RAPPORT FINAL DE LA RECHERCHE : Changement climatique et progrès technique endogène

RAPPORT FINAL DE LA RECHERCHE : Changemen climaique e progrès echnique endogène Présené par L INSTITUT D ECONOMIE INDUSTRIELLE (IDEI) Universié de Toulouse 1 Sciences Sociales Manufacure des Tabacs Bâ F Aile Jean-Jacques Laffon 21 allée de Brienne 31 Toulouse E LE CONSEIL FRANÇAIS DE L ENERGIE (CFE) 3 rue Treilhard 758 Paris Décembre 29 Conra CFE - 47 1

1 Inroducion Ce documen présene une synhèse des résulas de la recherche «Changemen climaique e progrès echnique endogène», enreprise dans le cadre du parenaria engagé en 27 enre le Conseil Français de l Energie (CFE) e l Insiu d Economie Indusrielle (IDEI). L objecif de ces recherches es de calibrer, sur données réelles, un modèle de croissance endogène dans lequel des ressources épuisables polluanes conribuen à l effe de serre, e d analyser les liens enre poliiques environnemenales e innovaions echnologiques. Dans un ravail méhodologique préliminaire, nous avons développé un modèle inégran le module climaique du modèle DICE 1 e les caracérisiques echnologiques du modèle ENTICE-BR 2 (cf. Rappor 27 fourni en annexes). L inérê de nos ravaux par rappor aux modèles exisans es que nous ne resreignons pas l analyse à une comparaison des seuls scénarii opimaux e de laisser-faire, mais nous cherchons à caracériser au conraire l ensemble des équilibres en économie décenralisée. Ceci nous perme d idenifier précisémen les canaux de ransmissions des effes des différenes poliiques économiques, noammen à ravers les prix de marchés. A ce sade, l aricle issu de ces recherches a éé présené noammen lors de l EAERE 27 e du CREE 27. Dans un deuxième aricle (cf. Rappor 28), nous acualisons la parie numérique du modèle sur la base de la version 28 de DICE (qui n éai pas encore disponible au débu du proje). Nous meons par ailleurs l accen sur cerains résulas de second rang. Ce aricle es publié dans la Revue d Economie Poliique e a égalemen fai l obje de plusieurs communicaions (don le congrès annuel de l Associaion Française de Sciences Economiques en 28). Enfin, dans un 3 ème aricle, nous prenons non seulemen en compe la nécessié d inensifier la recherche «vere» mais égalemen de mere au poin des echniques d abaemen propres aux ressources fossiles, comme le piégeage e sockage du CO 2 (CCS) 3. L aricle qui en résule a éé soumis à Resource and Energy Economics e éé présené, par exemple, au Congrès annuel de l Associaion Européenne d Economie de l Environnemen en 28. L obje du présen rappor es de présener l esseniel des résulas issus de ces derniers développemens. La lise des différenes communicaions ainsi que les documens de ravail e publicaions liés à cee recherche son fournis en annexe (cf. documen join). 1 Nordhaus, W.D., Boyer, J. (2). Warming he world: Economic models of global warming. Cambridge, MA: MIT Press. 2 Popp, D., (26). ENTICE-BR: The effecs of backsop echnology R&D on climae policy models. Energy Economics 28, 188-222. 3 Ceci se jusifie noammen par la relaive imporance des réserves de charbon e le poeniel non négligeable de ceraines ressources fossiles non-convenionnelles de ype schises biumineux, oues deux foremen chargées en élémens carbonés, face à des énergies renouvelables disponibles pour ceraines à des coûs encore prohibiifs. 2

2 Le modèle L archiecure du modèle es représenée graphiquemen par la Figure 1. ceiling: Amospheric carbon concenraion CCS: S G G Residual emissions: ξf-s CO 2 : ξf Temperaure increase Damage: Ω UTILITY OUTPUT: Q ENERGY: E Cons. C CAPITAL: K Labor: L (exogenous) Techn. Progress: A (exogenous) Invesmen: I K R&D: H S Fuel: F Backsop: B R&D: H E Invesmen: R S Spendings: I S Fossil resource Spendings: I F Spendings: I B R&D: H B Inves. R B Invesmen: R E Figure 1. Représenaion schémaique du modèle L oupu oal (Q) es produi à parir de rois faceurs : du ravail (L), du capial (K) e de l énergie (E). Ce dernier inpu résule de la combinaison de deux ypes d énergies primaires : un combusible fossile (F) qui, pour l esseniel, regroupe pérole, gaz e charbon ; e un subsiu renouvelable e non-carboné appelé «backsop» (B), comprenan oues les formes d énergies primaires alernaives. La combusion des ressources fossiles es générarice d émissions de CO 2. Une parie de ces émissions peu êre capurée à la source e sockée dans des réservoirs géologiques grâce à une echnologie appropriée (CCS). On considère rois seceurs de R&D dans l économie. Ils son respecivemen dédiés au seceur de l énergie, à celui de la backsop e à la séquesraion du carbone. Dans chacun des cas, ils permeen d améliorer progressivemen la producivié des seceurs concernés. L oupu oal es uilisé pour la consommaion des ménages (C) e pour deux ypes d invesissemens : i) les invesissemens producifs qui permeen d accumuler du capial (I K ), de produire la backsop (I B ), d exraire les ressources fossiles (I F ) e de séquesrer (I S ). ii) les invesissemens en R&D uilisés dans les rois seceurs menionnés ci-dessus (respecivemen, R E, R B e R S ). Cee descripion correspond à la parie sricemen économique du modèle e elle es représenée en rais pleins dans la Figure 1. 3

