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OpenEdition Books

Le climat à découvert

 | 
Catherine Jeandel
, 
Rémy Mosseri

Sixième partie. Les différentes perturbations et leurs estimations

9. Projeter les émissions de GES

Patrick Criqui and Jean-Charles Hourcade

Full text

1Les données historiques précises, compilées par les économistes et les historiens, sur les flux de matières premières produites et échangées ainsi que les paramètres technologiques rassemblés par les historiens des sciences et des techniques permettent de reconstituer des séries historiques solides d’émission de GES comme de particules. Cependant, pour anticiper le rythme du réchauffement de la planète, les modèles climatiques doivent disposer en entrée, non pas des émissions actuelles de GES mais des trajectoires d’émission sur le XXIe siècle, voire au-delà. C’est une demande légitime des climatologues aux économistes qui expose ces derniers à un exercice périlleux : comment peuvent-ils prétendre prévoir l’activité humaine sur un temps si long, alors même qu’ils ont été pour la plupart incapables de se prononcer sur l’ampleur et la durée de la reprise économique, après une crise financière que très peu d’entre eux avaient anticipée ?

2La communauté scientifique mondiale investie dans cette tâche est bien sûr consciente de ces dangers, c’est pourquoi elle vise non à prédire l’avenir mais à produire des scénarios multiples pour comprendre les déterminants fondamentaux de la pression que l’homme va exercer sur le climat, en l’absence de toute politique climatique. Ces scénarios, en mettant en cohérence différents jeux d’hypothèses, permettent de cerner les ordres de grandeur des impacts. Ils sont aussi utilisés pour tester différents jeux de politiques climatiques, mais seule une partie d’entre eux alimente des modèles climatiques. Ceci pour des raisons de temps de calcul mais aussi de pertinence : ce sont en effet les émissions globales dont on a besoin ici et non les multiples désagrégations régionales ou sectorielles possibles qui sont, elles, nécessaires pour étudier les conséquences des politiques climatiques.

Les émissions de GES en question

3Les scénarios d’émission ont trois composantes : le CO2 émis par le secteur énergétique (sur lequel se concentre l’essentiel des travaux), les changements d’utilisation des usages des sols (déforestation principalement) et les gaz autres que le CO2 (CH4, N2O et gaz fluorés) qui sont intégrés avec des coefficients d’émission par niveau d’activité des secteurs émetteurs.

4Pour comprendre le problème à résoudre sur le secteur énergétique, partons d’une identité mathématique dérivée de l’équation dite « identité de Kaya* » :

5Cette équation montre que les émissions de GES dépendent du contenu carbone de l’énergie primaire (l’ensemble de l’énergie nécessaire pour alimenter la machine économique et satisfaire nos besoins) puis de l’efficacité de la conversion de cette énergie en énergie finale (les kWh ou litres d’essence que nous achetons), puis de l’efficacité de la transformation de cette énergie finale en services énergétiques (chauffage, kilomètres parcourus) et enfin du rapport entre la demande en service énergétique et le niveau de richesse monétaire (ici le produit intérieur brut, pauvre indicateur du bien-être mais indicateur utile du niveau d’activité). Alors que les trois premiers termes de cette identité dépendent de paramètres purement techniques, le quatrième dépend certes des caractéristiques techniques des équipements d’utilisation d’énergie (niveau d’isolation des bâtiments par exemple) mais aussi de paramètres plus fondamentaux comme les styles de consommation (type d’habitat, demande de mobilité) et la structure même de la croissance (poids relatif des industries intensives en énergie). Les recherches dans ce domaine devraient donc être multidisciplinaires, mariant les apports de l’économie et de la géographie ou encore de l’anthropologie et de la sociologie.

6En réalité, les quatre termes de cette identité ne sont pas indépendants : des prix du pétrole élevés peuvent conduire à plus ou moins d’émissions selon que le pétrole est remplacé par du charbon ou du nucléaire ; ils peuvent induire des gains d’efficacité de conversion entre énergie primaire et énergie utile, plus ou moins importants selon que ce remplacement se fait à coût faible ou élevé ; une croissance forte peut accélérer le changement technique mais, en sens inverse, le taux et le contenu de cette croissance peuvent être affectés par des prix élevés des hydrocarbures en cas d’absence de substituts à bon marché. C’est pour prendre en charge ces interrelations que l’on a besoin des modèles prospectifs.

Typologie des modèles et évaluation des politiques d’atténuation

7Les modèles utilisés pour la projection des émissions de GES dans des exercices de prospective régionale ou globale sont de plusieurs types. Leur origine remonte le plus souvent à des travaux anciens, ayant commencé au début des années 1970, au lendemain du Rapport du Club de Rome* sur les Limites à la croissance et du premier choc pétrolier. À cette date en effet, les théoriciens de la croissance s’emparent de la question des contraintes que les ressources naturelles sont susceptibles de faire peser sur la croissance économique. Une représentation précise des systèmes énergétiques apparaît alors nécessaire pour étudier les conditions du contrôle du coût d’approvisionnement en énergie dans les pays importateurs d’hydrocarbures, ainsi que les potentiels offerts par le nucléaire et maîtrise de la demande. On mobilise donc les modèles macroéconomiques existants pour étudier l’impact des chocs pétroliers et du renchérissement des énergies importées.

