Les cots de rduction des missions de gaz effet de serre

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Les coûts de réduction des émissions de gaz à
effet de serre
Emeric Fortin
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Plan

• Évaluation des coûts de réduction des émissions
  de gaz à effet de serre
• La notion de coût
• Évolution dans le temps des coûts et When
  Flexibility
• Typologie des modèles
• Présentation et analyse des évaluations des coûts
  de réduction des émissions de gaz à effet de
  serre
• La modélisation comme outil daide à la décision

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• Première partie évaluation des coûts de
  réduction des émissions de gaz à effet de serre

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Taxinomie des coûts
Des coûts dinvestissement au coût économique
complet
Valorisation des abattements
Choix de la métriques de comptage des abattements
Création des chronogrammes des coûts
d'investissement et des coûts de fonctionnement
Coûts bruts actualisés
Prise en compte des bénéfices collatéraux
Prise en compte des interactions sectorielles
Prise en compte des effets macroéconomiques de la
politique d'accompagnement
Prise en compte des inerties induites
Création des chronogrammes des abattements
Passage du coût d'investissement au coût
économique complet
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Coûts techniques

• Notion de VAN
• Un projet est défini par la donnée de coûts
  initiaux, , et de coûts et bénéfices futurs,
  .

où le taux d'actualisation retenu est le taux
d'intérêt i

• Notion de durée de récupération
• Le temps de récupération d'un projet est égal à
  la durée d'exploitation de l'équipement
  nécessaire pour que les revenus dégagés
  permettent de récupérer le montant de
  l'investissement. Lorsque les flux de trésorerie
  peuvent être supposés constants, on a

où D représente la durée de récupération, I le
montant de l'investis-sement et Fm le flux de
trésorerie d'une année d'exploitation "moyenne".
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Coûts techniques
Coût (en par tonne)
Niveau de dépollution
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Potentiel sans regret
Potentiel de réduction des émissions
B'
B
C'
C
A'
I'
A
I
Production
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Coûts macroéconomiques en économie fermée

• Effets dinteraction entre les secteurs
• Théorème Sonnenschein-Debreu-Mantel

qx
D''
d''2
d1
d'2
D'
d2
D
px
p1
p2

• Politique fiscale

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Effet dinteraction des taxes triangle de
Harberger
Sans taxe pré-existante
Avec taxe pré-existante
Pm
Pm
D2
P2
t
D1
D1
R'
A'
P1
P1
t
t
A
R
B
A
R
D0
D0
P0
P0
D
D
Q1
Q0
Q1
Q0
Q2
10
Coûts macroéconomiques en économie ouverte

• Modification des termes de léchange
• Permis démissions négociables

CmA
CmA1
CmA2
A
p1
A'
B'
I1
I2
p'
p2
B
Tonnes abattues par rapport au scénario de
référence
O
q1
q'1
q2
q'2

• Fuites de carbone

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Du coût marginal au coût total
Coût marginal d'abattement (/tonne CO2 Equiv)
CmA
CmA(q)
CmB
CmB(q)
Réduction des émissions (en tonne/à une
situation de référence)
O
q
B
R
A
Coût total d'abattement (/tonne CO2 Equiv)
CTB
CTA
?
Pente de la tangente Coût marginal de réduction
CTB (q)
?
Pente de la corde Coût moyen de réduction
CTA (q)
Réduction des émissions (en tonne/à une
situation de référence)
O
B
R
Potentiel sans regret
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Quest-ce quune tonne abattue

• Scénarios de référence / Situation initiale
• Deux mesures qui permettent un abattement total
  comparable mais à des rythmes différents
  diffèrent en raison des effets
• du cycle du carbone
• de la valorisation des dommages
• Vitesse daccroissement du stock de carbone
• Contribution marginale au dommage climatique

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Quest-ce quune tonne abattue les différentes
métriques

• Sommation des flux
• Stocks moyens
• Flux actualisés

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Les différentes métriques exemple

• Comparons trois projets qui permettent dabattre
  1000 tonnes en tout pour une dépense totale de
  500 000 aujourdhui
• Le premier permet un abattement régulier de
  10 tonnes par an
• pendant 100 ans
• le second permet un abattement de 20 t/an pendant
  les quatrième
• et cinquième décennies et de 60 t/an par an
  durant la sixième décennie
• Le troisième, un abattement de 100 t/an la
  dernière décennie
• sans que rien ne se soit produit auparavant

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Les différentes métriques exemple
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Evolution des coûts dans le temps
Effets indépendants du chemin suivi
Effets dépendants du chemin suivi
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La When Flexibility

• Ensemble darguments liés à
• Développement technologique
• Stock de capital et inertie
• Effets sociaux et inertie
• Actualisation
• Cycle du carbone et changement radiatif
• Impacts du changement climatique
• Opposition entre des arguments favorisant une
  modeste intervention à court terme et ceux
  justifiant un effort dabattement important à
  court terme

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Émissions de référence et émissions tendancielles

19
Emissions optimales selon le degré dinertie

20
Emissions optimales selon le degré dinertie

21
Emissions optimales selon le degré dinertie

22
Coût marginal analyse statique vs. dynamique

23
Coût marginal analyse statique vs. dynamique

24
Impact de linertie sur le coût total dabattement

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Différents modèles pour différents types de coûts