Les émissions résiduelles (i.e. après séquesraion évenuelle) de CO 2 s accumulen progressivemen dans l amosphère. Ce sock accumulé (G) a pour effe d accroîre progressivemen la empéraure amosphérique moyenne. L effe négaif que cee hausse provoque sur l économie es pris en compe par une foncion de dommage (W), qui représene l ensemble des coûs subis (monée des eaux, déplacemens des populaions, baisse de rendemens agricoles, développemen de ceraines maladies, phénomènes mééorologiques exrêmes ). Cependan, éan donné la naure irréversible e foremen inceraine des conséquences du changemen climaique, il se peu que cee foncion ne puisse prendre en compe oue la réalié des dommages encourus. C es pourquoi, pour se prémunir conre des phénomènes exrêmes e/ou irréversibles, nous inroduisons la possibilié pour les auoriés d imposer un plafond maximum (G ) au sock de carbone accumulé dans l amosphère. Cee descripion correspond à la parie climaique du modèle e à ses réroacions sur l économie. Elle es représenée en poinillés dans la Figure 1. La caracérisaion formelle du modèle es présenée en annexes. Dans l économie décrie ci-dessus, il y a deux ypes de disorsions. D une par, les émissions carbonées liées à la combusion des ressources fossiles. D aure par, l insuffisance des moyens mis dans les différens seceurs de recherche, laquelle ien à la naure même de cee acivié qui consise à produire de la connaissance, e qui condui à une producion sousopimale d innovaions. Pour corriger ces deux ypes de disorsions, nous supposons que les auoriés uilisen deux ypes d ouils : i) une axe carbone (ou, ce qui ici serai équivalen, un marché de permis négociables) sur les émissions résiduelles (i.e. après séquesraion) e ii) des subvenions spécifiques à chaque seceurs de R&D, respecivemen s B, s E, s S. 3 Calibraion, scenarii e synhèse des résulas Les formes foncionnelles e la calibraion des paramères qui leur son associés proviennen principalemen de la dernière version du modèle DICE (Nordhaus, 28) concernan la parie climaique, les dommages, l oupu final, les préférences e l évoluion démographique. La modélisaion de la parie énergie (énergie finale, combusible fossile e backsop) ainsi que des seceurs de R&D associés es issue du modèle ENTICE-BR (Popp, 26). Pour représener la echnologie CCS, nous nous basons sur le modèle DEMETER (Gerlagh e van der Zwaan, 26) e nous calibrons les différens paramères de cee foncion à l aide des rappors du GIEC sur le suje (IPCC, 25). La calibraion des aures paramères provien des données de l AIE. Tous ces déails son résumés en annexe. Nous considérons l économie mondiale e nous prenons 25 comme année de référence. Afin d éudier l effe des différenes poliiques économiques (poliique environnemenale e poliiques dédiées de recherche), nous analysons les six scenarii suivans selon que l on corrige aucune, une ou plusieurs des disorsions. A : «Laisser faire». Il n y a aucune inervenion publique, ni subvenions R&D, ni axe carbone. 4

B : il n y a pas de subvenions R&D, e la axe carbone es fixée à son niveau de l opimum de 2 nd rang 4. C : il n y a pas de axe carbone e les rois subvenions R&D son fixées à leurs niveaux opimaux. D : la axe carbone e les subvenions R&D son aux niveaux permean d aeindre l opimum de premier rang. Ces quare scénarii (A, B, C, D) son consruis sans conraine de plafond. Les deux derniers prennen en compe ce plafond. E : la axe carbone e les subvenions R&D son aux niveaux qui permeen d aeindre l opimum, avec une conraine de plafond de carbone de 55 ppm. F : même ype de scénario que E, mais avec une conraine de plafond de 45 ppm. En résumé, les différens scénarii son les suivans : Taxe τ Subv. σ i, Plafond A non Laisser-faire B τ non Taxe 2 nd rang, pas de subvenion sb C σ non Subv. R&D, pas de axe D τ 55 E τ F 45 τ σ non Opimum de 1 er rang σ oui Opimum, plafond de 55 ppm σ oui Opimum, plafond de 45 ppm Tableau 1. Les différens scénarii. Avan de déailler les différens résulas numériques issus de nos simulaions, nous présenons ci-dessous un ableau synhéique expliquan l impac des différens ouils de poliiques économiques sur l ensemble des variables de l économie, profils emporels de prix e de quaniés. 4 Pour plus de déails concernan les poliiques de second rang, nous renvoyons au rappor inermédiaire 28 e à l aricle Girmaud e Lafforgue (28) publié dans la Revue d Economie Poliique. 5

prix quaniés X Δ X A D Δ X A B Δ X A C Δ X D E, F Prix fossile - - - Coû uilisaion fossile + + + Prix backsop - - - Prix énergie + + - + Valeur innovaions dans B + + + Valeur innovaions dans E - - Valeur innovaions dans S + + + Combusible fossile - - - (faible) - Backsop + + (faible) + + Energie - - + - CCS + + (faible) + Innovaion dans B + + + Innovaion dans E + + Innovaion dans S + + (faible) + Inv. R&D dans B + + + Inv. R&D dans E + + Inv. R&D dans S + + (faible) + Inv. dans B + + + + Inv. dans F - - - (faible) - Inv. dans CCS + + (faible) + CO2 amosph. - - - (faible) - Tempéraure - - - (faible) - Oupu final - puis + - puis + + - puis + Consommaion + - puis + + - puis + Tableau 2. Synhèse des résulas La lecure de ce ableau se fai de la façon suivane. Le erme Δ X A D désigne le sens de variaion de la variable X, à la suie du passage du scénario A au scénario D, c es-à-dire pour une augmenaion simulanée de la axe carbone de à son niveau opimal τ, e des subvenions R&D de à leurs niveaux opimaux σ. Δ X A B indique le sens de variaion de sb X lorsque la axe carbone augmene de à τ, pour des niveaux de subvenions recherche demeuran nuls. De façon similaire, Δ X concerne le cas où oues les subvenions R&D A C X, augmenen de à σ, la axe carbone resan nulle. Enfin, Δ D E F concerne les cas où, paran de l opimum de 1 er rang (i.e. scénario D), la axe carbone augmene à la suie de la mise en place d un plafond de concenraion, les subvenions R&D resan opimales. Le signe + indique que la variable X augmene, le signe qu elle diminue e le signe que ses variaions son insignifianes. Dans les secions qui suiven, nous présenons les résulas les plus significaifs de façon plus déaillée (en pariculier, ampleur e évoluion emporelle de ces variaions). 6

4 Résulas numériques 4.1 Taxe carbone opimale La axe carbone es nulle dans les scenarii A (laisser-faire) e C (correcion de la seule disorsion R&D). Nous avons calculé la axe carbone opimale dans les quare scénarii : B (correcion de la seule disorsion environnemenale, auquel cas la axe es une axe de 2 nd rang), D (opimum de 1 er rang), E (plafond 55 ppm) e F (plafond 45 ppm). Les résulas obenus, où la axe es exprimée en dollar par onne de carbone, son représenés dans le graphique suivan. 25 USD/C 8 7 6 5 4 3 Tax, no subsidy (B) FB opimum (D) Opimum 55 (E) Opimum 45 (F) 2 1 25 225 245 265 285 215 Figure 2. Taxes opimales de premier e de second rang. Ce graphique appelle les remarques suivanes. En premier lieu, sur la période 25-28, la axe carbone opimale es d auan plus élevée que la conraine environnemenale es fore. En effe, l inroducion d un plafond maximum condui à une augmenaion de la axe (par rappor à l opimum de 1 er rang où il n y a pas de plafond). De plus, lorsque ce plafond diminue, la axe carbone augmene. En deuxième lieu, la axe de 2 nd rang lorsqu il n y a pas de subvenion R&D (scenario B) es oujours supérieure à la axe de 1 er rang. Même si les écars observés son faibles, ce résula confirme ceux qui on éé obenu dans un modèle sans CCS (cf. rappor inermédiaire 28). 7

