Risques, controverses et principe de précaution Cours ENPC Séance n°8 Jean-Charles HOURCADE

Le calcul économique peut-il calmer les crispations autour du principe de précaution? comment décider en l’absence de preuve admise par tous? ou parapluie contre les mises en cause futures (procès juridique et/ou politique)? ‘Gel’ ou réorientation du progrès technique Dictature sur les générations futures au nom des « futurs qui déchantent » ou garde fou contre la préemption du futur par les génération présentes? Voie ouverte à l’usage stratégique de l’incertitude et des controverses scientifiques ou moyen de prévention des « paniques »

Trois grands problèmes logiques à clarifier Risque, incertitude et controverses: que décider? quand? L’arbitrage court terme – long terme et l’équité intergénérationnelle: L’équité intragénérationnelle …. sur plusieurs générations

Un problème d’arbitrage court terme/long terme à trois dimensions Traitement de l’incertain en univers controversé: question de tempo et de contenu; « quand décider quoi? » L’équité intergénérationnelle: comment pondérer générations présentes et générations futures? L’équité intragénérationnelle: que faire quand la séparabilité équité – efficacité n’est plus assurée?

Décision dans l’incertain: principes de base Aversion au risque (Von Neumann – Morgenstern) U [E (e1,e2,e3)] ≠ E [U (e1,e2,e3)] Concavité de la fonction VNM: indice Arrow-Pratt = Probabilités subjectives (Savage) Apprentissage bayesien et valeur de l’information Valeur d’option et irréversibilité (cf note http) Réinterprétation du schéma Savage-Bayes : mandat donné à un planificateur bienveillant Nouvelles frontières: l’aversion pour l’ambiguïté de l’information, les approches en probabilités imprécises

Quatre façons de poser un même problème stylisé de décision séquentielle (cas stylisé) Soit r, ressource dont on ne sait si on pourra la renouveler et qu’on veut utiliser sur trois périodes (sans actualiser) Pas d’aversion au risque Espérance mathématique de l’utilité Arrivée possible d’une information Existence d’une irréversibilité

Actualisation: une nécessité logique 1. arbitrer entre consommation et investissements 2. La solution ‘orthodoxe’ : i =  + .g g : taux de croissance de la consommation  : élasticité de l’utilité marginale de la consommation ( entre 0, 6 et 1,2)  : préférence pure pour le présent (PPP) i : taux d’actualisation = productivité marginale du capital 3. Le taux d’actualisation est endogène et lié aux hypothèses de productivité 4. L’enjeu du taux de PPP (Koopmans): prévenir le sacrifice des générations présentes

Des malentendus à éviter « i » est égal à la productivité marginale à long terme de l’investissement et non aux taux d’intérêts de CT! Il est fonction des hypothèses de croissance à long terme (signification de croissance à 10% sur 100 ans) Il doit intégrer l’incertitude sur la croissance  : dominance mathématique des hypothèses basses (Arrow, Weitzman) Les questions sous-jacentes sont: Nos petits enfants seront-ils plus riches que nous? La baisse des TPPP selon les niveaux de revenu

Estimation des rendements des actifs financiers et investissements directs Actif Période Rendement réel (%) Pays industriels à revenu élevé Fonds propres 1960-1984 5,4 Obligations 1960-1984 1,6 Capitaux étrangers 1975-1990 15,1 Emprunts d’Etat court terme 1960-1990 0,3 Etats-Unis Fronds propres 1925-1992 6,5 Ensemble des capitaux privés, avant impôts 1963-1985 5,7 Capital social, après impôts 1963-1985 5,7 Immobiliers 1960-1984 5,5 Terres cultivées 1947-1984 5,5 Bons du Trésor 1926-1986 0,3 Pays en voie de développement Enseignement primaire plusieurs 26 Enseignement secondaire plusieurs 13 Source : Nordhaus in IPCC SAR, 1996

Propositions ‘hétérodoxes’ ou vers une « complétude » de l’analyse PPP nulle (Cline): elle sacrifie les générations présentes  PPP décroissant de façon hyperbolique (Lowestein et Prelec, Cropper et al (1994); distance emphatique (Schelling): problème d’incohérence dynamique   Critère Chichilnisky : il sacrifie les générations intermédiaires problème du sacrifice du moyen terme seule alternative, la fin des analyses incomplètes: U (C) ou U(C,E) ?… l’environnement comme « bien supérieur » des schémas de décision séquentielle

