Faits:
A.
Les Services industriels de Genève (ci-après les Services industriels) sont un établissement de droit public doté de la personnalité juridique, autonome dans les limites constitutionnelles et légales et placé sous la surveillance du Conseil d'État (cf. art. 158 de la Constitution de la République et canton de Genève du 24 mai 1847 [aCst.-GE; RS-GE A 2 00]; art. 1 de la loi genevoise sur l'organisation des Services industriels de Genève du 5 octobre 1973 [LSIG-GE; RS-GE L 2 35]). Leur but est de fournir l'eau, le gaz, l'électricité et de l'énergie thermique, ainsi que de traiter les déchets (cf. art. 158 aCst.-GE; art. 1 al. 1 LSIG-GE). Le capital de dotation des Services industriels est de cent millions de francs (cf. art. 3 al. 1 LSIG-GE), auquel participent le canton à raison de 55 %, la ville de Genève pour 30 %, et les autres communes genevoises pour le solde, soit 15 %, répartis entre elles en proportion du chiffre de leur population (cf. art. 158A aCst.-GE; art. 3 al. 2 et 3 LSIG-GE). Les Services industriels sont exempts des impôts cantonaux et communaux (cf. art. 5 LSIG-GE). Ils peuvent utiliser le domaine public genevois pour l'installation de leurs réseaux de transport et de distribution contre redevances annuelles (cf. art. 158C al. 1 aCst.-GE). La loi précise les conditions de cette utilisation et le mode de calcul des redevances (cf. art. 158C al. 2 aCst.-GE). L'art. 32 al. 2 et 3 LSIG-GE a ainsi la teneur suivante, dans sa version adoptée le 10 octobre 2008 et entrée en vigueur le 1 er janvier 2009:
Art. 32 LSIG-GE
2 Le montant de ladite redevance annuelle due à l'Etat est de 5 % des recettes brutes pour l'utilisation du réseau électrique, encaissées pendant l'exercice annuel considéré, à l'exception de celles relatives au Centre européen de recherches nucléaires (CERN).
3 Le montant de ladite redevance annuelle due aux communes s'élève, pour chacune d'elles, à 15 % des recettes brutes pour l'utilisation du réseau électrique sur leur territoire, encaissées pendant l'exercice considéré, à l'exception de celles relatives au CERN.
B.
Le 15 décembre 2011, dans le cadre des mesures adoptées afin de réduire le déficit prévu au budget 2012, le Grand Conseil de la République et canton de Genève (ci-après le Grand Conseil) a voté une loi n° 10900 dont l'article unique a la teneur suivante:
Art. 1
La loi sur l'organisation des Services industriels de Genève, du 5 octobre 1973, est modifiée comme suit:
Art. 42, al. 8 (nouvelle teneur)
8 En dérogation à l'article 32, alinéa 2, le pourcentage mentionné dans ce même article et ce même alinéa est porté à 40 % pour l'année 2012 et à 25 % pour les années 2013 et 2014.
Par arrêté du 21 décembre 2011, paru dans la Feuille d'Avis Officielle du 28 décembre suivant, le Conseil d'État de la République et canton de Genève (ci-après le Conseil d'État) a publié la loi n° 10900, précisant que le délai référendaire expirait le 6 février 2012. La publication mentionnait également que l'arrêté du Conseil d'État pouvait faire l'objet d'un recours à la Cour de justice dans un délai de six jours dès le lendemain de sa publication.
Par arrêté du 8 février 2012, paru dans la Feuille d'Avis Officielle du 10 février 2012, le Conseil d'État a constaté l'expiration du délai référendaire et promulgué la loi n° 10900 dès le lendemain de la publication de l'arrêté.
C.
