîne de valeur de l’électricité du Québec s’est développée à sa façon. À titre de comparaison, la figure ci-dessous illustre les rôles communs des différents acteurs qui fournissent de l’électricité dans le monde.

En Europe, au Royaume-Uni, dans la plupart des États-Unis et en Ontario et en Alberta, des acteurs discrets remplissent chacune des cases du diagramme. Plus particulièrement, les producteurs vendent de l’électricité sur les marchés de l’énergie, achetée par des détaillants indépendants pour la revendre aux clients finaux. Les détaillants ne vendent que de l’énergie et ils ne sont pas propriétaires du réseau reliant les producteurs aux clients. Les détaillants peuvent être des entreprises privées concurrentielles ou des organismes publics sans but lucratif, selon les régions. Le flux d’électricité des producteurs aux clients est contrôlé par un opérateur de système indépendant. Les réseaux de transport et de distribution, qui sont des goulots, sont réglementés sur le prix, souvent avec des incitations à la fiabilité et aux coûts. Mais, dans l’ensemble, c’est la même chose que vous (le client) ayant un accès Internet filaire d’une société de téléphone ou de câblodistribution (c.-à-d. le réseau) pour ensuite acheter des services multimédias vendus par Netflix ou Apple (c.-à-d. les producteurs).

Au Québec, Hydro Québec est le producteur, le transporteur et le distributeur dominants. Elle a son propre opérateur de système interne et utilise des appels d’offres et des contrats gré à gré, et non un marché, pour acheter auprès de certains producteurs d’électricité indépendants. La vente au détail d’électricité est fournie avec la distribution d’électricité et il n’y a pas d’agrégateurs pour la gestion des pointes. Il y a très peu de stockage sur le réseau (autre que les vastes réservoirs) et peu de ressources énergétiques distribuées (RÉD). L’organisme de réglementation provincial n’approuve plus les dépenses du service public et les prix de l’électricité, maintenant rattachés à l’indice des prix à la consommation, jusqu’à concurrence de 3 %.

Le dégroupement de la chaîne de valeur de l’électricité du Québec, en partie ou autant qu’en Europe, ne peut se faire sans évaluer les avantages et les inconvénients de cette approche. Cependant, nous devons certainement regarder comment d’autres ont fait face à la rareté d’électricité alors que nous nous prélassions dans l’abondance. Parce que, après tout, il y aura plus de rareté que d’abondance à l’avenir.

How Québec’s Electricity Value Chain Compares to the World

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Endowed with abundant hydropower, Québec’s electricity value chain developed in its own way. For comparison, the figure below illustrates the common roles of the various players delivering electricity to the world.

In Europe, the UK, most of the US and in Ontario and Alberta, discrete actors fill each of the boxes in the diagram. Most notably, producers sell electricity on energy markets, bought by independent retailers for resale to end customers. Retailers only sell energy and they do not own the grid connecting producers to customers. Retailers can either be competitive private ventures or not-for-profit public agencies, depending on regions. The flow of electricity from producers to customers is controlled by an independent system operator. The transmission and distribution grids, which are bottleneck facilities, are regulated on price, often with reliability and cost incentives. But, overall, this is the same as you (the customer) having a wired Internet access from a phone or cable company (aka the grid) and then buying media services sold by Netflix or Apple (aka producers).

In Québec, Hydro Québec is the dominant producer, transmitter, and distributor. It has its own internal system operator and uses tenders and negotiated contracts, not a market, to buy from some independent power producers. Electricity retail is bundled with electricity distribution and there are no aggregators for peak management. There is very little grid storage (other than the vast reservoirs) and few Distributed Energy Resources (DER). The provincial regulator no longer approves spending by the utility and the electricity prices, now pegged to the consumer price index, up to 3%.

Unbundling Québec’s electricity value chain, partly or as much as it is in Europe, cannot be done without assessing the pros and cons of this approach. However, we certainly need to look how others have coped with electricity scarcity while we basked in abundance. Because, after all, there will be more scarcity than abundance in the future.