En roisième lieu, cee axe es croissane avec le emps dans les cas sans plafond. S il y a plafond, elle augmene jusqu à la dae où ce sock de plafond es aein ; puis elle décroî. Pourquoi ces résulas? Par définiion, la axe carbone opimale à la dae es le coû social, exprimé en dollar, de l émission à la dae d une unié de carbone dans l amosphère. Lorsqu il n y a pas de plafond, ce coû social es la valeur présene des peres (exprimées en dollars) subies par l ensemble des généraions (à parir de la dae ) du fai du réchauffemen climaique ; dans nore modélisaion, ces peres son formalisées par la foncion de dommage emprunée à Nordhaus. Lorsqu on impose un plafond maximum au sock de carbone, le coû social comprend deux élémens : le premier es celui qui a éé évoqué ci-dessus, c es-à-dire le coû du réchauffemen climaique ; le second es le coû social direcemen subi par la sociéé du fai de la conraine de plafond. Lorsqu il n y a pas de plafond (scenarii B e D) ou, s il y a plafond (scenarii E e F), lorsqu il n es pas aein, la axe carbone es croissane e ceci pour rois raisons que l on peu résumer par rois effes : l effe régénéraion, l effe préférence pour le présen e l effe richesse. Supposons qu une unié de carbone soi émise à la dae. Cee unié va provoquer une hausse de empéraure qui va affecer oues les généraions vivan enre e (en héorie) l infini. Considérons un agen, apparenan à l une de ces généraions, e vivan à la dae s = +D. Décomposons les effes qu aura cee unié émise sur l agen : i) La nocivié de cee unié de carbone va progressivemen (bien que rès lenemen) diminuer au cours du emps, puisque l environnemen se régénère. Lorsque la dae d émission augmene, l écar de emps D diminue. Donc, le coû du changemen climaique supporé par l agen vivan à la dae s augmene. Ceci es vrai pour ous les agens vivan enre e l infini. Donc, ce élémen, que l on peu qualifier d effe régénéraion, conribue à accroîre la axe carbone en. ii) Il fau enir compe du fai que la axe carbone es fixée à la dae. Cee axe es donc la valeur acuelle, i.e. la valeur calculée en, du coû subi à la dae s. Supposons, hypohèse faie de façon rès générale dans la liéraure, que les consommaeurs on une ceraine préférence pour le présen 5. Lorsque augmene, le consommaeur vivan en es de plus en plus sensible au coû subi en s ; de façon équivalene, ceci signifie que la valeur acuelle en d un coû subi en s augmene. Ce deuxième élémen, que l on peu qualifier d effe préférences pour le présen, conribue égalemen à accroîre la axe carbone en. iii) Du fai de la croissance de l économie, e donc de la consommaion des ménages, il es de plus en plus coûeux de compenser les consommaeurs pour les dommages environnemenaux subis (schémaiquemen, un degré de empéraure supplémenaire es plus «coûeux» pour un consommaeur riche que pour un consommaeur pauvre). Ce effe, qualifié d effe richesse, conribue aussi à accroîre la axe en. Ces rois élémens conribuen à expliquer pourquoi la axe carbone croî progressivemen dans le emps. 5 C es la valeur de ce paramère psychologique qui a fai l obje de débas enre N. Sern, W.D. Nordhaus e N. Weizman. 8

Lorsqu on impose un plafond, la axe carbone devien décroissane à parir de la dae où ce plafond es aein : en effe, une fois le plafond aein, la conraine pesan sur la sociéé diminue à mesure que le emps passe, parce que la période de emps pendan laquelle le plafond es conraignan diminue progressivemen. Pour finir, il peu êre uile de rappeler quelques données afin d améliorer la compréhension des résulas. Nous savons qu une onne de carbone es équivalene à 3,667 onnes de CO 2. D aure par, un lire d essence génère 2,151 kg de CO 2, ce qui correspond à,586 kg de carbone (2,151/3,667). En 21, la axe carbone à l opimum de premier rang (pas de plafond) es de 256$ par onne de carbone. Ceci correspond à 256ä,586î15$ pour 1 lires d essence, soi,15$ par lire. Dans le cas d un plafond maximum de 55 ppm, ce plafond es aein en 275. A cee dae, la axe carbone opimale es de 55$ par onne de carbone, ce qui correspond à (55ä,586)/1î,32$ par lire d essence. Lorsque ce plafond maximum es fixé à 45 ppm, il es aein en 255. A cee dae, la axe carbone opimale es de 735$ par onne de carbone, soi (735ä,586)/1î,43$ par lire d essence. 4.2 Prix des énergies Les poliiques économiques mises en œuvre (axe carbone e subvenions aux différens seceurs de recherche) on, de façon générale, des effes direcs sur ous les prix qui se fixen sur l ensemble des marchés. Analysons ici l impac sur deux d enre eux (ceux des énergies primaires) : le prix de la ressource fossile, e le prix de la backsop non carbonée. 42 25 USD/CEq 415 41 Laisser-faire (A) Tax, no subsidy (B) Subsidies, no ax (C) FB opimum (D) Opimum 55 (E) Opimum 45 (F) 45 4 25 225 245 265 285 215 Figure 3. Prix de la ressource fossile. Pour ce qui concerne le prix de la ressource fossile (cf. Figure 3), un résula clair se dégage : plus la axe carbone es élevée, plus ce prix es faible. En effe, dans les scénarii A e 9

C où le carbone n es pas axé, ce prix es à son niveau maximum. A l opposé, lorsque le carbone es foremen axé (scénarii E e F, avec plafonds), il es à son niveau minimum. Les scénarii B e D consiuen des cas inermédiaires. Ce résula signifie que la axe carbone génère un ransfer de rene : cee rene es prélevée sur les produceurs de ressource fossile e elle revien aux uilisaeurs. Il confirme les ravaux héoriques qui on éé réalisés dans ce domaine ; de plus, ce modèle peu permere d évaluer le monan de ces ransfers. Malgré la baisse du prix de la ressource fossile provoquée par une axe carbone, son coû moyen d uilisaion, lui, augmene. En effe, lorsque le carbone es axé, les enreprises son inciées à séquesrer une parie de ce carbone. Dès lors, pour les uilisaeurs de l énergie fossile, le coû moyen es obenu en ajouan au «prix-produceur» : - d une par, la axe sur le CO 2 non séquesré (c es-à-dire émis dans l amosphère) ; - d aure par, le coû engagé dans l acivié de séquesraion. Les quare graphiques de la Figure 4 présenen les principaux résulas obenus pour les scénarii B, D, E e F (les scénarii A e C n apparaissen pas car ils corresponden au cas où la axe carbone es nulle : le coû d uilisaion de la ressource es alors égal au prixproduceur). a) Tax, no subsidy (B) b) FB opimum (D) 11 11 1 Sequesraion cos 1 9 Polluion cos (ax) 9 25 USD/CEq 8 7 6 Fossil fuel cos 25 USD/CEq 8 7 6 5 5 4 4 3 25 225 245 265 285 215 3 25 225 245 265 285 215 c) Opimum 55 (E) d) Opimum 45 (F) 11 11 1 1 9 9 25 USD/CEq 8 7 6 25 USD/CEq 8 7 6 5 5 4 4 3 25 225 245 265 285 215 3 25 225 245 265 285 215 Figure 4. Décomposiion du coû moyen d uilisaion de la ressource fossile. Ces résulas son clairs : plus la axe carbone es élevée, plus le coû moyen d uilisaion de l énergie fossile (représené par l enveloppe supérieure de chaque courbe) augmene (alors que, comme on l a vu plus hau, le «prix-produceurs» diminue). Dans ous 1

