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Ecole Nationale du Génie Rural des Eaux et Forêts 19° Novembre 2004 Les coûts de réduction des émissions de gaz à effet de serre Emeric Fortin.

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1 Ecole Nationale du Génie Rural des Eaux et Forêts 19° Novembre 2004 Les coûts de réduction des émissions de gaz à effet de serre Emeric Fortin

2 Plan La notion de coût Evolution 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 Ecole Nationale du Génie Rural des Eaux et Forêts 19 Novembre 2004

3 Taxinomie des coûts Coûts techniques Coûts macroéconomiques Coûts en bien-être Ecole Nationale du Génie Rural des Eaux et Forêts 19 Novembre 2004

4 Quest-ce quune tonne abattue Scénario de référence / situation de référence Métriques Sommation des flux : Stocks moyens : Flux actualisés : Ecole Nationale du Génie Rural des Eaux et Forêts 19 Novembre 2004

5 Quest-ce quune tonne abattue Ecole Nationale du Génie Rural des Eaux et Forêts 19 Novembre Moyenne Projet 1 Flux d'abattement X Stock d'abattement 0XXXXXXXXX Projet 2 Flux d'abattement X0 Stock d'abattement X Coût avec la métrique des stocks : Coût avec la métrique des flux :

6 Quest-ce quune tonne abattue Ecole Nationale du Génie Rural des Eaux et Forêts 19 Novembre 2004 Exemple : Nombre total de tonnes abattues : X Durée : 10 ans Rythme annuel dabattement : X/10 Taux dactualisation des tonnes : 5% par an Coût total : MétriqueSommation des fluxStock moyenFlux actualisés Tonnes ou tonnes actualisées Coût par tonne

7 Coûts techniques Notion de VAN : Un projet est défini par la donnée de coûts initiaux,, et de coûts et bénéfices futurs,. 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 le taux d'actualisation retenu est le taux d'intérêt i où D représente la durée de récupération, I le montant de l'investissement et F m le flux de trésorerie d'une année d'exploitation "moyenne".

8 Coût (en par tonne) Niveau de dépollution

9 Potentiel sans regret Production Potentiel de réduction des émissions. I I' B B' C C' A A' Ecole Nationale du Génie Rural des Eaux et Forêts 19 Novembre 2004

10 Coûts macroéconomiques en économie fermée Effets dinteraction entre les secteurs Théorème Sonnenschein-Debreu-Mantel qxqx pxpx p1p1 p2p2 d1d1 d2d2 d' 2 d'' 2 D D' D'' Politique fiscale

11 Effet dinteraction des taxes : triangle de Harberger D P1P1 P0P0 Q1Q1 Q0Q0 t D0D0 D1D1 AR Pm D P1P1 P0P0 Q1Q1 Q0Q0 t D0D0 D1D1 A R P2P2 D2D2 B R'A' t Sans taxe pré-existanteAvec taxe pré-existante Q2Q2

12 Coûts macroéconomiques en économie ouverte Modification des termes de léchange Permis démissions négociables Fuites de carbone CmA Tonnes abattues par rapport au scénario de référence q1q1 q' 1 q2q2 q' 2 O A A' B B' p1p1 p2p2 p' CmA 1 CmA 2 I1I1 I2I2

13 Potentiel sans regret Coût total d'abattement ($/tonne CO 2 Equiv) Réduction des émissions (en tonne/à une situation de référence) Pente de la corde = Coût moyen de réduction Pente de la tangente = Coût marginal de réduction Coût marginal d'abattement ($/tonne CO 2 Equiv) Réduction des émissions (en tonne/à une situation de référence) q Cm A Cm B O B Cm A (q) Cm B (q) OB A R R Du coût marginal au coût total CT A CT B CT A (q) CT B (q)