The Impact of Industrial Policies on Québec’s Electricity Industry

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With the energy transition, Québec is currently at a turning point reminiscent of the period following the Quiet Revolution, in the 1960s and 1970s, when successive Unionist, Liberal and PQ governments initiated the development of the Manic-Outardes project, which doubled Québec’s electricity generation capacity, and then Churchill Falls (Labrador) and James Bay, which doubled it again. Today, there is again talk of doubling by 2050. But increasing Hydro Québec’s generation capacity was not the only highlight of the 1960s and 1970s.

In the 1960s and 1970s, governments also used the construction of major hydro plants to enable French-speaking Quebecers to take control of the province’s economic development. This economic development occurred both in the secondary sector (electrical equipment manufacturing and aluminum smelters) and in the tertiary sector (large consulting engineering firms and, a little later, in information technology).

We can still hear the echoes of this decision because there are about 65,000 jobs related to the electricity industry, only a third of which are at Hydro-Québec.

Québec is now Canada’s electrical manufacturing hub: we have 36.3% of Canadian electrical manufacturing jobs, but only 22.7% of total Canadian manufacturing jobs. In other words, we have proportionally twice as many jobs in electrical equipment manufacturing as Canada outside Québec. This includes the manufacture of electrical power generation and systems, as well as appliances used by residential and commercial customers, such as heaters and advanced control systems.

Obviously, the impact of these industrial policies on the aluminum smelting industry is well known: it has experienced considerable growth, with 30,000 jobs.

And that’s not all: this period also saw the emergence of world-class Québec consulting engineering firms, some of which reached the top-10 in the world, such as SNC-Lavalin (AtkinsRéalis). Our consulting engineering firms are present throughout the value chain, from large dams to residential energy efficiency assessments.

In the 1970s, the industry’s need for control and management systems propelled the information technology sector — CGI, LGS, an IBM Company and DMR come to mind. In a way, it’s safe to say that even the artificial intelligence sector that Québec is now known for was driven by the electrification decisions made by our grandparents.

L’impact des politiques industrielles dans l’industrie de l’électricité au Québec.

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Avec la transition énergétique, le Québec se trouve actuellement à un tournant qui rappelle la période qui a suivi la Révolution tranquille, dans les années 60 et 70, alors que les gouvernements successifs, unionistes, libéraux ou péquistes, ont alors enclenché le développement des grands ouvrages de Manic-Outardes, qui ont doublé la capacité de production du Québec, de Churchill Falls (au Labrador) et de la Baie-James, qui l’ont encore doublé. Aujourd’hui, on parle à nouveau de doubler à l’horizon 2050. Mais augmenter la capacité de production d’Hydro Québec ne fut pas le seul point marquant des années 60 et 70.

Dans les années 60 et 70, les gouvernements ont aussi utilisé la construction des grands ouvrages pour permettre aux Québécois francophones de prendre en main le développement économique de la province. Ce développement économique fut à la fois dans le secteur secondaire (fabrication d’équipement électrique et alumineries) et dans le secteur tertiaire (grandes firmes de génie-conseil et, un peu plus tard, en technologies de l’information).

On entend encore les échos de cette décision d’avenir, car il y a environ 65?000 emplois liés à l’industrie de l’électricité, dont un tiers seulement à Hydro-Québec.

Le Québec est aujourd’hui le pôle canadien de fabrication de matériel électrique : nous avons 36,3 % des emplois canadiens de fabrication de matériel électrique, mais seulement 22,7 % des emplois manufacturiers totaux canadiens. Dits autrement, nous avons proportionnellement 2 fois plus d’emplois en fabrication de matériel électrique que le Canada hors Québec. On parle ici de fabrication d’appareils de production et de réseaux électriques, mais aussi d’appareils utilisés chez les clients résidentiels et commerciaux, comme les appareils de chauffage et les systèmes de contrôle de la pointe.
Évidemment, l’impact de ces politiques industrielles sur l’industrie de la transformation de l’aluminium est bien connu : elle a connu un essor considérable, avec 30?000 emplois.