• Coûts techniques
• Coûts macroéconomiques
• Coûts en bien-être

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Typologie des modèles

• Modèles Bottom-Up
• Modèles tableurs
• Modèles de simulation
• Modèles doptimisation
• Modèles Top-Down
• Modèles INPUT-OUTPUT
• Modèles macroéconomiques
• Modèles déquilibre général calculable
• Modèles doptimisation dynamique
• Modèles intégrés

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Typologie des modèles
28
Résultats des modèles bottom-up
29
Résultats des modèles bottom-up
Potentiel de réduction d'émissions à un coût
inférieur ou égal à 25 US/tCO2 pour les pays en
développement et les économies en transition
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Résultats des modèles top-town
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De limportance dun recyclage pertinent
Variation de bien-être en Europe avec un
recyclage vers une baisse des cotisations
sociales
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De limportance dun recyclage pertinent
Variation de bien-être selon le type de recyclage

33
La Where Flexibility

34
La Where Flexibility

35
Impact redistributif

• Entre les agents
• Entre les secteurs
• Entre les catégories de revenus

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Bénéfices secondaires

• Environnementaux
• Santé publique
• Technologique

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Impact des hypothèses

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Importance du scénario de référence

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• Deuxième partie la modélisation comme outil
  daide à la décision

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Analyse des difficultés à communiquer les trois
lock in

• Lock in sémantiques
• Lock in méthodologiques
• Lock in théoriques

Nature des coûts et de lincertitude
Rôle de linertie dans DICE
Analyse théorique de lincertitude
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• Les lock in sémantiques

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Les lock in sémantiques la notion de coût

• Les différents niveaux de calcul
• Coût dinvestissement
• Coût technique
• Coût sectoriel
• Coût macroéconomique en économie fermée
• Coût macroéconomique en économie ouverte
• Coût en bien-être
• Rôle du calibrage
• Aspects dynamiques

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Les lock in sémantiques typologie de
lincertitude
Incertitudes dordre théorique

• - Caractère incomplet de l'information
• Problèmes de frontières des systèmes présents,
  problèmes de définition des objets et des
  méthodes
• Perceptions différentes

Compréhension des phénomènes
Prévisibilité des phénomènes
- Valeurs estimées des paramètres - Erreurs de
mesures - Imparfaite qualité de bases de
données - Erreurs dans le report des données -
Approximations, agrégations et simplifications
- Propagation des erreurs de prédiction -
Incertitude sur certaines valeurs (valeur de la
vie humaine, taux dactualisation)
Incertitudes dordre technique
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Les lock in sémantiques typologie de
lincertitude
Incertitudes dordre théorique

• Incertitude liée à lapproche formelle
• Structure conceptuelle du modèle
• - Erreurs de modélisation liées à linadéquation
  de la théorie au problème étudié ou à la
  complexité des systèmes naturels
• - Caractère incomplet de l'information
• - Incertitude sur les relations fonctionnelles

Compréhension des phénomènes
Prévisibilité des phénomènes
- Propagation des erreurs de prédiction - Erreurs
systématiques lorsque dune utilisation inadaptée
du modèle - Approximations, agrégations et
simplifications - Conflits rendant les
conséquences dun processus de prise de décision
imprévisible - Erreurs dans les software et
hardware
- Structure technique du modèle - Approximations,
agrégation et simplifications - Erreurs dans les
software et hardware
Incertitudes dordre technique
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• Les lock in méthodologiques

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Les lock in méthodologiques

• Arbitrage entre analyse quantitative et
  qualitative
• Opposition entre les différents paradigmes
• Pertinence des indicateurs
• Les modèles  stars 

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De limportance dune analyse dynamique

• La prise en compte des impacts de leur action
  présente sur les coûts futurs invite les agents à
  répondre plus fortement à un signal prix donné
• La prise en compte de linertie des systèmes
  économiques plaide pour une mise en uvre plus
  précoce des efforts dabattement
• Le chronogramme du signal-prix optimal à envoyer
  aux agents est plus bas dans le plan lorsque lon
  tient compte des effets dinertie. Cela implique
  que
• le coût total sera plus faible
• dans un cadre coût/bénéfice, leffort
  dabattement sera plus élevé car moins coûteux

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• Les lock in théoriques

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De la capacité des instruments économiques à
internaliser lincertitude

• Travaux de Weitzman (1974)
• Dépassement de ces travaux en développant
  lanalyse dans un cadre dynamique
• Modèle de négociation coasienne en 2 étapes en
  présence dasymétrie dinformation sur les coûts
  de dépollution

50
Conclusion

• La modélisation économique est porteuse de
  message clairs et robustes quant aux coûts dune
  politique des réductions des émissions de gaz à
  effet de serre
• Efforts sémantiques
• Harmonisation des définitions dans les concepts
  utilisés
• Explicitation de la nature de lincertitude qui
  pèse sur les résultats
• Efforts méthodologiques
• Développement dindicateurs plus pertinents
• Transparence des modèles
• Mise en évidence des conclusions qualitatives
  robustes
• Analyses de sensibilité systématiques et
  publiques
• Efforts théoriques
• Analyse en dynamique des phénomènes