Par acte du 9 mars 2012, les communes de Aire-la-Ville, Anières, Avully, Bardonnex, Bellevue, Bernex, Carouge, Cartigny, Chancy, Chêne-Bougeries, Chêne-Bourg, Choulex, Collex-Bossy, Collonge-Bellerive, Confignon, Dardagny, Genève, Hermance, Lancy, Meyrin, Onex, Perly-Certoux, Plan-les-Ouates, Pregny-Chambésy, Puplinge, Satigny, Thône x, Troinex, Vandoeuvres et Versoix (ci-après les communes recourantes), ainsi que X._, forment un recours en matière de droit public au Tribunal fédéral. Ils concluent à l'annulation de l'art. 1 de la loi genevoise n° 10900, sous suite de frais et dépens. X._ affirme que l'augmentation de la redevance est un impôt particulier qui a été introduit sans être soumis au référendum obligatoire et qui, s'il devait être considéré comme une redevance, violerait les principes gouvernant de telles taxes. Les communes recourantes estiment également que la redevance est illégale. Elles ajoutent que ladite redevance a pour unique but de vider les Services industriels de leur substance financière au seul profit du canton de Genève et au détriment des communes, en violation du principe de l'égalité de traitement.
Le Grand Conseil conclut principalement à l'irrecevabilité du recours, subsidiairement à son rejet. A titre préalable, il requiert qu'il soit ordonné aux communes recourantes de produire les actes, établis en temps utile par leurs organes compétents, les autorisant à recourir dans la présente affaire. Le Conseil d'État fait siennes les conclusions du Grand Conseil.
Les recourants ont répliqué et le Grand Conseil a dupliqué.
Considérant en droit:
1.
Le Tribunal fédéral examine d'office sa compétence (cf. art. 29 al. 1 LTF). Il contrôle librement la recevabilité des recours qui lui sont soumis (ATF 136 II 101 consid. 1 p. 103).
La loi contestée est un acte normatif cantonal qui ne pouvait, dans le canton de Genève et sous l'empire de la Constitution 24 mai 1847 en vigueur jusqu'au 31 mai 2013, faire l'objet d'aucun recours (cf. arrêt 2C_1016/2011 du 3 mai 2012 consid. 6.1 non publié aux ATF 138 I 196; art. 124 let. a de la Constitution de la République et canton de Genève du 14 octobre 2012). La liste d'exceptions de l'art. 83 LTF ne s'appliquant pas aux actes normatifs (cf. arrêt 2C_88/2009 du 19 mars 2010 consid. 1.1), la loi genevoise n° 10900 modifiant l'art. 32 al. 2 LSIG-GE est donc en principe directement attaquable par un recours en matière de droit public auprès du Tribunal fédéral (art. 82 let. b et 87 al. 1 LTF).
2.
Le présent recours a été déposé par trente communes du canton de Genève, ainsi que par une personne physique domiciliée dans ce canton. Il convient d'examiner en premier lieu la recevabilité du recours introduit par les communes.
2.1. La qualité pour recourir des collectivités publiques est visée en premier lieu par l'art. 89 al. 2 let. c LTF. Selon cette disposition, ont qualité pour recourir les communes qui invoquent la violation de garanties qui leur sont reconnues par la constitution cantonale ou la Constitution fédérale. Sont en particulier concernés les cas où les communes peuvent invoquer la garantie de leur autonomie communale, ancrée au niveau fédéral à l'art. 50 al. 1 Cst. Il n'est pas nécessaire que la commune soit réellement autonome pour bénéficier de la qualité pour recourir fondée sur l'art. 89 al. 2 let. c LTF. Il faut toutefois qu'elle allègue une violation de son autonomie communale ou d'une autre garantie qui lui soit reconnue par la constitution fédérale ou cantonale, et qu'elle soit touchée par l'acte cantonal en tant que détentrice de la puissance publique (cf. ATF 136 I 404 consid. 1.1.3 p. 407). En l'espèce, les communes recourantes ne se prévalent pas d'une violation de leur autonomie et n'invoquent la violation d'aucune autre garantie constitutionnelle fédérale ou cantonale.
2.2. Il convient donc d'examiner dans quelle mesure les communes recourantes peuvent fonder leur qualité pour recourir sur l'art. 89 al. 1 LTF. Cette disposition confère la qualité pour former un recours en matière de droit public à quiconque est particulièrement atteint par la décision ou l'acte normatif attaqué (let. b) et a un intérêt digne de protection à son annulation ou à sa modification (let. c).