14 Evolution des coûts dans le temps Type d'effet Evolution du coût entre deux périodes DémographieInférieur si prise en compte d'effet d'échelle Croissance exogèneIndéterminé, dépendant du contenu de la croissance Intensité énergétiqueInférieur si prise en compte d'effet d'échelle et d'apprentissage Contenu carbone de la croissancePeu d'effet a priori Progrès technique autonome Baisse des prixInférieur Apparition de nouvelles solutionsInférieur Croissance induiteIndéterminé, dépendant du contenu de la croissance Progrès technique induit Baisse des prixInférieur Apparition de nouvelles solutions Inférieur Modifications des préférencesInférieur Capital de longue duréeAucun effet Ecole Nationale du Génie Rural des Eaux et Forêts 19 Novembre 2004 Effets indépendants du chemin suivi Effets dépendants du chemin suivi

15 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 Ecole Nationale du Génie Rural des Eaux et Forêts 19 Novembre 2004

16 Émissions de référence et émissions tendancielles Ecole Nationale du Génie Rural des Eaux et Forêts 19 Novembre 2004

17 Abattement optimaux selon le degré dinertie Ecole Nationale du Génie Rural des Eaux et Forêts 19 Novembre 2004

18 Coût marginal : analyse statique vs. dynamique Ecole Nationale du Génie Rural des Eaux et Forêts 19 Novembre 2004

19 Coût total dabattement selon le degré dinertie Ecole Nationale du Génie Rural des Eaux et Forêts 19 Novembre 2004

20 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 Ecole Nationale du Génie Rural des Eaux et Forêts 19 Novembre 2004

21 Typologie des modèles Top-DownBottom-up Dimension conceptuelle 1. Concepts et termesApproche économiqueApproche d'ingénieur 2. Traitement du capitalConcept homogène et abstraitDescription précise de léquipement 3. Traitement du changement technique Recours à des taux tendanciels, généralement exogènes Menu des options technologiques 4. Force en action dans le modèleRéponses des agents économiques en fonction délasticités prix et revenus Optimisation des choix technologiques en fonction d'un taux dactualisation 5. Perception du marchéMarchés parfaitsMarchés imparfaits et présence de barrières 6. Potentiel damélioration de lefficacité Généralement faibleIdentification dopportunités à coûts négatifs Dimension structurellePremiers modèlesModèles récentsPremiers modèlesModèles récents 1. Endogénéisation des comportements Elevée FaibleEn augmentation 2. Degré de détail sur les secteurs non liés à lénergie Moyen FaibleEn augmentation 3. Degré de détail sur les usages finals de lénergie FaibleEn augmentationElevé 4. Degré de détail sur les technologies doffre dénergie FaibleEn augmentationElevé 5. Orientation prédictiveElevéeEn baisseFaibleEn augmentation Ecole Nationale du Génie Rural des Eaux et Forêts 19 Novembre 2004

22 Les modèles intégrés Ecole Nationale du Génie Rural des Eaux et Forêts 19 Novembre 2004

23 Résultats des modèles bottom-up Ecole Nationale du Génie Rural des Eaux et Forêts 19 Novembre 2004

24 Résultats des modèles bottom-up Potentiel de réduction d'émissions à un coût inférieur ou égal à 25 US$/tCO 2 pour les pays en développement et les économies en transition Réduction annuelle par rapport au scénario de référence PaysMtC0 2 /an% Argentine (UNEP, 1999a)–11.5 Botswana (UNEP, 1999c)2, Chine (ALGAS, 1999a) Equateur (UNEP, 1999b)12,721.3 Estonie (UNEP, 1999g)9,658.3 Hongrie (UNEP, 1999f)7,37.6 Philippines (ALGAS, 1999e) Corée du sud(ALGAS, 1999b) 5,35.7 Zambie (UNEP, 1999d)6, Brésil (UNEP, 1994)–29 Egypte (UNEP, 1994)–52 Sénégal (UNEP, 1994)–50 Thaïlande (UNEP, 1994)–29 Venezuela (UNEP, 1994)–24 Zimbabwe (UNEP, 1994)–34 Ecole Nationale du Génie Rural des Eaux et Forêts 19 Novembre 2004

