Quel est le véritable coût de la réduction des gaz à effet de serre ?

Pour des réductions profondes des émissions de gaz à effet de serre, une perspective à long terme sur les coûts est essentielle.

Le consensus scientifique est clair: le changement climatique est associé à des catastrophes naturelles de plus en plus fréquentes et intenses allant des sécheresses et des incendies de forêt aux ouragans et aux inondations côtières. Bien que l’étendue des dommages économiques ne puisse être connue avec certitude, des preuves solides suggèrent qu’ils pourraient être assez graves. Le défi pour les décideurs sera savoir combien dépenser pour des mesures de réduction des émissions de gaz à effet de serre. Pour ce faire, ils doivent être en mesure de comparer les coûts des différentes options, y compris les sources d’énergie renouvelables et les voitures électriques.

Le défi devient de plus en plus urgent dans le monde des politiques, car les climatologues soutiennent que les réductions d’émissions doivent être rapides et profondes, dans le but d’atteindre le zéro net d’ici 2050, sinon plus tôt (Millar et al., 2017). Cet objectif, que de nombreux pays ont déjà adopté, nécessitera une vaste transformation des sources d’énergie utilisées pour alimenter l’économie mondiale, et cela signifierait aller bien au-delà du progrès technologique normal. En effet, l’ International Energy Outlook 2019 de l’US Energy Information Administration prévoit que les combustibles fossiles produiront toujours 57% de l’électricité en 2050.

Combien cela coûterait-il d’aller au-delà du statu quo et de se rapprocher des émissions nettes nulles d’ici 2050? Pour répondre à cette question, il est important de distinguer les coûts à court et à long terme. À court terme, il existe des moyens peu coûteux de réduire les émissions, mais des réductions plus importantes se heurtent à une augmentation rapide des coûts. 

Cependant, certaines activités – en particulier celles impliquant de nouvelles technologies à faible émission de carbone – qui semblent coûteuses à court terme peuvent en fait se révéler être des approches à faible coût à long terme, en raison de l’innovation induite. Cette perspicacité suggère que le coût à long terme de l’atténuation peut être inférieur à ce que l’on suppose généralement.

Coût à court terme des technologies

Pour calculer les coûts à court terme de l’atténuation des émissions de gaz à effet de serre, les économistes estiment les coûts initiaux et divisent par le nombre de tonnes d’émissions de dioxyde de carbone (ou équivalent) réduites. Par exemple, supposons qu’un gouvernement dépense 20 millions de dollars pour promouvoir le développement de parcs éoliens pour produire de l’électricité, réduisant ainsi les émissions de dioxyde de carbone de 1 million de tonnes. Le coût à court terme de l’atténuation serait de 20 $ la tonne. Cette méthode fournit un moyen utile de comparer les coûts des différentes manières de réduire les émissions.

Bien sûr, il faut être prudent dans l’interprétation des résultats axés sur une technologie ou une politique individuelle isolément. Par exemple, il pourrait y avoir des interactions entre les politiques, et les coûts associés aux technologies peuvent varier selon l’emplacement et la manière exacte dont la technologie est mise en œuvre. Et les estimations de ces coûts changent chaque année. En effet, le coût de la production d’énergie solaire et éolienne a diminué rapidement au cours de la dernière décennie, et la baisse devrait se poursuivre.

Mon collègue James Stock et moi avons estimé les coûts non subventionnés de diverses technologies pour réduire les émissions de gaz à effet de serre sur la base d’une revue de la littérature économique récente et des Perspectives énergétiques annuelles 2018 de l’Energy Information Administration (graphique 1). Les coûts sont exprimés par rapport à la production de charbon existante, qui est une référence utile car le charbon est le combustible le plus intensif en carbone. Dans de nombreux pays, les décideurs devront décider de fermer ou non les centrales au charbon existantes sur la voie de la décarbonisation. Ces estimations sont des moyennes des États-Unis et il faut être prudent en les appliquant ailleurs.