« The choice of abatement paths thus involves balancing the economic risks of rapid abatement now (that premature capital stock retirement will later be proved unnecessary) against the corresponding risk of delay (that more rapid reduction will then be required, necessitating premature retirement of future capital stock) » IPCC

Un outil: la modélisation intégrée UNCERTAINTY Consumption Production Emissions Concentrations Climate change CC Damages Welfare Variation of vulnerable populations CC Impacts (SLR, agriculture, extreme events biodiversity, …)

De l’analyse positive à l’analyse normative Bien être individuel Emissions - ponctions Fonction de production Dynamique du capital Répartition de la production Concentrations et stocks Transformation des milieux Aménités environnementales

Un paramètre préalable: quelle « attitude » vis-à-vis des risques environnementaux? Trois types d’approches possibles Arbitrage coût/bénéfice avec monétisation détaillée des dommages Arbitrage coût/bénéfice avec monétisation globale des craintes attachées à divers niveaux de transformation du climat Calcul coût/efficacité après fixation normative des ‘niveaux d’interférences dangereuses’   Dont l’adoption dépend: de jugements de valeur sur la valorisation monétaire (refus éthique ou doute ‘pragmatique’) d’un arbitrage entre Précision et robustesse de l’information Complétude et pertinence de l’information

Seuils de danger et analyse coût-efficacité Safe Landing Analysis TWA Préférence pour stabilité du climat Fonctions de dommages Coût efficacité Coût bénéfice PRECISION PERTINENCE Une cascade d’incertitudes Cycle du Carbone Sensibilité du climat Régionalisation des changements climatiques Jugements de valeurs Niveau de développement, adaptation Démographie, technologie, croissance économique Une cascade de mesures des bénéfices des politiques climatiques Amplitude et rythme de l’augmentation de la température moyenne globale, Hausse moyenne du niveau des mers Indicateurs régionaux du changement climatique: DT, précipitations, … Concentration CO2 Variations de bien-être des impacts: rendements agr., biodiversité, hausse du niveau des mers… Déterminants socio-économiques Dommages Impacts Changement climatique régional global Concentrations Emissions

Préférence pour le climat et analyse coût-bénéfice globale Safe Landing Analysis TWA Préférence pour stabilité du climat Fonctions de dommages Coût efficacité Coût bénéfice PRECISION PERTINENCE Une cascade d’incertitudes Cycle du Carbone Sensibilité du climat Régionalisation des changements climatiques Jugements de valeurs Niveau de développement, adaptation Démographie, technologie, croissance économique Une cascade de mesures des bénéfices des politiques climatiques Amplitude et rythme de l’augmentation de la température moyenne globale, Hausse moyenne du niveau des mers Indicateurs régionaux du changement climatique: DT, précipitations, … Concentration CO2 Variations de bien-être des impacts: rendements agr., biodiversité, hausse du niveau des mers… Déterminants socio-économiques Dommages Impacts Changement climatique régional global Concentrations Emissions

De l’analyse côut-efficacité à l’analyse coût-bénéfice détaillée Safe Landing Analysis TWA Préférence pour stabilité du climat Fonctions de dommages Coût efficacité Coût bénéfice PRECISION PERTINENCE Une cascade d’incertitudes Cycle du Carbone Sensibilité du climat Régionalisation des changements climatiques Jugements de valeurs Niveau de développement, adaptation Démographie, technologie, croissance économique Une cascade de mesures des bénéfices des politiques climatiques Amplitude et rythme de l’augmentation de la température moyenne globale, Hausse moyenne du niveau des mers Indicateurs régionaux du changement climatique: DT, précipitations, … Concentration CO2 Variations de bien-être des impacts: rendements agr., biodiversité, hausse du niveau des mers… Déterminants socio-économiques Dommages Impacts Changement climatique régional global Concentrations Emissions

Tempo de l’action en coût-efficacité Pour une cible connue ex-ante (Wigley, Richels, Edmonds) : les raisons de ne pas agir trop fort trop tôt inerties socio-techniques, progrès technique sur les techniques peu émettrices, taux d’actualisation   Pour une cible non connue ex-ante: les raisons d’agir vite significativement: décision séquentielle avec révision de l’information où les probabilités subjectives sont réinterprétées comme des « croyances » différentes et l’espérance mathématique comme une recherche de compromis acceptable Intégration du coût du rattrapage du retard