L'art. 89 al. 1 LTF est en premier lieu conçu pour des particuliers. Les collectivités publiques peuvent cependant fonder leur qualité pour recourir sur cette disposition si l'acte attaqué les atteint de la même manière qu'un particulier ou de façon analogue, dans leur situation matérielle (patrimoine administratif ou financier) ou juridique et qu'elles ont un intérêt digne de protection à son annulation ou à sa modification (cf. ATF 138 II 506 consid. 2.1.2 p. 509 s.; 136 II 274 consid. 4.1 p. 278; 135 II 156 consid. 3.1 p. 157 s.; 135 I 43 consid. 1.3 p. 46 s.; pour une casuistique détaillée, cf. MICHAEL PFLÜGER, Die Legitimation des Gemeinwesens zur Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten, 2013, n. 242). Cette formulation ne saurait cependant être comprise comme conférant la qualité pour recourir dans tous les cas où une décision a des effets sur le patrimoine de la collectivité publique. L'art. 89 al. 1 LTF a été appliqué aux collectivités publiques en présence de constellations relatives à des prestations basées sur une réglementation de droit public, mais présentant des analogies avec des institutions de droit privé comparables. Il s'agissait souvent de situations de conflit entre collectivités publiques, dans lesquelles une collectivité publique était destinataire d'une décision prise par une autre collectivité publique (cf. ATF 138 II 506 consid. 2.3 p. 511s.).
En l'espèce, les communes du canton de Genève sont propriétaires de 45 % des Services industriels, à savoir la Ville de Genève pour 30 %, et les autres communes genevoises pour 15 %, répartis entre elles en proportion du chiffre de leur population (cf. art. 158A aCst.-GE; art. 3 al. 2 et 3 LSIG-GE), le solde, soit le 55 %, appartenant au canton. Si l'augmentation de la redevance en faveur du seul canton, décidée par ce dernier, vide les Services industriels de leur substance, les communes recourantes sont touchées dans leur position de propriétaire d'un établissement de droit public qui fait partie de leur patrimoine. Elles disposent par conséquent à ce titre de la qualité pour recourir au sens de l'art. 89 al. 1 LTF.
2.3. Le recours a par ailleurs été formé en temps utile (art. 101 LTF), soit - s'agissant d'un acte soumis au référendum facultatif - dans les 30 jours dès la publication de la décision de promulgation par laquelle le Conseil d'État a constaté que le délai référendaire avait expiré sans qu'il n'en eût été fait usage (cf. ATF 136 I 241 consid. 1.2.1 p. 246; 133 I 286 consid. 1 p. 288), et dans les formes requises (art. 42 LTF).
Il convient donc d'entrer en matière.
2.4. Compte tenu de l'issue de la procédure (cf. infra consid. 5.2), le point de savoir si Robert X._ a la qualité pour recourir, s'agissant en particulier de la violation du droit de vote et de l'épuisement des instances cantonales, peut demeurer ouvert.
3.
A titre préalable, le Grand Conseil requiert qu'il soit demandé aux communes recourantes de produire les actes, établis en temps utile par leurs organes compétents, les autorisant à recourir au Tribunal fédéral dans la présente affaire.
Selon l'art. 48 let. n de la loi genevoise sur l'administration des communes (LAC; RS-GE B 6 05), le conseil administratif est chargé de défendre les intérêts de la commune dans les procès qu'elle a ou qui lui sont intentés et de prendre les mesures nécessaires. En outre, selon l'art. 50 al. 2 LAC, le conseil administratif est engagé par la signature du maire ou par celle d'un conseiller administratif délégué. En l'espèce, les procurations de dix des communes recourantes déposées auprès de la Cour de céans identifient dûment le signataire en cette qualité (Anières, Bardonnex, Bellevue, Bernex, Carouge, Chancy, Collonge-Bellerive, Dardagny, Troinex et Versoix). L'avocat signataire de l'acte de recours est donc valablement mandaté, en tous les cas par ces dix communes. Partant, il n'y a pas lieu de procéder à un contrôle auprès des communes recourantes dont les procurations seraient moins explicites, dès lors que cette question n'a aucune conséquence sur l'issue de la procédure.
4.
Les communes recourantes invoquent la violation des règles relatives aux taxes causales et allèguent que la redevance introduite par la loi genevoise n° 10900 ne respecte pas le principe d'équivalence, ni celui de la couverture des frais.