Le point le plus frappant est que les technologies des énergies renouvelables sont parmi les moins coûteuses. (Ce résultat peut être appliqué en dehors des États-Unis, car les marchés de la plupart des technologies renouvelables sont mondiaux.) En fait, le coût de l’énergie éolienne et solaire peut être encore plus faible lorsque des subventions implicites ou explicites sont incluses. Cependant, ces estimations ne tiennent pas compte de l’intermittence de la production d’énergie renouvelable – après tout, le soleil ne brille pas et le vent ne souffle pas tout le temps (Joskow 2019). À des niveaux d’utilisation élevés, les énergies renouvelables doivent être complétées par des technologies de stockage telles que le stockage hydroélectrique par pompage ou des batteries, ou par une forme de production qui peut rapidement combler l’écart lorsque l’approvisionnement en énergie éolienne ou solaire est défaillant.

Aux États-Unis, une alternative à faible coût et à faible émission de carbone au charbon est une centrale électrique qui incorpore des turbines à gaz et à vapeur pour accroître l’efficacité. Connue sous le nom de génération de cycle combiné au gaz naturel, cette solution tire parti de la fourniture abondante de gaz de schiste fracké bon marché. Une mise en garde: le coût estimé de 27 $ la tonne suppose qu’il n’y a pas de fuite de méthane dans les puits, les pipelines ou les installations de stockage. Le méthane est un puissant gaz à effet de serre, et la gigantesque fuite à Aliso Canyon, en Californie, en 2015 montre que la production de gaz naturel peut produire des émissions de gaz à effet de serre plus élevées et donc des coûts par tonne plus élevés de tous les gaz à effet de serre réduits.

Coût social

Pour comprendre combien il est judicieux de dépenser de l’argent pour ces réductions d’émissions, nous pouvons les comparer aux estimations du coût social du carbone, qui quantifie les dommages incrémentiels résultant de l’émission d’une tonne de dioxyde de carbone et d’autres gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Ces dommages supplémentaires comprennent des facteurs tels que les pertes (ou les gains dans les climats nordiques) causés à l’agriculture par le réchauffement climatique, les inondations dues à l’élévation du niveau de la mer et la destruction causée par des cyclones tropicaux plus graves et des incendies de forêt supplémentaires.

Plusieurs technologies d’atténuation se révèlent moins coûteuses que le carbone lorsque cette estimation du coût social du carbone est utilisée (suggérant qu’elles ne sont pas évidentes), tandis que d’autres sont plus chères, comme le solaire thermique et l’éolien offshore. Des repères autres que l’estimation de 50 $ la tonne peuvent également être utiles. Par exemple, un récent rapport du FMI estime qu’une taxe de 75 $ par tonne de dioxyde de carbone appliquée dans le monde permettrait d’atteindre l’objectif de l’Accord de Paris de limiter le réchauffement climatique à 2 ° C par rapport aux niveaux préindustriels. Si cette estimation de 75 $ est utilisée au lieu de 50 $, le nucléaire avancé devient une autre option moins coûteuse que le coût social du carbone.

Quel est le véritable coût de la réduction des gaz à effet de serre ?

Coûts à court terme des politiques

Jusqu’à présent, nous avons examiné les coûts des technologies non subventionnées aujourd’hui , ce qui est utile pour comprendre la direction que prendront les marchés dans un avenir proche. Il est clair qu’au fur et à mesure que les centrales de l’ancienne génération seront retirées et que de nouvelles seront construites, il y aura un changement vers les technologies d’énergie renouvelable, quelle que soit la politique. Cependant, ce changement peut être beaucoup plus lent que ce qui serait autrement dicté par les objectifs ambitieux que de nombreux gouvernements se sont fixés. Il est donc également important de comprendre les coûts des réductions d’émissions résultant des différentes mesures politiques que les gouvernements pourraient prendre.