les cas, la axe carbone creuse sensiblemen l écar enre prix-produceurs e prix-uilisaeur de la ressource fossile. Enfin, la séquesraion n es uilisée de façon conséquene que si la axe carbone a un niveau suffisammen élevé. Dans nore modélisaion, il s agi esseniellemen des scénarii E e F, c es-à-dire ceux pour lesquels il y a un plafond de carbone suffisammen conraignan. Pour ce qui concerne le prix de la backsop non carbonée, il apparaî clairemen que les subvenions à la R&D fon baisser ce prix : dans les scénarii A e B (où il n y a pas de subvenions à la R&D), le prix es plus élevé que dans les quare aures scénarii (où les seceurs de R&D son subvenionnés). 13 12 11 25 USD/CEq 1 9 8 7 6 Laisser-faire (A) Tax, no subs. (B) Subsidies, no ax (C) FB Opimum (D) Opimum 55 (E) Opimum 45 (F) 25 225 245 265 285 215 Figure 5. Prix de la backsop. Enfin, un dernier résula apparaî : il y a peu d effes croisés sur les prix. En effe, la axe carbone a un for effe sur le prix des marchés de la ressource fossile (cf. ci-dessus), mais elle a peu d effe sur le prix de la backsop : le passage du scénario A au scénario B se fai par une augmenaion de la axe-carbone, les subvenions-r&d resan nulles ; le prix de la ressource fossile diminue foremen, e le prix de la backsop es à peu près inchangé. De même, les subvenions à la R&D on peu d effe sur le prix de la ressource fossile, mais un effe imporan sur le prix de la backsop : le passage du scénario A au scénario C se fai par une augmenaion des subvenions-r&d, la axe carbone resan nulle ; le prix de la ressource fossile es à peu près inchangé, alors que le prix de la backsop diminue foremen. 11

4.2 R&D Rappelons qu il y a ici rois seceurs de R&D, respecivemen dédiés à l énergie (E), à la backsop (B), e à la séquesraion (S). Inéressons-nous principalemen aux seceurs R&Dbacksop e R&D-CCS. Les graphiques qui suiven monren l impac des poliiques économiques sur la valeur des innovaions dans ces seceurs e sur les choix d invesissemens réalisés par les enreprises. 25 USD/uni of knowledge 15 12 9 6 Laisser-faire (A) Tax, no subsidy (B) Subsidies, no ax (C) FB opimum (D) Opimum 55 (E) Opimum 45 (F) 3 25 225 245 265 285 215 Figure 7. Valeur des innovaions dans la backsop. En premier lieu, l allure des rajecoires des figures 7 e 8 émoigne d une fore croissance de la valeur des innovaions au cours du siècle, à l excepion des scenarii A e C dans le cas de la CCS pour lesquels aucune recherche n es enreprise. En second lieu, la valeur des deux ypes d innovaions dépend à la fois des subvenions R&D e de la poliique environnemenale. Pour ce qui es de la R&D-backsop, à axe carbone donnée, la valeur des innovaions es d auan plus fore que le niveau des subvenions es élevé (cf. rajecoire C versus rajecoire A e D versus B). L effe de la axe carbone es plus complexe à analyser. En l absence de subvenions, elle n a aucun effe sur la valeur des innovaions (cf. B versus A). Si les subvenions son posiives, la axe carbone s avère simuler la valeur des innovaions, au moins jusqu à la première moiié du siècle (cf. classemen des rajecoires C, D, E e F). Pour ce qui es du seceur de recherche dédié à la CCS (Figure 8), on observe que la axe carbone a un impac déerminan sur la valeur des innovaions. En effe, en l absence de axe, cee valeur es nulle, même en cas de subvenions posiives (cf. rajecoires A e C). Si 12

la axe es posiive, la valeur des innovaions es posiive, même en l absence de subvenion (cf. rajecoire B). Enfin, lorsque cee axe augmene, la valeur des innovaions augmene égalemen (cf. scenario D versus E e F). Par ailleurs, l impac des subvenions R&D es imporan pour auan que la axe carbone soi posiive (cf. D versus B : la axe diminue légèremen, mais la valeur des innovaions augmene en raison de l augmenaion des subvenions). 25 USD/uni of knowledge 2 1,5 1,5 Laisser-faire (A) Tax, no subs. (B) Subsidies, no ax (C) FB Opimum (D) Opimum 55 (E) Opimum 45 (F) 25 225 245 265 285 215 Figure 8. Valeur des innovaions dans la CCS. Commenons à présen la Figure 9 qui représene les invesissemens en R&D dans les rois seceurs. Dans la siuaion de laisser-faire, il n y a aucune recherche dans la séquesraion (puisqu il n y a aucune inciaion à cela) ; les invesissemens-recherche dans l énergie e dans la backsop resen faibles. Dans le scénario B (axe carbone opimale, aucune subvenion R&D), l impac sur les invesissemens es assez faible par rappor au laisser-faire. Le scénario C (pas de axe-carbone, subvenions opimales) monre un for accroissemen des invesissemens dans la recherche-backsop. Mais la recherche-séquesraion n es pas du ou simulée. Dans le scénario D (Firs-bes), où l on combine une axe carbone e des subvenions-recherche, on obien un accroissemen sensible des invesissemens oaux dans les rois aciviés de recherche, avec une par non négligeable des invesissemens dans la séquesraion du carbone. Les scénarii E e F confirmen, en l amplifian, le résula selon lequel c es la combinaison axe carbone e subvenions-r&d qui simule le mieux les invesissemens dans la R&D, en pariculier pour la R&D dédiée à la séquesraion. Nous observons donc une ceraine complémenarié enre axe carbone e subvenions R&D dans le développemen de la recherche, à la fois dans les prix (cf. Figure 7 e 8) e dans les quaniés (cf. Figure 9). Nous verrons plus loin que cee complémenarié es renforcée 13

lorsque nous examinerons l impac des poliiques économiques sur l exracion des ressources fossiles, le développemen de la séquesraion e celui de la backsop. a) Laisser-faire (A) b) Tax, no subsidy (B),45,45,4,35,3 R&D subs. in CCS R&D subs. in backsop R&D subs. in energy,4,35,3 percens,25,2 percens,25,2,15,15,1,1,5,5 25 225 245 265 285 215 25 225 245 265 285 215 c) Subsidies, no ax (C) d) FB opimum (D),45,45,4,4,35,35,3,3 percens,25,2 percens,25,2,15,15,1,1,5,5 25 225 245 265 285 215 25 225 245 265 285 215 e) Opimum 55 (E) f) Opimum 45 (F),45,45,4,4,35,35,3,3 percens,25,2 percens,25,2,15,15,1,1,5,5 25 225 245 265 285 215 25 225 245 265 285 215 Figure 9. Invesissemens R&D dans les différens seceurs. 14