4.1. Parmi les contributions publiques, la jurisprudence et la doctrine distinguent traditionnellement entre les impôts et les contributions causales (cf. ATF 138 II 70 consid. 5.1 p. 73 et les références citées). Les impôts représentent la participation des citoyens aux charges de la collectivité; ils sont dus indépendamment de toute contre-prestation spécifique de la part de l'État. Les contributions causales, en revanche, constituent la contrepartie d'une prestation spéciale ou d'un avantage particulier appréciable économiquement accordé par l'État. Elles reposent ainsi sur une contre-prestation étatique qui en constitue la cause (cf. ATF 135 I 130 consid. 2 p. 133 et les références citées). Les taxes causales se divisent à leur tour en plusieurs catégories. En fait partie en particulier la taxe d'utilisation du domaine public, à savoir la taxe que le bénéficiaire acquitte en contrepartie du droit exclusif ou spécial d'utiliser certains biens publics (cf. ATF 138 II 70 consid. 5.3 p. 74 et les références citées).
L'activité de distribution d'électricité entraîne en principe un usage privatif du domaine public par les entreprises de distribution d'électricité (cf. PHILIPPE EHRENSTRÖM, Distribution d'électricité et redevances d'utilisation du domaine public, in Jusletter 26 juillet 2010, n° 4 et 25). La redevance d'utilisation du domaine public à la charge d'une entreprise qui distribue de l'électricité dans un territoire donné est une taxe causale au sens de la jurisprudence (cf. ATF 138 II 70 consid. 6.2 p. 75 et les références citées).
Au vu de ce qui précède, la redevance instaurée par l'art. 32 LSIG-GE doit ainsi être qualifiée de taxe causale prélevée en contrepartie de l'utilisation accrue du domaine public par les Services industriels. C'est par ailleurs ce que le Tribunal fédéral avait déjà retenu, sans cependant approfondir la question, lorsqu'il a été saisi une première fois de la redevance prévue par l'art. 32 LSIG-GE (cf. ATF 131 I 386 consid. 3.5 p. 392).
Il convient par conséquent d'examiner dans quelle mesure l'augmentation de la taxe prévue par l'art. 32 LSIG-GE par la loi genevoise n° 10900 dont est recours respecte les principes applicables aux taxes causales.
4.2. Les redevances et prestations fournies aux collectivités publiques sont les seules composantes du prix de l'électricité qui ne soient pas soumises au droit fédéral et à la réglementation de la Commission fédérale de l'électricité ElCom (cf. art. 14 al. 1 de la loi fédérale sur l'approvisionnement en électricité [LApEl; RS 734.7]). Elles sont régies par les lois pertinentes de la Confédération et des cantons et doivent faire l'objet d'une facturation transparente (cf. art. 12 al. 2 LApEl; ATF 138 I 468 consid. 2.5 p. 472 s. et 138 I 454 consid. 3.6.3 p. 463).
Le principe de la légalité gouverne l'ensemble de l'activité de l'État (cf. art. 36 al. 1 Cst.). Il revêt une importance particulière en droit fiscal où il est érigé en droit constitutionnel indépendant à l'art. 127 al. 1 Cst. Cette norme - qui s'applique à toutes les contributions publiques, tant fédérales que cantonales ou communales - prévoit en effet que les principes généraux régissant le régime fiscal, notamment la qualité de contribuable, l'objet de l'impôt et son mode de calcul, doivent être définis par la loi. Ces exigences valent en principe pour les impôts comme pour les contributions causales. La jurisprudence les a cependant assouplies en ce qui concerne la fixation de certaines contributions causales. La compétence d'en fixer le montant peut ainsi être déléguée plus facilement à l'exécutif, lorsqu'il s'agit d'une contribution dont la quotité est limitée par des principes constitutionnels contrôlables, tels que ceux de la couverture des frais et de l'équivalence. Le principe de la légalité ne doit toutefois pas être vidé de sa substance ni, inversement, être appliqué avec une exagération telle qu'il entre en contradiction irréductible avec la réalité juridique et les exigences de la pratique (cf. ATF 135 I 130 consid. 7.2 p. 140).