Fig. 1 – Une typologie des modèles pour l’analyse économique des politiques énergie-climat

8Les outils de modélisation de l’énergie qui se constituent alors se consolideront à partir des années 1990 autour de la problématique énergie-climat. Ils se caractérisent d’abord par le paradigme de modélisation adopté (optimisation ou simulation). Dans le premier cas on considère que les agents économiques anticipent parfaitement le futur ; dans le deuxième on admet que, un peu « myopes », ils adaptent leurs comportements au fur et à mesure des signaux du marché. Le deuxième axe est celui du degré de priorité donné à une description fine des technologies et systèmes sectoriels (certains modèles bottom-up – bas vers le haut – intègrent par exemple de l’ordre d’une cinquantaine de technologies clés), quitte à raisonner « à croissance donnée » ; inversement les modèles dits top-down – haut vers le bas – mettent l’accent sur la cohérence macroéconomique globale, quitte à se contenter de descriptions frustes de la technologie.

9Pour mieux éclairer l’économie des politiques climatiques, émergent aujourd’hui des modèles hybrides qui s’attachent à fournir à la fois une description fine des technologies et un cadre macroéconomique bouclé. Il faut en effet simultanément cerner les cohérences des systèmes techniques (production et consommation), les conditions de leur viabilité économique (impacts du financement et prix relatifs du capital, du travail ou de la Terre sur les coûts relatifs des technologies) et les effets en retour des politiques climatiques sur la croissance, du fait des changements du prix du carbone et des énergies. La figure 1 regroupe ces modèles en six familles selon leur positionnement sur les axes « optimisation versus simulation » et « bottom-up versus top-down ».

Travaux sur les politiques de réduction des émissions

10Les scénarios du GIEC* ne constituent qu’une partie de la production de cette communauté et de nombreux scénarios d’émission sont produits ou commandités par les grandes organisations internationales pour évaluer différents aspects des politiques d’atténuation. Il ne s’agit pas ici de rentrer dans les prescriptions mais de recenser les approches retenues par diverses institutions.

11Certains scénarios visent avant tout à explorer l’impact sur les trajectoires énergétiques mondiales de différents niveaux de contrainte d’émission. C’est le cas par exemple de l’étude menée aux États-Unis dans le cadre du Climate Change Science Program à partir de trois modèles différents. Ils permettent d’étudier l’évolution du profil de consommation d’énergie et le bouquet de technologies énergétiques, et d’évaluer le prix du carbone associé à différents niveaux de contrainte climatique globale, si l’on supposait une taxe carbone unifiée au plan mondial.

12D’autres études, comme celles menées par exemple au FMI (Fonds Monétaire International) se fondent sur un seul niveau de contrainte d’émission, mais étudient les différents modèles de régulation internationale ou de régime climatique dont il s’agit d’étudier les conséquences pour les différentes régions (taxe carbone mondiale, allocation des quotas en fonction des émissions initiales, permis gratuits, ou allocation en fonction de la population).

13En France, l’étude sur la « valeur tutélaire du carbone » du Centre d’Analyse Stratégique a également mobilisé plusieurs modèles économiques appliqués. Elle visait à identifier la valeur du carbone à introduire dans les choix d’investissements publics, afin de les rendre conformes à la politique de réduction des émissions en France, c’est-à-dire la diminution par un facteur 4 d’ici à 2050. Elle devait conduire en particulier à une valeur repère, consensuelle, qui fut un temps reprise par la commission en charge de l’élaboration d’une fiscalité carbone.

Fig. 2 – Trois dimensions clés pour les modèles. Les modèles de projection des émissions décrivent avec plus ou moins de réalisme les comportements, les technologies et la macroéconomie. Les progrès procèdent aujourd’hui par couplage de modèles complémentaires ou par développement de modèles hybrides

14Mobilisant également différents modèles pour analyser les trajectoires d’émission et les coûts ou valeurs du carbone associées, les études de la Banque Mondiale mettent l’accent sur la question centrale pour les pays du Sud des conséquences potentielles de la concurrence énergie-alimentation dans l’usage des sols, via en particulier l’extension des surfaces destinées aux agrocarburants. Elles mettent d’autre part en relief les différenciations régionales à la fois dans les conséquences du changement climatique et dans les politiques devant être mises en œuvre. Elles conduisent à préconiser des politiques « sur-mesure » (tailor-made), adaptées aux contraintes régionales.

15Un dernier aspect, abordé en particulier par l’OCDE*, est celui du rôle du progrès technique dans l’évolution des coûts des politiques climatiques. La question est complexe en effet car le progrès des technologies énergétiques bas-carbone est susceptible de diminuer le coût des politiques de réduction des émissions. Ce progrès technique peut découler d’effets d’apprentissage, mais aussi des politiques de R & D, sans qu’il soit aisé de mesurer ni l’impact direct d’un surcroît de R & D, ni d’éventuels effets d’éviction par rapport à d’autres secteurs.

Bibliography

Références bibliographiques

• Contribution du Groupe de travail III au 4e Rapport d’évaluation du Giec - Bilan 2007 des changements climatiques : l’atténuation des changements climatiques, http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/wg3/ar4-wg3-spm-fr.pdf.

• J.-C. HOURCADE - « Les modèles dans les débats de politiques climatiques : entre le Capitole et la Roche Tarpéienne ? » in A. DAHAN - Les modèles du futur. Changement climatique et scénarios économiques : enjeux scientifiques et politiques, La Découverte, Paris, 2006.

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Caption Fig. 2 – Trois dimensions clés pour les modèles. Les modèles de projection des émissions décrivent avec plus ou moins de réalisme les comportements, les technologies et la macroéconomie. Les progrès procèdent aujourd’hui par couplage de modèles complémentaires ou par développement de modèles hybrides
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© CNRS Éditions, 2011

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