4.3 Mix énergéique Afin de donner un premier aperçu des résulas, nous présenons ci-dessous un graphique monran commen évoluen dans le emps les pars relaives de l énergie fossile e de la backsop non-carbonée dans l énergie primaire. 1 9 8 percens 7 6 5 4 3 Fossil fuel Backsop 2 1 25 225 245 265 285 215 2125 2145 2165 2185 Laisser-faire Opimum Opimum 55 Opimum 45 Figure 1. Pars des énergies fossiles e backsop dans l énergie primaire. Dans ous les cas, la backsop se subsiue progressivemen à l énergie fossile au cours du emps. Cependan, la viesse à laquelle se fai cee subsiuion dépend beaucoup du scénario considéré. Dans le cas du laisser-faire (scénario A), la par de la backsop es inférieure à 1 % jusqu à la fin du siècle. La subsiuion ne commence à prendre effe qu après cee dae. A l opposé exrême, dans le cas du scénario F (plafond de 45 ppm), la subsiuion commence immédiaemen, e elle es relaivemen rapide. Avan 25, la backsop représene près de 5 % de l énergie oale. Naurellemen, les aures scénarios son des cas inermédiaires. Pour l esseniel, la viesse de pénéraion de la backsop es d auan plus élevée que la axe carbone es fore. Par la suie, nous décomposons l énergie primaire en rois élémens : la backsop (B), la ressource fossile avec séquesraion (S), c es-à-dire celle don le carbone es séquesré, e la ressource fossile sans séquesraion (F-S). Les résulas son présenés dans les graphiques suivans. 15

a) Laisser-faire (A) b) Tax, no subsidy (B) 45 45 GC 4 35 3 25 2 Backsop Fossil fuel w/ CCS Fossil fuel w/o CCS GC 4 35 3 25 2 15 15 1 1 5 5 25 225 245 265 285 215 25 225 245 265 285 215 c) Subsidies, no ax (C) d) FB opimum (D) GC 45 4 35 3 25 2 15 1 5 25 225 245 265 285 215 GC 45 4 35 3 25 2 15 1 5 25 225 245 265 285 215 e) Opimum 55 (E) f) Opimum 45 (F) GC 45 4 35 3 25 2 15 1 5 25 225 245 265 285 215 GC 45 4 35 3 25 2 15 1 5 25 225 245 265 285 215 Figure 11. Composiion énergies primaires. Ces graphiques appellen les quelques commenaires qui suiven. Dans le cas de laisser-faire (A : pas de axe-carbone, pas de subvenion-r&d), il n y a pas du ou de séquesraion, e la pénéraion de la backsop es faible. L absence de séquesraion s explique ici par le fai qu il n y a aucune inciaion à se livrer à cee opéraion coûeuse. La faible pénéraion de la backsop s explique par son coû qui rese relaivemen élevé, malgré la hausse progressive du prix de la ressource fossile. Le scénario B (axe opimale, pas de subvenions-r&d) monre que le principal effe de la axe carbone es de freiner sensiblemen l exracion, e donc l uilisaion de la ressource fossile : formellemen, F diminue à oues les daes par rappor au laisser-faire. Par conre, cee axe-carbone, condui à une faible augmenaion de la séquesraion e de la backsop. 16

Le scénario C (pas de axe carbone e subvenions opimales) confirme e éend les résulas obenus. Sans axe-carbone, on ne rédui pas l exracion e l uilisaion de la ressource fossile. Les subvenions à la R&D conduisen à un développemen un peu plus for de la backsop. Le scénario D (axe carbone e subvenions-r&d opimales, sans plafond) es pariculièremen inéressan car il es le premier, ici, où l on uilise simulanémen la axe carbone e les subvenions-r&d. Comme dans le scénario B, on observe une fore baisse de l exracion de la ressource fossile ; cee baisse es encore plus fore que dans le scénario B e, en oure, une parie moins négligeable du CO 2 es désormais séquesrée. Enfin, la backsop se développe ici de façon plus sensible. Ce scénario semble faire apparaîre une complémenarié enre axe carbone e subvenions-r&d, au niveau de la baisse de l exracion, du développemen de la séquesraion, e de la backsop. Il confirme le résula obenu dans la secion 4.2. Les scénarios E e F (avec plafonds) confirmen les endances observées avec le scénario D. La combinaison de subvenions à la R&D e d une axe carbone imporane condui à une baisse rès fore de l exracion par rappor au laisser-faire. En même emps, elle condui à une fore pénéraion de la backsop (rappelons que celle-ci représene 45 % de l énergie vers 25). Enfin, elle simule la séquesraion de façon conséquene : à la fin du siècle, celle-ci représene en effe 14 % des émissions dans l opimum de premier rang (sans plafond), 6 % dans le scénario E (plafond : 55 ppm), e 8 % dans le scénario F. 4.4 Effes sur le clima e dommages Les figures 12 e 13 représenan respecivemen la concenraion amosphérique de carbone (en ppm) e la hausse de la empéraure moyenne, conduisen à souligner encore le rôle esseniel de la axe carbone dans la réducion de la polluion émise dans l amosphère. Par exemple, les rajecoires des scénarii A e C son à peu près confondues ; ces deux scénarii se disinguen par les subvenions-r&d (nulles dans le scénario A) mais, dans les deux cas, la axe carbone es nulle. Cependan, lorsqu une axe carbone es mise en place, les subvenions-r&d permeen de réduire les émissions, e donc la concenraion du carbone : cf. par exemple le scénario B e D : dans les deux cas, il y a une axe carbone opimale, mais il n y a de subvenion-r&d que dans le second. 17

ppm 15 95 85 75 65 Laisser-faire (A) Tax, no subsidy (B) Subsidies, no ax (C) FB opimum (D) Opimum 55 (E) Opimum 45 (F) 55 45 35 25 225 245 265 285 215 Figure 12. Concenraion amosphérique de carbone. 5 Celcius degrees 4 3 2 Laisser-faire (A) Tax, no subsidy (B) Subsidies, no ax (C) FB opimum (D) Opimum 55 (E) Opimum 45 (F) 1 25 225 245 265 285 215 Figure 12. Ecar de empéraure par rappor au niveau de 19. 18

