Economies, quelles économies ?

Eléments de base sur l’énergie au 21è siècle
Jean-Marc Jancovici - ENSMP 2010
Partie 5 - économies, quelles économies ?
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Le CO dans l’air : un petit tour et puis s’en va… ou pas ?
2
en
déforestation
o
Emissions de CO passées de 15
rb
2
à presque 40 milliards de tonnes
Autres émissions
en un peu moins de 50 ans
e ca
Combustibles fossiles
es dnnto
L’atmosphère conserve
e
environ 45% des émissions 
ds
Sols et
rd
Végétation
Les végétaux absorbent
environ 30% des émissions 
llia
Mi
L’océan absorbe environ 25%
des émissions, 
Evolution des émissions de CO depuis 1960 (en haut), et accroissement du stock de
2
carbone de chaque compartiment de la planète sur la même période (en bas).
Source : Canadell et al, Proceedings of the National Academy Of Science (US), 2007.
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Vous avez dit développement durable ?
Facteur 4 : passer de
200 à ≈ 80 esclaves
par personne !
Droit maximal à émettre si
nous voulons diviser les
émissions mondiales de
CO par 3, avec 6,7
2
milliards d’habitants
Émissions de CO fossile par habitant en 2007 et « droits maximaux à émettre sans
2
perturber le climat ». Source AIE 2009 pour les émissions par habitant.
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Au restaurant « Le bon développement durable », plat unique
En l’état actuel des technologies, l’une des choses suivantes suffit à
atteindre le « droit maximal à émettre sur une année » :
faire 12 000 km en avion (un A/R Paris-NY)
ou consommer 3 200 kWh d'électricité en Grande Bretagne ou 3 800
kWh en Allemagne, mais 18 000 kWh en France (consommation
annuelle moyenne par Français : environ 8 000 kWh),
ou acheter 50 à 500 kg de produits manufacturés (en France ≈ 2 000 à
6 000 euros de produits industriels, 8 000 à 15 000 euros de services),
ou construire 4 à 5 m2 de logement,
ou brûler 7 000 kWh de gaz naturel, en tenant compte des émissions
amont (quelques mois de chauffage d'un logement).
ou parcourir 5 000 km en zone urbaine en voiture « moyenne » (2 fois
moins en 4x4)
Source : Jancovici, 2010
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Aurons nous Devedjian et Borloo dans le même bateau ?
L’équation de Kaya :
A diviser par 3… et le sera !
Magic technique N°2 : l’efficacité carbone de l’énergie
10% de mieux en 30 ans
Il faut gagner 83% en 41 ans, en doublant
l’approvisionnement énergétique !
+ 33% d’ici 2050 ?
Magic technique N°1 : l’efficacité énergétique
30% de mieux en 35 ans
2% de croissance
par an = x 2,3 en 41
ans ; 4% par an c’est
x 5 en 41 ans !!!
Gain de 35% en 41 ans ?
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La vision conventionnelle, cela devrait donner ceci
+ 4 à 5% par an
-1,5% par an
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Dans cette affaire, que font les pays développés ?
La convention climat : ratifiée par ∑ pays du monde. Porte
l’objectif ultime : « stabiliser les concentrations de gaz à effet de
serre etc ».
Kyoto est un protocole additionnel de la convention climat : il
s’agit donc uniquement un appendice de cette dernière.
Kyoto a séparé le monde en deux parties : l’annexe I, et le reste :
les pays de l’annexe I ont pris des engagements de réduction,
mais pas les autres.
Mais… Kyoto est un traité : comme pour tout traité, pour devenir
opposable aux signataires il doit être ratifié par ces derniers.
Quelques grands pays développés ne l’ont pas fait (USA, Australie
jusqu’aux dernières élections).
Pas d’équivalent à Kyoto pour le pétrole. L’OPEP gère la
production, et l’AIE simplement les intérêts à court terme des pays
de l’OCDE.
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Et qui arrive en tête des réserves de carbone?
Ratification tardive
Pas d’engagement
Réserves prouvées gaz+pétrole+charbon. Source BP Stat, 2009
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Respecter Kyoto, facile ?
Problème !
En avance
Engagements de Kyoto et trajectoire effective des émissions sur 1990-2004.