Ce n’est pas tout : cette période a aussi vu l’émergence de firmes québécoises de génie-conseil de calibre international dont certaines sont parvenues au top-10 mondial, comme SNC-Lavalin (AtkinsRéalis). Nos firmes de génie-conseil sont présentes tout au long de la chaîne de valeur, des grands barrages jusqu’aux évaluations d’efficacité énergétique des résidences.

Dans les années 70, les besoins de systèmes de contrôle et de gestion du secteur ont propulsé le secteur des technologies de l’information — on pense à CGI, LGS, an IBM Company et DMR. D’une certaine façon, on peut dire que mêmele secteur de l’intelligence artificielle qui fait maintenant la renommée du Québec a été poussé par les décisions d’électrification prises par nos grands-parents.

Community Choice Aggregation : une alternative pour l’avenir de l’électricité au Québec??

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Avec Hydro-Québec, le Québec est doté de ressources naturelles incomparables, dont un potentiel hydroélectrique et un réseau d’électricité uniques. Son système électrique est également hautement intégré, de la production aux clients. 

D’autres régions, confrontées à des choix énergétiques plus difficiles, ont adopté des structures industrielles différentes. Je veux ici explorer une tendance forte aux États-Unis et voir comment nous pourrions nous en inspirer : Community Choice Aggregation. 

Les agrégateurs communautaires (Community Choice Aggregators ou CCA) sont des organismes publics sans but lucratif qui ont une certaine exclusivité de vente au détail de l’électricité dans une région. Les CCA permettent aux administrations locales (villes et comtés) de se procurer de l’énergie au nom de leurs résidents, de leurs entreprises et de leurs municipalités tout en recevant des services de transport et de distribution de leur compagnie d’électricité locale. En agrégeant la demande, les collectivités obtiennent un effet de levier pour négocier de meilleurs tarifs avec des fournisseurs concurrentiels et choisir des sources d’énergie plus vertes. Étant locales, les CCA peuvent également être mieux placées pour offrir des services et des programmes d’efficacité énergétique adaptés à leurs collectivités. 

Il y a plus de 1200 CCA aux États-Unis desservant 10,6 millions de clients dans 8 états. En 2022, environ 100 térawattheures (TWh) d’électricité ont été achetés par les CCA. Les collectivités qui participent aux programmes de CCA négocient leur source de production d’énergie, utilisent le pouvoir d’achat en vrac pour réduire les coûts de l’énergie, stimulent le développement des ressources locales d’énergie renouvelable et des emplois locaux dans l’énergie propre, assurent la stabilité et la transparence des prix de l’énergie, tout en accélérant la transition vers l’énergie renouvelable avec chaque initiative. Les CCA travaillent en partenariat avec le service public existant de la région. Le CCA achète l’électricité, et le service public continue de la livrer, d’entretenir le réseau et de fournir une facturation consolidée.

Est-ce que cela pourrait être adapté au Québec?? Peut-être, pourquoi pas?? Je ne dis pas que c’est la solution, mais c’est peut-être un outil auquel il faut réfléchir.

Je suis cette tendance depuis quelques années maintenant, alors contactez-moi si vous voulez en discuter. 

Community Choice Aggregation: An Alternative for Québec’s Electricity Future?

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With Hydro-Québec, Québec is endowed with incomparable natural resources, including unique hydroelectricity potential and electricity system. Its electricity system is also highly integrated, from generation to customers. 

Other regions, facing more difficult energy choices, adopted different industry structures. I want here to explore a strong trend in the US and see how we could be inspired by it: Community Choice Aggregation (CCA). 