Le dommage environnemenal es direcemen lié à l augmenaion de la empéraure, elle-même provoquée par l augmenaion de la concenraion du carbone dans l amosphère. Donc, comme le monre le graphique suivan (Figure 13), les rois variables suiven les mêmes ypes d évoluions. percens 6 5 4 3 Laisser-faire (A) Tax, no subs. (B) No ax, subs. (C) FB Opimum (D) Opimum 55 (E) Opimum 45 (F) 2 1 25 225 245 265 285 215 Figure 13. Dommage en % du produi mondial bru (PMB). Remarquons que les résulas obenus ici son à peu près du même ordre que ceux du rappor Sern par exemple : dans celui-ci, le dommage environnemenal représene environ 5 % du produi mondial, chaque année e pour oues les années fuures. 4.5 Coûs des différens «policy-mix» en erme d oupu e de consommaion L objecif majeur des poliiques environnemenales que nous éudions es de réguler les émissions de CO 2 afin d évier qu il ne s accumule rop vie dans l amosphère. Les conséquences posiives de ces poliiques sur l augmenaion de la empéraure moyenne, e donc sur le produi mondial, ne prendron effe que dans un avenir relaivemen loinain. Par conre, ces poliiques on un coû pour les premières généraions puisque, pour celles-ci, l impac sur le clima des différenes poliiques n es pas encore percepible alors que le renchérissemen des ressources fossiles freine le développemen du produi mondial. La Figure 14 monre, pour chaque scénario, commen les poliiques économiques conduisen le produi mondial à s écarer du niveau de laisser-faire. D une par, à chaque fois qu une axe carbone es imposée (ici, ous les scénarii sauf C), il y a une pere de produi pour les premières généraions. D aure par, plus cee axe es élevée, plus la pere es fore. Enfin, si l on exclu le cas où il n y a pas de axe (scénario C), 19

on observe que les scenarii les plus favorables aux fuures généraions son aussi les plus pénalisans pour les premières. 1 percens 8 6 4 2-2 Tax, no subsidy (B) Subsidies, no ax (C) FB opimum (D) Opimum 55 (E) Opimum 45 (F) 25 225 245 265 285 215 2125-4 -6 Figure 14. Variaions du PMB en % par rappor au niveau de laisser-faire. Nous savons que, à chaque insan du emps, le produi oal es uilisé pour la consommaion des ménages e pour l ensemble des invesissemens : capial physique pour produire l oupu final, invesissemens desinés à produire la backsop, la ressource fossile e à séquesrer, invesissemens dans les différens seceurs de recherche. Du poin de vue du bien-êre des ménages, c es finalemen la consommaion qui compe. La Figure 15 monre, pour les différens scenarii, commen les poliiques économiques conduisen la consommaion à s écarer du scénario de laisser-faire. 2

1 percens 8 6 4 2-2 Tax, no subs. (B) No ax, subsidies (C) FB Opimum (D) Opimum 55 (E) Opimum 45 (F) 25 225 245 265 285 215 2125-4 -6 Figure 15. Variaions de la consommaion en % par rappor au niveau de laisser-faire. Ce graphique monre que la poliique climaique (i.e. axe carbone seule, ou axe carbone avec plafond) a des effes négaifs sur la consommaion, e donc le bien-êre des premières généraions. Mais ce effe es moins imporan que celui que nous avons observé ci-dessus sur l oupu final. Pourquoi ce résula? L explicaion es simple. Lorsqu on me en place les différenes poliiques économiques, le oal des invesissemens effecués dans l économie par rappor à la siuaion de laisser-faire diminue. Il serai inéressan d examiner l évoluion de chaque ype d invesissemen pour mieux comprendre pourquoi les poliiques économiques on un effe moins néfase que prévu sur le bien-êre des généraions. A ire d exemple, nous monrons dans l aricle Grimaud e Lafforgue (28) de la Revue d Economie Poliique, que les poliiques environnemenales provoquen une baisse imporane des dépenses engagés engagées dans le seceur des ressources fossiles (i.e. exracion, raffinage, ranspor ). Enfin, noons que, conrairemen à ce que nous avons observé sur l oupu final, la mise en place simulanée d une axe carbone opimale e de subvenions à la recherche, perme d accroîre la consommaion, e donc le bien-êre, de oues les généraions, présenes e fuures. 21

5 Synhèse des résulas Nous avons considéré différens scénarii dans lesquels apparaissen deux ypes de poliiques économiques : une axe carbone e rois subvenions à la R&D, respecivemen dédiées à l énergie (de façon générale), à la backsop non-carbonée, e à la séquesraion du carbone. Le modèle calibré perme de mesurer les impacs de ces différens ouils. La axe carbone provoque une baisse du prix-produceurs des ressources fossiles, c es-à-dire un ransfer de rene des pays produceurs de ressources vers les pays uilisaeurs. Simulanémen, elle provoque une augmenaion du prix final, c es-à-dire du coû d uilisaion de ces ressources, puisque au prix-produceur s ajoue la axe carbone e le coû engagé dans la séquesraion. Plus la axe es élevée, plus les émissions de CO 2 son faibles, e ceci par le biais de 2 canaux : d une par, on exrai moins de ressources fossiles, d aure par on séquesre une parie plus grande du carbone. C es pourquoi, au final, l augmenaion de la empéraure moyenne diminue. Dans plusieurs scénarii, la axe carbone e les subvenions-r&d apparaissen comme des ouils complémenaires. C es le cas lorsqu on veu agir significaivemen sur l exracion des ressources fossiles, le développemen de la séquesraion, e celui de la backsop noncarbonée. C es le cas égalemen si l on veu simuler au mieux les invesissemens dans la R&D, en pariculier dans la R&D dédiée à la séquesraion. D une ceraine façon, les résulas présenés von dans le sens de ceux de l IPCC e de l IAE : la séquesraion du carbone es un élémen imporan à prendre en compe dans la lue conre le réchauffemen climaique. Enfin, il fau remarquer que cee analyse concerne les variaions du produi mondial oal. En fai, le bien-êre de chaque généraion dépend de sa consommaion, c es-à-dire du produi auquel il fau enlever l ensemble des invesissemens (dépenses dans l exracion des ressources fossiles e dans la producion de la backsop non-carbonée, e dépenses de R&D). Il n es pas exclu que, sur ceraines périodes, les poliiques environnemenales provoquen une baisse de ces invesissemens, ce qui pourrai par exemple aénuer l impac de ces poliiques pour les premières généraions. Nous n irons pas plus loin dans cee quesion, qui pourra êre examinée dans des éudes ulérieures. 22