Les taxes causales doivent, en principe, être calculées d'après la dépense à couvrir (principe de la couverture des frais), et répercutées sur les contribuables proportionnellement à la valeur des prestations fournies ou des avantages économiques retirés (principe de l'équivalence; cf. arrêt 2C_467/2008 du 10 juillet 2009 consid. 3.2.2). Selon le principe de l'équivalence, le montant de la contribution exigée d'une personne déterminée doit être en rapport avec la valeur objective de la prestation fournie à celle-ci (rapport d'équivalence individuelle). Quant au principe de la couverture des frais, il prévoit que le produit global des contributions ne doit pas dépasser, ou seulement de très peu, l'ensemble des coûts engendrés (cf. ATF 135 I 130 consid. 2 p. 133; arrêt 2C_609/2010 du 18 juin 2011 consid. 3.2).
Les principes précités ne s'appliquent qu'avec certaines réserves à la taxe causale d'utilisation du domaine public. Ainsi, l'émolument y relatif n'est pas soumis au principe de la couverture des frais, puisque la collectivité publique ne subit pas ou que peu de coûts lors de la mise à disposition du domaine public. Il s'agit par conséquent d'une taxe causale "indépendante des coûts" ( kostenunabhängige Kausalabgabe; cf. arrêt 2C_900/2011 du 2 juin 2012 consid. 4.2; ADRIAN HUNGERBÜHLER, Grundsätze des Kausalabgabenrechts. Eine Übersicht über die neuere Rechtsprechung und Doktrin, in ZBl 104/2003 p. 505 ss, spéc. p. 512, 518 et 522). Une telle taxe peut donc procurer un excédent à la collectivité publique et se rapproche, sur ce point, de l'impôt (cf. arrêt 2C_609/2010 du 18 juin 2011 consid. 3.2).
Une redevance pour l'usage du domaine public doit en revanche respecter le principe de l'équivalence qui concrétise l'interdiction de l'arbitraire en matière de contributions causales. Dans ce contexte, elle doit être fondée sur des critères appropriés et objectifs et ne pas créer des différences qui ne seraient pas justifiées par des motifs pertinents (cf. ATF 138 II 70 consid. 7.2). Le montant de chaque redevance doit être en rapport avec la valeur objective de la prestation fournie et rester dans des limites raisonnables (cf. ATF 130 III 225 consid. 2.3 p. 228; arrêt 2C_816/2009 du 3 octobre 2011 consid. 5.1).
4.3. Selon la loi genevoise n° 10900, la redevance annuelle due au canton est portée à 40 % des recettes brutes pour l'utilisation du réseau électrique en 2012, et à 25 % pour 2013 et 2014, en lieu et place du taux de 5 % applicable en temps ordinaire en vertu de l'art. 32 al. 2 LSIG-GE. Selon les explications fournies par le Conseil d'État à l'appui de la loi n° 10900, les Services industriels sont requis de participer à l'effort nécessaire pour assainir les finances du canton (cf. Exposé des motifs à l'appui du projet de loi PL 10900 du 8 décembre 2011, p. 2). L'augmentation de la redevance pour l'utilisation du domaine public ne concerne donc pas les communes, mais exclusivement le canton. Il a été calculé que cette augmentation devait apporter au canton de Genève un montant de CHF 120 millions sur trois ans (cf. Exposé des motifs à l'appui du projet de loi PL 10900 du 8 décembre 2011, p. 2). La capacité des Services industriels à absorber la hausse de la redevance a été déterminée en fonction des comptes 2010, qui font état d'un résultat net consolidé de CHF 124 millions, pour un cash-flow libre de CHF 71 millions (cf. Exposé des motifs à l'appui du projet de loi PL 10900 du 8 décembre 2011, p. 2).