Community Choice Aggregators (CCA) are not-for-profit public agencies having some electricity retail exclusivity in an area. CCAs allow local governments (cities and counties) to procure energy on behalf of their residents, businesses, and municipalities while still receiving transmission and distribution service from their local utility provider. By aggregating demand, communities gain leverage to negotiate better rates with competitive suppliers and choose greener power sources. Being local, CCAs may also be better positioned to offer services and energy efficiency programs tailored to their communities. 

There are over 1200 CCAs in the US serving 10.6 million customers across 8 states. In 2022, approximately 100 terawatt-hours (TWh) of electricity was procured by CCA communities. Communities that participate in CCA programs negotiate their source of energy generation, use bulk buying power to decrease energy costs, spur the development of local renewable energy resources and local clean energy jobs, ensure energy price stability and transparency, while accelerating the transition to renewable energy with every initiative. CCAs work in partnership with the region’s existing utility. The CCA buys the power, and the utility continues to deliver it, maintain the grid, and provide consolidated billing.

Could this be adapted to Québec? Perhaps, why not? I’m not saying that this is the solution, but it may be a tool to think about.

I have been following this trend for a few years now, so reach out to me if you want to discuss. 

Clear Definitions for Energizing Discussions

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In the debate surrounding the upcoming Hydro-Québec bill, many opinions are circulating. Unfortunately, several concepts are mixed up, which confuses the discussion. Here are some definitions to enlighten readers.

  • Monopoly: The transmission and the distribution of electricity are natural monopolies. This means that there is “naturally” a single supplier that emerges in each location (or corridor for transmission). Imagine if several suppliers wanted to have poles along our streets! It doesn’t happen. However, there are already 11 electricity distributors with a monopoly in Québec: Hydro-Québec, 9 cities and a cooperative. Hydro-Québec is not the only distributor. For transmission, some companies have lines, such as Rio Tinto, and some lines have been built in partnership. Once again, Hydro-Québec is not alone.
  • Monopoly (bis): The production of electricity and the retail sale of electricity are not natural monopolies. In several regions, such as the European Union, several producers compete and sell electricity on an open market. Electricity retailers buy and sell this energy to consumers proposing various plans, much like we see in the telecommunications industry. Electricity is delivered from producers to consumers using the natural monopoly of transmission and distribution companies. This 4-stage structure (production-transmission-distribution-retail) is common, and Québec’s vertically integrated structure is more the exception than the rule.
  • Price regulation: Monopoly means price regulation. Transmission and distribution prices are always regulated to ensure a fair return on prudent investments; sometimes performance incentives (reliability, costs) are imposed, as in Great Britain or Alberta. Where production and retail are competitive, regulation can be light, mainly to ensure that prices and conditions of service are fair, and to ensure that competition works for the benefit of consumers. Also, it should be noted that prices must be regulated even for a state monopoly.
  • Nationalization (or privatization): The nationalization of electricity production and delivery in Québec, a legacy of the Quiet Revolution, is not seriously questioned: no one will want to sell Hydro-Québec, as Hydro One was in Ontario a few years ago. The nationalization of private electricity companies has made it possible to accelerate electrification (helping the trade balance), to develop the industrial sector of Québec’s economy (electrical equipment and aluminum), and to develop the service sector (consulting engineering and computer science). However, nationalization does not mean that the private sector has no role to play or that Hydro-Québec should be the sole producer. 

Beyond words, the important thing is to set the right goals and use the levers at our disposal to achieve them, understanding the advantages and disadvantages of each model. 

Des définitions claires pour une discussion énergisante

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Dans le débat entourant le projet de loi à venir sur Hydro-Québec, beaucoup d’opinions circulent. Malheureusement, on y mélange plusieurs concepts, ce qui embrouille la discussion. Voici donc quelques définitions pour éclairer les lecteurs.