BIBLIOGRAPHIE Gerlagh, R. (26). ITC in a global growh-climae model wih CCS: The value of induced echnical change for climae sabilizaion. The Energy Journal, Special issue, 223-24. Grimaud, A., Lafforgue, G. e Magné, B. (27). Innovaion markes in he policy appraisal of climae change miigaion. LERNA working papers n 7.12.233. Grimaud, A. e Lafforgue, G. (28). Climae change miigaion policies: Are R&D subsidies preferable o a carbon ax? Revue d Economie Poliique, 119(6), 915-94 Grimaud, A., Lafforgue, G. e Magné, B. (29). Climae change miigaion opions and direced echnical change: A decenralized equilibrium analysis. LERNA working paper n 8.1.254, submied. Grimaud A. e L. Rouge (29). Séquesraion du Carbone e Poliique Climaique Opimale. Economie e Prévisions, Vol. 19-191 (n 4-5), 53-69. Grimaud A. e L. Rouge (28). Environmen, Direced Technical Change and Economic Policy. Environmenal and Resource Economics, Vol. 41, n 4, 439-463. Inernaional Energy Agency (28). Energy echnology perspecives. IEA Publicaions, Paris. IPCC (25). Special Repor on Carbon dioxide Capure and Sorage, Conribuion of Working Group III, Repor of he Inergovernmenal Panel on Climae Change, Cambridge Universiy Press, Cambridge, UK, 25. Hoffer M. and al. (22). Advanced Technology Pahs o Global Climae Sabiliy: Energy for a Greenhouse Plane, Science 298, 981-987, 22. Lafforgue G., Magné, B. e Moreaux M. (28). Energy subsiuions, climae change and carbon sinks. Ecological Economics 67(4), 589-597. Nordhaus W. (28). A Quesion of Balance, Yale Universiy Press. Popp, D. (26). ENTICE-BR: The effecs of backsop echnology R&D on climae policy models. Energy Economics 28, 188-222. Sern N. (27). The Economics of Climae Change: he Sern Review, Cambridge Universiy Press. 23

RAPPORT FINAL DE LA RECHERCHE : Annexes Décembre 29 Conra CFE - 47 1

INDEX 1. Lise des publicaions e communicaions 2. Rappors inermédiaires de la recherche - Décembre 27 - Décembre 28 3. Publicaions - Environmen, Direced Technical Change and Economic Policy (28). Environmenal and Resource Economics, Vol. 41, n 4, 439-463. - Séquesraion du Carbone e Poliique Climaique Opimale (29). Economie e Prévisions, Vol. 19-191, n 4-5, 53-69. - Climae change miigaion policies: Are R&D subsidies preferable o a carbon ax? (28) Revue d Economie Poliique, 119(6), 915-94. - Climae change miigaion opions and direced echnical change: A decenralized equilibrium analysis (29). LERNA working paper n 8.1.254, soumis. 2

1. Lise des publicaions e communicaions 1.1 Publicaions scienifiques Grimaud, A., Lafforgue, G. e Magné, B. (27). Innovaion markes in he policy appraisal of climae change miigaion. LERNA working papers n 7.12.233. Grimaud, A. e Lafforgue, G. (28). Climae change miigaion policies: Are R&D subsidies preferable o a carbon ax? Revue d Economie Poliique, 119(6), 915-94 Grimaud A. e L. Rouge (28). Environmen, Direced Technical Change and Economic Policy. Environmenal and Resource Economics, Vol. 41, n 4, 439-463. Grimaud A. e L. Rouge (29). Séquesraion du Carbone e Poliique Climaique Opimale. Economie e Prévisions, Vol. 19-191, n 4-5, 53-69. Grimaud, A., Lafforgue, G. e Magné, B. (29). Climae change miigaion opions and direced echnical change: A decenralized equilibrium analysis. LERNA working paper n 8.1.254, submied. Lafforgue G., Magné, B. e Moreaux, M. (28). Energy subsiuions, climae change and carbon sinks. Ecological Economics 67(4), pp. 589-597. Lafforgue G., Magné, B. e Moreaux, M. (28). The opimal sequesraion policy wih a ceiling on he sock of carbon in he amosphere. Dans The Design of Climae Policy (Chaper 14, pp. 273-34), R. Guesnerie and H. Tulkens eds, Boson: The MIT Press. Lafforgue G. (28). Sochasic echnical change, exhausible resource and opimal susainable growh. Resource and Energy Economics 3(4), pp. 54-554. 1.2 Aricles de presse Grimaud, A. e Lafforgue, G. «Simulons enfin la recherche vere!», paru dans La Tribune du 12/1/29. Grimaud, A. e Lafforgue, G. «Pas de plan de relance sans recherche vere», paru dans Objecif News du 9/5/29. 3

1.3 Communicaions «Sochasic echnical change, exhausible resource and opimal susainable growh» : - CENTER seminar in environmenal economics, Tilburg Universiy, février 27. «Innovaion markes in he policy appraisal of climae change miigaion» : - Macro-dynamics and Environmenal Economics, Nanerre, juin 27. - The Economics of Technology Policy, Ascona, juin 27 - EAERE, Thessaloniki, juin 27. - CREE, Oawa, ocobre 27. «Climae change miigaion opions and direced echnical change: A decenralized equilibrium analysis» : - SURED (Susainable Resource Use and Economic Dynamics), Ascona, juin 28. - EAERE, Göeborg, juin 28. - Recen advances in CCS economics and sociology, Pau, avril 29. - Annual Global Conference on Environmenal Taxaion, Lisbonne, sep. 29. - CESifo Conference on Climae Change, Munich, ocobre 29. - Journée echnique CCS, BRGM, Orléans, nov. 29. - Séminaire LEMNA, Universié de Nanes, nov. 29. «Climae change miigaion policies: Are R&D subsidies preferable o a carbon ax?» : - Journées Jeunes Chercheurs INRA, Monpellier, ocobre 28. - AFSE, Paris, sepembre 28. - Conference LERNA Equiy in environmenal and resource economics, Toulouse, juin 29. «Effes macroéconomiques e dynamiques d une axe carbone e d une subvenion à la R&D vere» : - Commission Carbone (Conseil d Analyse Sraégique), TSE, avril 28. - Direcion des Affaires Economiques e Inernaionales, Minisère Ecologie, Paris, mars 28. 4

RAPPORT INTERMEDIAIRE DE LA RECHERCHE : Changemen climaique e progrès echnique endogène Présené par L INSTITUT D ECONOMIE INDUSTRIELLE (IDEI) Universié de Toulouse 1 Sciences Sociales Manufacure des Tabacs Bâ F Aile Jean-Jacques Laffon 21 allée de Brienne 31 Toulouse E LE CONSEIL FRANÇAIS DE L ENERGIE (CFE) 3 rue Treilhard 758 Paris Décembre 27 Conra CFE - 47

Avan-propos Ce documen es le premier Rappor Inermédiaire sur les ravaux de recherche engagés par l IDEI conformémen aux disposiions du conra CFE 47 iniulé «Changemen climaique e progrès echnique endogène». Ce conra éabli enre le CFE e l IDEI es conclu pour 3 ans à comper du 1 er janvier 27. 2