Il découle de ce qui précède que l'augmentation de la redevance est sans lien avec une modification de l'usage du domaine public cantonal. On ne voit en effet pas pour quelle raison la redevance due au canton, devrait être multipliée par huit en 2012, passant de 5 % à 40 % des recettes brutes, et par cinq en 2013 et 2014, passant de 5 % à 25 % des recettes brutes. En outre, la répartition du domaine public utilisé, à savoir 24.1 % sur le territoire cantonal et 75.9 % sur les territoires communaux, n'a pas non plus subi de modification. Rien ne permet par conséquent d'expliquer pour quelle raison la redevance due au canton devrait atteindre près du triple (pour 2012), soit 40 % en comparaison de 15 % des recettes brutes, ou du double (pour 2013 et 2014), soit 25 % en comparaison de 15 % des recettes brutes, de la redevance dévolue aux communes. L'augmentation de la redevance due au canton telle que prévue par la loi genevoise n° 10900 n'obéit ainsi pas à des critères objectifs et crée des différences qui ne sont pas justifiées par des motifs pertinents. Elle obéit ainsi à un objectif purement fiscal et viole le principe d'équivalence applicable en matière de taxes causales.
La redevance telle que prévue par la loi genevoise n° 10900 n'est ainsi pas admissible en tant que taxe causale.
5.
La question de savoir si une telle augmentation serait envisageable si on l'assimilait à un impôt, peut par ailleurs demeurer ouverte. En effet, le résultat auquel aboutit le prélèvement en cause revient, comme les communes recourantes le soutiennent, à les appauvrir d'une manière contraire aux art. 158A et 158B aCst.-GE.
Selon l'art. 158A aCst.-GE, l'État de Genève participe à la constitution du capital de dotation des Services industriels pour 55 %, la Ville de Genève pour 30 % et les autres communes genevoises pour 15 % répartis entre elles en proportion pour chacune d'elles du chiffre de sa population comparé à celui de la population totale de ces communes. Par ailleurs, en cas de dissolution des Services industriels, le produit net de la liquidation revient à l'État, à la Ville de Genève et aux autres communes genevoises en proportion de leur participation au capital de dotation (cf. art. 158B aCst.-GE). La Constitution genevoise elle-même, au moyen d'une prescription organique claire, fixe ainsi la part de chacune des collectivités publiques concernées au capital et au bénéfice de liquidation des Services industriels. Or, en s'attribuant respectivement 40 % et 25 % des recettes d'exploitation des Services industriels durant trois ans, le canton de Genève procède à une opération qui peut être assimilée à une perception anticipée de bénéfice. En effet, dans l'exposé des motifs à l'appui de la loi genevoise n° 10900, le Conseil d'État relevait en particulier que l'augmentation litigieuse ne serait pas répercutée sur les prix facturés aux consommateurs finaux et serait par conséquent entièrement prise en charge par les Services industriels (cf. Exposé des motifs à l'appui du projet de loi PL 10900 du 8 décembre 2011, p. 3). En procédant à cette distribution unilatérale de bénéfice, le canton de Genève s'attribue donc plus que la part prévue par les dispositions constitutionnelles précitées, violant ainsi ces dernières.
Au vu de ce qui précède, le recours des communes recourantes doit être admis et la loi genevoise n° 10900 annulée.
6.
Succombant, le canton de Genève dont l'intérêt pécuniaire est en cause (cf. arrêt 2C_648/2009 du 29 mars 2010 consid. 6 non publié à l'ATF 136 II 256), doit supporter les frais judiciaires (cf. art. 66 al. 1 et 4 LTF). Ils seront fixés en tenant compte de l'intérêt financier en jeu pour le canton de Genève. Celui-ci versera en outre aux recourants, qui ont déposé un seul mémoire et agissent par le même avocat, une indemnité à titre de dépens (art. 68 al. 1 et 3 LTF), qui sera toutefois réduite, dès lors que les communes recourantes agissent partiellement dans l'exercice de leurs attributions officielles et partiellement comme des particuliers (cf. supra consid. 2.2).
Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1.
Le recours est admis.
2.
La loi n° 10900 du 15 décembre 2011 modifiant la loi sur l'organisation des Services industriels de Genève est annulée.
3.
Les frais judiciaires, fixés à CHF 100'000.-, sont mis à la charge du canton de Genève.
4.
Le canton de Genève versera aux recourants, créanciers solidaires, une indemnité réduite de CHF 50'000.- à titre de dépens.
5.
Le présent arrêt est communiqué au mandataire des recourants, au Conseil d'État et au Grand Conseil de la République et canton de Genève.
Lausanne, le 10 juin 2013
Au nom de la IIe Cour de droit public
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: Zünd
La Greffière: Beti