Une expression synthétique du principe de précaution « The choice of abatement paths thus involves balancing the economic risks of rapid abatement now (that premature capital stock retirement will later be proved unnecessary) against the corresponding risk of delay (that more rapid reduction will then be required, necessitating premature retirement of future capital stock) » IPCC – Second assessment report

source: IPCC/WGIII/TS p.67

Une expression synthétique du principe de précaution « The choice of abatement paths thus involves balancing the economic risks of rapid abatement now (that premature capital stock retirement will later be proved unnecessary) against the corresponding risk of delay (that more rapid reduction will then be required, necessitating premature retirement of future capital stock) » IPCC – Second assessment report

Leçons de l’analyse coût - efficacité Confirmation sans surprise de la théorie sur l’importance du couple irréversibilité/valeur de l’information   Le jeu du taux de PPP est dominé par : L’hypothèse sur la date d’arrivée de l’information Le jeu de l’inertie des systèmes techniques NB: Si les taux d’actualisation diffèrent en raison du degré d’optimisme sur la croissance et la productivité marginale du capital: l’écart de résultats entre hypothèses haute et basses est encore plus faible (car avec une forte croissance on de rapproche plus vite du plafonds de concentration ou de température) 

Tempo de l’action en coût-bénéfice De la nécessité (au moins analytique) d’une bien hasardeuse évaluation monétaire des dommages sur un siècle (et plus): éviter la « dictature de la minorité » minimiser l’arbitraire dans le choix des cibles de concentration (ou de température) en débat intégrer la possibilité d’overshoot’ en cas de trop mauvaise nouvelle

Monétisation globale via une fonction d’utilité à deux biens U(C,E) au lieu de U (C): un « détail » technique qui change drastiquement les résultats et renvoie à deux problèmes de fonds L’environnement comme bien supérieur (i.e. dont la part dans le budget des ménages croit avec la richesse): que voudront vraiment les générations futures? Consentement à payer pour ne pas (trop) s’écarter du régime climatique actuel (valeur de legs, prudence)

Analyse coût-efficacité Analyse coût-bénéfice Disponibilité à payer pour la stabilité du climat (fonction de production à deux biens: un overshoot modéré malgré une PPP élevée

Les motifs d’une monétisation complète Un impact n’est pas nécessairement un dommage (aspects positifs du réchauffement) Protéger l’opinion contre les « prophètes du malheur » Aider chacun à saisir son « intérêt bien compris » Tout $ dépensé pour prévenir le CC ne sera pas dépensé ailleurs, il faut raisonner $ contre $ (Lomborg)

source: IPCC/WGIII/TS p.67

Ne rien faire ou si peu … ou compléter l’analyse? “Along the economically efficient emission path, the long-run global average temperature rises sharply. After 500 years, it is projected to increase 6.2 °C over the 1900 global climate. While we have only the foggiest idea of what this would imply in terms of ecological, economic, and social outcomes, it would make most thoughtful people even economists nervous to induce such a large environmental change. Given the potential for unintended and potentially disastrous consequences, it would be sensible to consider alternative approaches to global warming policies?” (Nordhaus)

Problèmes d’écriture des fonctions dommages Cycle du carbone et effet accélérateur de la réponse des écosystèmes sensibilité climatique et passage concentration ->température Question du rythme du réchauffement Un simple problème de spécification? - polynômes de degré inférieur ou égal à trois (Nordhaus)   - Hockey-Stick (Manne et Richels) - Fonctions à seuils et discontinuités

Sensibilité du climat croissante

Rôle des croyances sur la sensibilité climatique





Abattement de première période avec dommages linéaires ( de 0,5 à 5% du PMB2100,  de 1 à 10%). avec dommages explosifs ( :450-750 ppm,  : 1-10%)