Source UNFCCC
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Les cochons de pollueurs… sont des cochons qui votent
Philippines,
Indonésie,
Thaïlande, Malaisie,
Viet-Nam…
USA, Canada, Union
Européenne, Japon,
Australie…
Brésil, Argentine,
Chili, Colombie,
Bolivie…
Anciens pays
communistes,
pour l’essentiel
Former Soviet Union
50% = Afrique du Sud
Répartition par pays des émissions de CO en 2007.
2
Source : AIE, 2009
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Il a dit quoi, Tocqueville, déjà ? (en 1840)
La démocratie rendra les gens individualistes, court-termistes,
jouisseurs, rouspéteurs, consuméristes.
La démocratie poussera à la consommation de masse de
produits médiocres.
Accessoirement (?!) elle confèrera aux media un pouvoir central,
permettra l’égalisation des droits des hommes et des femmes,
verra l’avènement de la publicité…
« [en démocratie, on accordera un grand prix aux] conceptions
superficielles de l'intelligence, [et peu à la réflexion] profonde et
lente »
La démocratie sera donc myope, poussant structurellement les
citoyens à peu se soucier des dangers de long terme
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La vertu autodéclarée viole volontiers les mathématiques
Comparaison d’une pratique effective (le mode de transport pour aller travailler) avec
le jugement porté sur son comportement.
Source IFEN, 2007
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Les media sont (hélas ou heureusement ?) incontournables
Natu r e d u mo yen d e co mmu n i cati o n
Po p u l ati o n to u ch ée
Conf érence d'un spécialiste, 1 f ois par
40 (ans)*46 (semaines par an)*100
semaine, à 100 personnes en moy enne,
(personnes par conf érence) = 180.000
pendant 40 ans
personnes env iron
Ecriture d'un liv re sur le climat
Quelques milliers de lecteurs
Quelques centaines de milliers de v isites par
Réalisation d'un site Internet sur le climat
an ; mais quel nombre réel d'internautes ? Le
dixième ?
Journal de 20h d'une grande chaîne nationale
5 à 10 millions de personnes tous les jours
Quelques millions de personnes par jour :
l'Equipe (2,5 millions de lecteurs quotidiens),
Un exemplaire de quotidien
Ouest France (2,2 millions), Le Monde (2,2
millions), Le Parisien (2 millions av ec la
dif f usion de Aujourd'hui en France)…
L’électeur sera concerné quand le problème sera dans les media de masse.
Par ailleurs, attention à bien examiner la « logique » des comportements
avec ce que les autres savent, et non avec ce que l’on sait soi-même !
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Le drame des media en une phrase
Ce qui est simple est faux,
et ce qui ne l’est pas est
incompréhensible
Pas de chance :
L’environnement c’est compliqué
Les media savent surtout faire simple
Les problèmes c’est anxiogène
Les media ne doivent pas faire fuir leurs « clients »
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Dur métier que celui de journaliste
Matière première sur le climat : > 200.000 pages de
littérature scientifique
Rapport du GIEC = 800 pages de littérature scientifique
(taux de compression = 250 environ, soit de 100 heures
à… 24 minutes)
Le résumé pour décideur = 20 pages (taux de
compression = 40 ; on passe de 24 minutes à… 36
secondes)
Un article dans le journal = 1/2 page (taux de
compression = 20 ; on passe de 36 secondes à 1,8
seconde)
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Parlez moi de transparence !
Le lecteur/auditeur/téléspectateur ne saura
jamais :
Pourquoi ce sujet et pas un autre
Pourquoi la presse est allée voir Dupont et pas Durand
Si les propos tenus ont été correctement interprétés
Si le/la journaliste avait un parti pris avant le tournage
(nous en avons tous, tout le temps)
Pourquoi « on » a sélectionné ceci et pas cela dans les
propos enregistrés ou notés
Si l’intéressé(e) a relu son interview le cas échéant…
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Lecteur, vous avez dit lecteur ?
+ de lecteurs = plus de pub
+ de lecteurs = plus
Part de la publicité dans les recettes des
media en 1998/1999. Source SJTI
de ventes au numéro
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Journaliste, vous avez dit journaliste ?
Vont surtout dans la
presse spécialisée
(médecine,
informatique…)
Langues, Lettres, Philosophie,
Histoire, Géographie, Arts.