1. Rappels sur le conenu du proje La recherche engagée, iniulée «Changemen climaique e progrès echnique endogène» a pour obje de consruire un modèle d équilibre général dynamique de long erme ayan les principales caracérisiques suivanes : a) Il doi inégrer les derniers acquis de la héorie économique. En pariculier, le progrès echnique y es endogène, dans le sens où il es le résula de l acivié de Recherche- Développemen (R&D), qui es coûeuse. De plus, ce progrès echnique es dédié, dans le sens où il y a plusieurs seceurs de recherche qui son spécifiques à différens seceurs de l économie : énergies renouvelables, ressources carbonées, séquesraion du carbone, seceur nucléaire, b) Il doi êre fiable e robuse au niveau empirique. C es pourquoi il s appuie sur le modèle ENTICE-BR de David Popp, modèle qui es dans le prolongemen des ravaux que William Nordhaus mène depuis de nombreuses années à l Universié de Yale. c) Il doi êre souple e modulable, au sens où il doi pouvoir êre compléé e éendu, afin d éudier des quesions qui ne son pas prises en compe dans la version de base. On pense en pariculier à la séquesraion du carbone e à l énergie nucléaire. d) Enfin, il doi permere de raier à la fois des quesions normaives e des quesions posiives. Les quesions normaives son celles qui son raiées dans la liéraure sandard ; pour l esseniel, il s agi de chercher les rajecoires emporelles (d exracion de ressources naurelles, de polluion, de producion, ec ) qui maximisen le bien-êre social. C es, par exemple, le ype de quesion que se pose le rappor Sern. Les quesions posiives son beaucoup moins souven abordées dans la liéraure. Pour l esseniel, il s agi de comprendre commen foncionne l économie décenralisée, c es-à-dire commen se déermine l équilibre de l ensemble des marchés. Dans ce cadre, il es possible d analyser les effes de différenes poliiques économiques, poliiques environnemenales e poliiques de R&D. En pariculier, ce ype d analyse perme de calculer les ouils opimaux, c es-à-dire ceux qui permeen à l économie décenralisée de coïncider avec l éa de bien-êre maximum. 2. Avancemen des ravaux L éa acuel de la recherche es bien résumé dans l aricle join : «Decenralized equilibrium analysis in a growh model wih direced echnical progress and climae change miigaion» (André Grimaud, Gilles Lafforgue e Berrand Magné, Mimeo IDEI, Novembre 27). Afin de parvenir à la rédacion de ce documen, les principales phases de la recherche on éé les suivanes : 3

a) Mise sous forme canonique du modèle ENTICE-BR. Nous avons écri le modèle de Popp sous la forme canonique d un modèle d équilibre général sandard, c es-à-dire un modèle où n apparaissen que des relaions relaives aux goûs (foncion d uilié) e à la echnologie (foncions de producion). Ces modificaions concernen esseniellemen : - le seceur de la ressource fossile : cf. l équaion (3) pour le cas non spécifié, e l appendice 1 pour le cas spécifié. - le seceur de la backsop : cf. l équaion (4) pour le cas non spécifié, e l appendice 1. b) Calcul de l opimum (bien-êre social maximum) e confronaion des résulas avec ceux de Popp. A parir du modèle réécri sous forme canonique, nous avons caracérisé l éa de bienêre social maximum. Sur le plan analyique, les résulas son données dans la secion 3 («Welfare analysis») e la Proposiion 1. Les résulas numériques son représenés graphiquemen dans les figures 3 à 7, sous la rubrique «Opimum». Naurellemen, nous avons vérifié que ces résulas son les mêmes que ceux de Popp. Donc, la mise sous forme canonique n a pas aléré le modèle iniial. c) Ecriure du sysème d équaions qui caracérise l équilibre de l économie décenralisée. Il s agi du poin-clef dans le développemen de ce modèle : cf. la secion 4 («Decenralized equilibrium»), e en pariculier la sous-secion 4.1.5 («The R&D secors») où nous expliquons commen nous calculons la valeur sociale des innovaions, e leur valeur de marché. La proposiion 2 monre commen, à chaque riple des poliiques économiques, on sai désormais associer un équilibre pariculier. d) Implémenaion à l opimum par la déerminaion des poliiques-opimales. A parir des résulas précédens, il es mainenan relaivemen aisé de calculer les ouils de poliique économique opimaux. Les résulas son donnés dans la secion 5 : cf. en pariculier la Proposiion 3. Remarque : le calcul effecif de l équilibre dans l économie décenralisée a nécessié la démonsraion d un héorème spécifique. Celui-ci ne figure pas dans l aricle cijoin. Il sera peu-êre présené dans un prochain aricle. e) Effes de la poliique environnemenale e des poliiques de R&D : premières simulaions. L impac des poliiques économiques es éudié dans la secion 6. Les résulas son résumés dans le Tableau 1, e analysés en déails dans les sous-secions 6.2 e 6.3. Soulignons quelques-uns d enre eux. 4

Une augmenaion de la axe-carbone a pour effe d augmener le prix du marché de la ressource fossile ; ceci condui à une diminuion de l exracion (à chaque dae, e sur l ensemble de la période d analyse), e donc à une diminuion des émissions de CO 2. Simulanémen, l augmenaion de la axe-carbone a aussi pour effe de diminuer le prix de la ressource fossile payé aux produceurs. Cee poliique environnemenale provoque donc un ransfer de rene des pays propriéaires de ressources vers les pays uilisaeurs. L augmenaion de la axe-carbone a aussi pour effe de simuler le développemen de la producion de la backsop (solaire, éolien, ). Ceci résule esseniellemen d un effe de subsiuion : l augmenaion du prix de la ressource fossile due à la axe rend plus renable l uilisaion de la backsop. On pourrai imaginer que la axe-carbone pourrai simuler la «recherche vere» dans la backsop. De fai, ce effe exise, mais il rese faible. Si l on souhaie que cee recherche vere se développe, il es nécessaire d agir direcemen sur elle. Enfin, les deux ypes de subvenions à la R&D éudiées ici (subvenion à la R&D backsop e subvenion à la R&D-énergie en général), on des effes direcs rès clairs, mais elles n on pas d effes croisés : la subvenion à la R&D vere incie les enreprises à mere plus de moyens dans cee recherche, mais elle n a pas d effe sur la R&D-énergie en général ; de même, la subvenion à la R&D-énergie simule effecivemen cee recherche, mais elle n a pas d effes sur la recherche vere. 3. Ea des lieux e perspecives Le développemen du modèle es déjà suffisammen avancé pour qu il fasse l obje de communicaions. L aricle a éé présené dans les congrès e séminaires suivans : - «Inernaional Conference on Environmenal Economics», Universiy of Paris X Nanerre, 7-8 Juin 27. - «The Economics of Technology Policy», Mone-Verià, Ascona, Suisse, 17-22 Juin 27. - Congrès Annuel de l European Associaion of Environmenal and Resources Economics (EAERE), Thessalonique, Grèce, 25-3 Juin 27. - Séminaire «Economie de l Environnemen e des Ressources Naurelles», Universié Paris I, 27 Sepembre 27. - «17h Annual Meeing, Canadian Resource and Environmenal Economics Sudy Group», Universiy of Oawa, Ocober 12-14, 27. - Séminaire Economie de l Environnemen, LERNA, Universié Toulouse I, 15 Ocobre 27. Dans le prochain cour erme, nous allons acualiser la parie empirique du modèle en uilisan la dernière version du modèle de William Nordhaus, DICE-27, qui dae du 25 Juille 27. A parir de là, nous coninuerons à développer le modèle, noammen en inroduisan la possibilié de séquesraion du carbone. 5