Dommages (bien élevés) où “à seuil”? “méthode des analogues” -> coût après adaptation à un nouveau climat stabilisé climat modifié (connu ex-ante) - > coût très modérés <2-3% du PIB sur un siècle Seuls les risques de catastrophe globale (The Day After) justifient alors l’action L’évaluations changent si on introduit les coûts d’adaptation à un climat non stabilisé, volatile et inconnu ex-ante incertitude sur les prédictions un ordre de grandeur supérieure aux prédictions globales effet de masque de la variabilité climatique intensité capitalistique de l’adaptation et risques de sunk costs

Météo-France Center model, ARPEGE-Climat, Emission scenario SRES/A2

Hadley Center model, HadRM3H, Emission scenario SRES/A2

Effets de seuils et ‘fragilité’ des sociétés impactées Tensions pré-existantes (tensions sur l’eau ((Darfour) montée des mers (Bengla-Desh), évènements extrèmes Amérique Centrale) Inertie (sociales, techniques) dans l’adaptation: ‘rigidités’ institutionnelles des sociétés rurales Contraintes de mobilisation des capacités techniques de reconstruction après des Extrêmes Climatiques Mauvaise anticipation du changement et dénégation des alertes (cas New-Orleans) Absence de compensation et d’assurance Impacts sur le cycle économique (dépréciation de la valeur du capital immobilier et foncier) Effets de propagation entre régions (migration etc …)

Illustration of the sources of thresholds in damages due to Large Weather extremes Mean GDP losses due to extreme events, as a function of the reconstruction capacity (fmax, that represents the maximum share of total investment that can be devoted to reconstruction over the short-term) and the distribution of extremes (when =2 both the frequency and mean intensity of extremes are multiplied by 2). The red line gived the set of parameters for which GDP losses are lower than 1%

Deux caveat pour terminer Rapport Stern: l’équivalent d’une guerre mondiale? Richard Tol, Mendelson : 2-3% du PIB mondial Attention aux pièges de l’agrégation dans le temps: le coût strictement économique de la première guerre en France est de 1,2% du PIB sur la période 1871 – 1039 (0.002% en coût actualisé … retour à l’asymétrie des gains et pertes en utilité dans l’espace: propagation et fin de la distinction gagnants/perdants

Some references Ambrosi, P., J.-C. Hourcade , S. Hallegatte, F. Lecocq, P. Dumas and M. Ha-Duong, 2003, Optimal control models and elicitation of attitudes towards climate change, Environmental Modeling and Assessment, 8, pp. 135 – 147 Benson, C. and E. Clay , 2004, Understanding the economic and financial impact of natural disasters. The International Bank for Reconstruction and Development, The World Bank, Washington D.C. Dumas, Patrice and Minh Ha-Duong, 2005, An abrupt stochastic damage function to analyse climate policy benefits, in The coupling of climate and economic dynamics. Essays on Integrated Assessment, Alain Haurie and Laurent Viguier editors. Springer Guesnerie, Roger, 2004, Calcul économique et développement durable, Revue Economique 55, pp. 363 – 82 Hallegatte S, J.-C. Hourcade and P. Ambrosi, 2005, Using climate analogues for assessing climate change economic impacts in urban area, Climatic Change, to be published Hallegatte, S. and J.-C. Hourcade, 2005, Why economic growth matters in assessing climate change impacts: illustration on extreme events, submitted to Ecological Economics Hammitt, James K., 1999, Evaluation Endpoints and Climate Policy: Atmospheric Stabilization, Benefit-Cost Analysis and Near-Term Greenhouse-Gas Emissions, Climatic Change, 41, pp. 447 – 468 IPCC, Climate Change 2001: Impacts, Adaptation, and Vulnerability, Contribution of Working Group II to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. James J. McCarthy, Osvaldo F. Canziani, Neil A. Leary, David J. Dokken and Kasey S. White editors, pp. 1032 Keller, K., Benjamin M. Bolker and David F. Bradford, 2004 Uncertain climate tresholds and economic optimal growth, Journal of Environmental Economics and Management, 48, pp. 723 – 741 Kelly, David L., Charles D. Kolstad and Glenn T. Mitchell, 2005, Adjustment costs from environmental change, Journal of Environmental Economics and Management, 50, 468 – 495 Mills, E., 2005, Insurance in a Climate of Change, Science, 309, pp. 1040 – 1044 Tol, Richard S. J., 1994, The Damage Costs of Climate Change: A Note on Tangibles and Intangibles, Applied to DICE, Energy Policy, 22, pp. 436 – 438