Commerce, Droit, Economie,
Sciences Politiques et
Sciences Sociales
Répartition par filière d'origine d'un échantillon des nouveaux titulaires de la carte
de presse en 1998 (380 personnes). Source : Devenir journalistes, Denis Ruellan
& al., La Documentation Française, 2001 (réalisé par l'UMR 6051 du CNRS).
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La démocratie n’est pas la voix de la sagesse, mais celle de la majorité
Quelques « erreurs » classiques de « ceux qui savent » :
Raisonner comme si tout décideur en général - et tout élu en
particulier - « savait » aussi. Rien n’est plus faux : l’essentiel des
élus s’informe par le journal sur les sujets non directement liés à
l’administration quotidienne.
Raisonner comme si tout électeur « savait » aussi….
Imaginer que la diffusion de l’information est une affaire simple ou
secondaire une fois que «quelqu’un » sait. C’est discutable…
-> Vous aurez donc toujours à prendre vos décisions avec des
interlocuteurs à la connaissance imparfaite et inhomogène, des
informations incomplètes, et parfois des questions mal posées (et
cela sera d’autant plus vrai que le sujet est anxiogène).
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Moins de GES, revenons à la théorie (simple !)
Pour émettre moins de gaz à effet de serre, il y a deux
moyens :
Basculer, « toutes choses égales par ailleurs », sur
des énergies émettant moins de CO ou pas du tout
2
-> transition charbon vers gaz, renouvelables et
nucléaire(s)
Utiliser, à mix énergétique constant, moins d’énergie
-> économies d’énergie
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Moins de CO , revenons à la théorie (simple !)
2
Modification à la
production
Potentiels de réduction par technologie et répartition « à la louche » par grande
famille de marges de manœuvre. Emissions cumulées de 2000 à 2030 ≈ 1000 GtC
Source GIEC, 2007
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Moins de CO , on commence par le plus facile (ou presque)
2
Pas de chance : les grosses réserves
sont là !
Source Bilan Carbone, Ademe
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On produit le CO , mais on le met dans un trou
2
Schéma d’ensemble de la capture et séquestration.
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Attraper (rien que) le CO , 1ère difficulté
2
Combustion à l’air = 80% d’azote
en sortie, que l’on ne souhaite
pas enterrer
Capture de 90% du CO , reste
2
10%
La capture se fait là où sont les
centrales = là où sont les mines ; la
séquestration là où sont les
formations géologiques -> transport
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Trouver le trou (bien étanche), 2è difficulté
Aquifères salins profonds,
veines de charbon non
Localisation bien connue, mais
exploitées, coulées basaltiques
petite taille, et « trous » mal
connus !
Schéma d’ensemble de la capture et séquestration.
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La séquestration c’est bien, sauf que
Pas d’exploitation commerciale aujourd’hui ; juste
quelque prototypes
Le rendement électricité/chaleur primaire passe de
45% à 35%
Pas de rétrofit commode sur les centrales existantes
Pas d’applications sur les sources diffuses (résidentiel
- tertiaire - transports)
Tout cela a donc un coût (> 60 $/tCO ) et sans
2
obligation économique les électriciens ne feront rien,
ou pas grand chose
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Passons au bâtiment : faire une maison pouet pouet on peut
Exemple de maison passive (pas de chauffage, pas de climatisation)
située en Suède
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L’impossible définition des économies : le chauffage
Le logement de 1950 : 250 kWh/m2
Le logement de 2008 : 80 kWh
quand il y a le chauffage central
(finaux) par m2
3 fois moins d’énergie par m2 de logement
Economies !
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Mais…
De 1950 à 2008
Augmentation forte du taux d’équipement en chauffage central
Augmentation de la surface habitable par personne (< 25 m2 en
1973, ~ 40 m2 par personne aujourd’hui)
Augmentation du taux d’équipement en divers appareils
Et bien sûr augmentation du nombre de logements
≈ 15% chauffage
≈ 100% chauffage
≈ 100% chauffage
Consommation d’énergie dans le secteur résidentiel tertiaire
Economies ???