  • Monopole : Le transport et la distribution d’électricité sont des monopoles naturels. Ça veut dire qu’il y a «?naturellement?» un seul fournisseur qui émerge dans chaque endroit (ou corridor pour le transport). Imaginez si plusieurs fournisseurs voulaient avoir des poteaux le long de nos rues?! Ça ne se fait pas. Cependant, il y a déjà au Québec 11 distributeurs d’électricité avec un monopole : Hydro-Québec, 9 villes et une coopérative. Hydro-Québec n’est donc pas le seul distributeur. Pour le transport, certaines entreprises ont des lignes, comme Rio Tinto, et certaines lignes ont été construites en partenariat, comme avec les Mohawks vers les États-Unis. Encore ici, Hydro-Québec n’est pas seule.
  • Monopole (bis) : La production d’électricité et la vente au détail de l’électricité ne sont pas des monopoles naturels. Dans plusieurs régions, comme dans l’Union européenne, plusieurs producteurs se concurrencent pour faire de l’électricité vendue sur un marché ouvert. Les détaillants d’électricité achètent et revendent cette énergie aux consommateurs, selon divers plans, un peu comme on le voit dans l’industrie des télécommunications. L’électricité est livrée des producteurs aux consommateurs en utilisant le monopole naturel des entreprises de transport et de distribution. Cette structure à 4 étapes (production-transport-distribution-détail) est commune, et la structure largement intégrée verticalement du Québec est plus l’exception que la règle. Cependant, il y a aussi au Québec plusieurs autres producteurs : en éolien (Boralex, Kruger, Innergex, Énergir, etc.), avec de petites centrales hydroélectriques, certaines entreprises (comme Rio Tinto), et même certaines municipalités (comme Sherbrooke).
  • Réglementation des prix : Qui dit monopole dit réglementation des prix. Les prix de transport et de distribution sont toujours réglementés pour assurer un rendement correct sans être indus, forçant des investissements prudents?; parfois, les incitatifs à la performance (fiabilité, coûts) sont imposés, comme en Grande-Bretagne ou en Alberta. Là où la production et le détail sont concurrentiels, la réglementation peut être légère, essentiellement pour s’assurer que les prix et les conditions de services sont équitables, et pour s’assurer que la concurrence fonctionne pour le bien des consommateurs. Aussi, notons que les prix doivent être réglementés même pour un monopole d’État. Au Québec, la Régie de l’énergie est responsable de la réglementation du transport, de la distribution et de la vente au détail de l’électricité.
  • Nationalisation (ou privatisation) : La nationalisation est le transfert à l’état de la propriété d’entreprises privées. La nationalisation de la production et de la livraison de l’électricité au Québec, héritage de la Révolution tranquille, n’est pas sérieusement remise en question : personne ne voudra vendre Hydro-Québec au privé, à l’exemple d’Hydro One en Ontario il y a quelques années. La nationalisation des entreprises privées d’électricité, d’abord en 1944 puis en 1963, a permis, entre autres, d’accélérer l’électrification (aidant à la balance commerciale), de développer le secteur industriel secondaire (équipement électrique et aluminium), et de développer le secteur tertiaire (génie-conseil et informatique). Cependant, la nationalisation ne veut pas dire que le privé n’a aucun rôle à jouer ni qu’Hydro-Québec est le seul producteur, transporteur, ou distributeur. 

Au-delà des mots, l’important est de fixer les bons objectifs et d’utiliser les leviers à notre disposition pour les atteindre, en comprenant bien les avantages et les inconvénients de chaque modèle. 

Book Review: “Branchée: Hydro-Québec et le futur de l’électricité” (French version; in English : “Charging Ahead: Hydro-Québec and the Future of Electricity”)

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Jean-Benoit Nadeau and Julie Barlow have published this worthwhile book on Hydro-Québec. I have recently read the French version, and the English translationwill be available on October 15, 2019. I would highly recommend this book to people who need to understand what is driving Hydro-Québec. Electrical system vendors and other industry stakeholders will certainly appreciate the perspective that Branchée/Charging Aheadbrings. However, the authors largely (but not exclusively) rely on internal Hydro-Québec sources and sometimes come across as overly praising the company. Other, more critical, sources might be needed to grasp the complexities of the energy sector in Québec. 