Un examen des études de la littérature économique révèle un éventail extrêmement large de coûts pour les politiques mises en œuvre et évaluées. À l’extrémité inférieure se trouvent les interventions d’efficacité énergétique, qui permettent en fait d’économiser de l’argent. En économie comportementale, ceux-ci sont souvent appelés «coups de pouce», car ils impliquent simplement de fournir ou de recadrer des informations pour influencer ou pousser les décisions liées à la consommation d’énergie vers une approche plus respectueuse de l’environnement. Un exemple bien connu est celui des rapports inclus dans les factures d’électricité qui comparent la consommation d’électricité d’un ménage à celle de ses voisins. De telles interventions sont peu coûteuses et peuvent réduire la consommation d’électricité d’environ 2%, ce qui permet de réaliser des économies nettes. Bien que ces mesures puissent être rentables,

Il existe de nombreuses politiques qui semblent assez coûteuses lorsque l’on examine les coûts statiques à court terme. Les plus notables sont les politiques visant à induire une production renouvelable supplémentaire et à aider à décarboniser les transports. En fait, les plus chères sont les subventions aux véhicules électriques. En effet, dans de nombreux endroits, ces véhicules sont rechargés en utilisant de l’électricité provenant de sources d’énergie fossile, ce qui réduit les économies potentielles d’émissions.

Pourtant, ces technologies peuvent finalement être moins chères que ne le suggèrent les estimations à court terme. En effet, beaucoup peuvent offrir des avantages secondaires tels qu’une réduction de la pollution de l’air, ce qui pourrait les rendre attrayants même s’ils entraînent des coûts élevés de réduction des émissions de carbone. De plus, à plus long terme, les réductions d’émissions et les coûts par tonne réduits qui en résultent peuvent sembler très différents, en raison des retombées du changement technologique induit.

Coûts dynamiques à long terme

Pourquoi les retombées de l’innovation font-elles une différence? Le changement climatique est un problème intergénérationnel à long terme, le dioxyde de carbone dans l’atmosphère persistant pendant des centaines à des milliers d’années. Ainsi, le changement technologique et l’innovation sont au cœur des efforts à long terme pour atténuer le changement climatique en développant des alternatives aux combustibles fossiles. 

Bien que des technologies permettant de réduire fortement les émissions soient disponibles aujourd’hui, il y a non seulement une énorme inertie dans le système énergétique, mais aussi beaucoup de place pour de nouvelles baisses de coûts dans la technologie. Ces considérations se prêtent à une perspective dynamique à long terme qui explique comment les dépenses consacrées aux nouvelles technologies aujourd’hui peuvent réduire le coût de la réduction des émissions à l’avenir.

Il y a plusieurs raisons pour lesquelles adopter une perspective dynamique à plus long terme est logique. Les économistes savent que la recherche et le développement génèrent des retombées parce que les entreprises ne peuvent souvent que partiellement s’approprier les gains qu’elles procurent. Par exemple, une fois le brevet expiré, toute entreprise peut profiter de l’innovation associée. Il peut également y avoir des cas où les améliorations techniques et managériales résultant de la production d’une nouvelle technologie réduisent les coûts de la technologie (souvent appelés «apprentissage par la pratique»), et certaines réductions de coûts peuvent se répercuter sur d’autres entreprises. 

Par exemple, il est prouvé que les entreprises de l’industrie des semi-conducteurs ont réduit leurs coûts de production en produisant davantage de chaque génération de semi-conducteurs et que ces coûts ont débordé sur d’autres entreprises (Irwin et Klenow, 1994). Il peut également y avoir des effets de réseau positifs, avec des avantages pour la société de l’adoption d’une norme unique, comme une prise qui fonctionne pour charger tous les véhicules électriques. Les trois types de retombées permettent à d’autres entreprises de réduire les coûts, d’améliorer le bien-être social et de fournir une motivation économique pour des politiques soigneusement conçues pour favoriser ces retombées.