25 Résultats des modèles top-town Niveau de la taxe en 2010 (en 1990 US$)Pertes de PIB en 2010 (%) ModèleUSAOCDE-EJaponCANZUSAOCDE-EJaponCANZ ABARE-GTEM ,960,940,721,96 AIM ,450,310,250,59 CETA1681,93 G-Cubed ,421,500,571,83 GRAPE ,810,19 MERGE ,060,990,802,02 MIT-EPPA MS-MRT ,880,631,201,83 Oxford ,782,081,88 RICE ,940,550,780,96 SGM WorldScan Minimum ,420,310,190,59 Maximum ,962,081,882,02 Moyenne ,281,020,851,48 Ecart-type106,74296,07304,06115,580,620,600,57

26 De limportance dun recyclage pertinent Variation de bien-être en Europe avec un recyclage vers une baisse des cotisations sociales Ecole Nationale du Génie Rural des Eaux et Forêts 19 Novembre 2004

27 De limportance dun recyclage pertinent Variation de bien-être selon le type de recyclage Ecole Nationale du Génie Rural des Eaux et Forêts 19 Novembre 2004

28 Impact redistributif Entre les agents Entre les secteurs Entre les catégories de revenus Ecole Nationale du Génie Rural des Eaux et Forêts 19 Novembre 2004

29 Bénéfices secondaires Environnementaux Santé publique Technologique Ecole Nationale du Génie Rural des Eaux et Forêts 19 Novembre 2004

30 Impact des hypothèses Ecole Nationale du Génie Rural des Eaux et Forêts 19 Novembre 2004

31 La Where Flexibility Sans commerce Commerce limité aux pays de l'annexe I Commerce global ModèleUSAOCDE-EJaponCANZ ABARE-GTEM AIM CETA Fund1410 G-Cubed GRAPE MERGE MIT-EPPA MS-MRT Oxford RICE SGM WorldScan Administration EIA POLES Ecole Nationale du Génie Rural des Eaux et Forêts 19 Novembre 2004

32 La Where Flexibility Sans commerceCommerce limité aux pays de l'annexe ICommerce global ModèleUSAOCDE-EJaponCANZUSAOCDE-EJaponCANZUSAOCDE-EJaponCANZ ABARE-GTEM1,960,940,721,960,470,130,050,230,090,030,010,04 AIM0,450,310,250,590,310,170,130,360,200,080,010,35 CETA1,930,670,43 G-CUBED0,421,500,571,830,240,610,450,720,060,260,140,32 GRAPE0,810,190,810,100,540,05 MERGE31,060,990,802,020,510,470,191,140,20 0,010,67 MS-MRT1,880,631,201,830,910,130,220,880,290,030,020,32 Oxford1,782,081,881,030,730,520,660,470,33 RICE0,940,550,780,960,560,280,300,540,190,09 0,19 Ecole Nationale du Génie Rural des Eaux et Forêts 19 Novembre 2004

33 Importance du scénario de référence Modèle GES Emissions (en millions de tonnes de CO 2 ) Réduction nécessaire (en %) Prix des permis (Marché limité à l'annexe B) Prix des permis (Marché global) Kyoto EDGE Zhang GEM-E3CO POLESCO CICERO ECN SGM ECNCO GREEN31817 GTEM WorldscanCO GREENCO EPPACO ISGM GTEMCO Coefficient de corrélation total 0,760,36 Coefficient de corrélation pour les études multi-gaz 0,830,65 Coefficient de corrélation pour les études CO 2 0,730,12

34 Compréhension des phénomènes Prévisibilité des phénomènes Incertitudes dordre théorique Incertitudes dordre technique Typologie de lincertitude - Caractère incomplet de l'information -P-Problèmes de frontières des systèmes présents, problèmes de définition des objets et des méthodes - Perceptions différentes - 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…) Ecole Nationale du Génie Rural des Eaux et Forêts 19 Novembre 2004

35 Compréhension des phénomènes Prévisibilité des phénomènes Incertitudes dordre théorique Incertitudes dordre technique Typologie de lincertitude - 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 - Structure technique du modèle - Approximations, agrégation et simplifications - Erreurs dans les software et hardware - 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 Ecole Nationale du Génie Rural des Eaux et Forêts 19 Novembre 2004


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