Overall, Branchée/Charging Ahead is a very well-documented book on Hydro-Québec and current strategic directions. Fifty-three people were interviewed, including a large number of Hydro-Québec personnel, up to the CEO, Éric Martel. The book also draws on multiple third-party references and previous article published by the authors. 

Branchée/Charging Aheadstarts with a history of Hydro-Québec. The history of Hydro-Québec innovations is highlighted, with the 735 kV transmission lines being described as “Hydro-Québec’s great technical prowess”[i]. However, this technology dates back to the 1960s’. While there has been nothing remotely comparable since then, the book lists other examples of Hydro-Québec innovations, such as the LineRanger robot, Li-Ion batteries and TM4 electric motors. The book rightfully says that the “commercialization of inventions is an old fantasy of Hydro-Québec. For 30 years, all CEOs have talked about their amazing potential. But their promises have always disappointed.”[ii]TM4 is a good example given in the book: TM4 used up $500 million over 20 years, but Hydro-Québec sold 55% of it to Dana for only $260 million.[iii]

The book contains many noteworthy and hard-to-find current facts and numbers that industry professional might find valuable, such as:

  • As of early 2019, there are 716 prosumers (distributed generators) on Hydro-Québec’s network.[iv]
  • By controlling just 4 baseboard smart thermostats, Hydro-Québec can reduce the peak load of a typical household by 1 kW; Ten smart thermostats lead to a 2 kW saving.[v]
  • Hydro-Québec is running a smart home pilot project with 400 households, intending to launch a new smart home product through an unnamed subsidiary; Sowee, from Électricité de France, is given as a comparable.[vi]

The authors do not attempt to explain their paradox of innovation promises to have always failed Hydro-Québec and Hydro-Québec continuing to heavily invest in innovation. 

Toward the end, Branchée/Charging Ahead provides many insights into the thinking of Hydro-Québec senior managers, including where they see the industry going, how it is going to affect Hydro-Québec, what strategic imperatives ensue, and what Hydro-Québec needs to do. Undoubtedly, vendors could find in here material to enrich proposals and presentations. 

I found very few instances of questionable facts in the book. The Philadelphia Navy Yard microgrid is given as an example[vii], but this project has now been abandoned and is being reborn on a much smaller scale. Economically, I also disagree with the statement that Hydro-Québec is well positioned to develop hydrogen production[viii]– there is far more value in using dispatchable hydro to balance renewable resources than to produce hydrogen from electricity (which is a highly inefficient process). 

Furthermore, I believe that many customers, outside industry expert, vendors or other utilities might object to some praising characterization of Hydro-Québec, such as when the authors state that Hydro-Québec “is one of the best managed electricity grids on the continent and is admired by the largest companies in the industry”[ix]or that it has one of the most reliable grids on the continent[x]. The book would have been more balanced by giving a greater voice to those external stakeholders. Also, given the generally positive perspective that the authors are offering, Branchée/Charging Aheadwill certainly support Hydro-Québec when it tries to gather support for Bill 34[xi].  

All this being said, I greatly enjoyed reading the book and I highly recommend it to anyone wanting to better understand this fascinating company. However, I would caution against drawing conclusions or designing policies based solely on Branchée/Charging Aheadwithout balancing some of the ideas with more independent sources.   

[i]                Chapter 2. Quotes from the book are translated from the French edition. 

[ii]               Chapter 10.

[iii]              Chapter 10.

[iv]               In the introduction and later in chapters 4, 5 and 6.

[v]                Chapter 6.

[vi]               Chapter 6.

[vii]              Chapter 6.

[viii]             Chapter 6

[ix]               In the introduction.

[x]                Chapter 1.

[xi]               See https://benoit.marcoux.ca/blog/bill-34-selling-to-hydro-quebec/for my take on Bill 34.