Outre les retombées, des travaux récents sur l’économie de l’innovation dans les énergies propres ont souligné que la politique optimale peut être très différente à long terme simplement parce que les dépenses d’aujourd’hui peuvent avoir des effets à long terme. Certaines des approches de réduction des émissions qui sont plus chères à court terme peuvent stimuler l’innovation et entraîner des coûts à long terme inférieurs à ceux des approches existantes. Pensez aux subventions pour les véhicules électriques, qui comprennent l’amélioration rapide des technologies telles que les batteries. 

Si la politique actuelle en matière de technologies propres peut réduire considérablement les coûts à l’avenir, alors il peut être judicieux d’entreprendre des options plus coûteuses aujourd’hui (Acemoglu et al. 2016; Vogt-Schilb et al. 2018). En principe, cette constatation est valable même si une seule entreprise adopte l’innovation à faible émission de carbone (il n’y aurait donc pas de retombées de l’innovation), bien qu’en pratique, il y aura presque certainement des retombées entraînant une baisse des coûts à long terme. 

L’idée principale est que lorsque la société choisit la meilleure façon de lutter contre le changement climatique, la décision optimale à long terme peut différer de la décision myope à court terme. Bien sûr, il n’est pas facile de prévoir comment la technologie se déroulera, donc toute décision implique une incertitude. Mais nous savons que les technologies matures sont moins susceptibles de voir des sauts majeurs que les technologies naissantes. 

Ainsi, la vision à long terme ne s’applique qu’aux nouvelles technologies à faible émission de carbone avec un réel potentiel de réduction des coûts à l’avenir. bien qu’en pratique, il y aura presque certainement des retombées conduisant à une baisse des coûts à long terme.

Changement de jeu

Revenons à notre question initiale. Est-il possible de décarboniser suffisamment honorer les objectifs de réduction des émissions nettes de gaz à effet de serre d’ici 2050?

Oui, c’est encore possible aujourd’hui – les technologies existent.

Pourtant, une transformation aussi vaste du système énergétique sera coûteuse et difficile si elle est tentée d’un coup, compte tenu notamment des coûts élevés à court terme de la transition pour les pays en développement tributaires des combustibles fossiles. Il existe certainement des mesures peu coûteuses qui peuvent être mises en œuvre aujourd’hui, tout comme des mesures d’efficacité et le remplacement de la production d’électricité à partir de combustibles fossiles par des énergies renouvelables. Les coûts de ces mesures sont déjà inférieurs aux dommages du changement climatique qu’ils éviteraient, sur la base des estimations du coût social du carbone.

Mais de nombreuses autres approches sont assez coûteuses à court terme, en particulier les efforts pour promouvoir de nouvelles technologies bas carbone. Cependant, lorsque les politiques ont un fort potentiel pour stimuler l’innovation, elles peuvent conduire à des coûts totaux beaucoup plus bas à plus long terme.

Une perspective à long terme qui tient compte de l’innovation est cruciale pour envisager des moyens de lutter contre le changement climatique

Des innovations telles que les petits réacteurs nucléaires modulaires et les technologies de capture du carbone pourraient changer la donne pour atteindre des émissions nettes de gaz à effet de serre à faible coût. Certes, comme l’a dit le physicien danois Niels Bohr, « la prédiction est très difficile, surtout si elle concerne l’avenir. »

La voie future de la technologie est inconnue, nous pouvons donc au mieux spéculer sur le coût final pour atteindre le zéro net. Pourtant, nous pouvons planifier l’avenir sans regret en offrant des incitations à la fois pour l’atténuation des gaz à effet de serre à faible coût et l’innovation à faible émission de carbone, comme la tarification du carbone à l’échelle de l’économie, tout en investissant judicieusement dans les nouvelles technologies.

KENNETH GILLINGHAM est professeur agrégé d’économie de l’environnement et de l’énergie à l’Université de Yale. Cet article est adapté d’un article de 2018 qu’il a écrit avec James H. Stock, «The Cost of Reducing Greenhouse Gas Emissions», publié dans le Journal of Economic Perspectives

Source : Calcul du Carbone

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