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L’impossible définition des économies : la voiture
La 2CV de 1950 : 375 cm3 de cylindrée,
La C3 de 2008 (diesel) : 1.400 cm3 de
9 CV de puissance, 60 km/h, 500 kg,
cylindrée, 70 CV de puissance, 160
4,5 litres aux 100
km/h, 1.000 kg, 5 à 6 litres aux 100
4 fois moins de carburant consommé par cm3 de cylindrée
2,5 fois moins de carburant consommé par km/h de vitesse maximale
7 fois moins de carburant consommé par CV de puissance nominale
2 fois moins de carburant consommé par kg de masse
Economies, bien sûr !
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Mais…
1965
2008
Flotte mondiale de voitures (bleu) et production annuelle (rouge) - Source
WorldWatch Institute
Consommation d’énergie dans les transports en France en Mtep. X 2,5 en 35 ans
Consommation totale = consommation par voiture (stable) x nombre de voitures !
Economies ?
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L’impossible définition des économies : l’électricité
Le frigo de 1950 : ~100 litres, ~400
Le frigo de 2008 : 280 litres, 30%
kWh/an
en compartiment surgelés, 320
kWh/an
2 à 4 fois moins d’électricité par litre refroidi
Par rapport à 1970, 4 fois moins d’électricité consommée par réfrigérateur
Economies !
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L’impossible définition des économies : l’électricité
L’ordinateur de 1950 (ENIAC) : 27
L’ordinateur de 2008 : 2,5 kg, 50
tonnes, 18.000 tubes à vide, 150
millions de transistors, 25 W
kW.
Un million de fois moins de puissance électrique consommée par transistor
Un million de fois moins de poids par transistor
Economies !
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Mais…
Evolution des taux d’équipement en électroménager des français entre 1973 et
2001. Source Observatoire de l’Energie.
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Economies ?
Consommation d’électricité en France, 1970 - 2008
Source MEEDDM - Soes, 2010
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Economies ?
Consommation mondiale d’électricité, 1980-2005
Même dans la « vieille Europe », elle a crû de 50% en 20 ans
Source Agence Internationale de l’Energie
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Les économies chez les autres : la compensation
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Compensation, suite de l’histoire (2)
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Compensation, suite de l’histoire (3)
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Compensation, suite de l’histoire (4)
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Compensation, suite de l’histoire (5)
=
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Confondre ratios et pourcentages, et valeurs absolues
Part de chaque secteur dans l’emploi
Consommation d’énergie primaire en
en France.
France, 1965-2006
Source INSEE
Source BP Statistical Review
Emplois industriels retombés à 24% de la population active… mis
cela fait quand même 3 fois plus qu’en 1800 (6 millions au lieu de 2).
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Plus de tertiaire = moins de CO ?
2
Part des services dans l’emploi et émissions de CO par habitant et par an : plus
2
on est « dématérialisé », plus on émet !
Source : Jean Gadrey, sur sources primaires Eurostat et OCDE (emploi dans les
services) et PNUD (CO par personne.an).
2
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Plus d’ordinateurs ne suffisent pas nécessairement
Evolution comparée des flux d’information et des flux de transport de 1800 à 1990.
Source : Arnulf GRÜBLER, the Rise and Fall of Infrastructures, 1990
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Un PIB sans voitures et… sans électricité ?





??
ƒnergie pour la production d'ˇ lectricitˇ
Transports
Utilisations finales fixes de combustibles fossiles
Demande finale d'ˇ lectricitˇ
Corrélations entre PIB, énergie des transports et électricité en France, de 1970 à 2006.
Le PIB a triplé, la demande d’électricité aussi, et la consommation d’énergie des
transports a fait plus que doubler.
Source Observatoire de l’Energie, 2007
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Moins d’énergie, c’est quoi exactement ?
Efficacité énergétique ???
Evolution comparée du PIB, de la consommation d’énergie et des émissions de gaz à effet
de serre. Source GIEC, 2007
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Moins de CO dans le PIB, quid ?
2
Contribution de chaque secteur économique au PIB Français en 2003. Si
on dématérialise, on commence par où ?
Source : INSEE, comptes de la nation, 2004
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Un peu de contrainte is good for the innovation
Évolution comparée des dépôts de brevets dans les technologies « climatiques »
et les autres technos depuis 1978. Source : Glachant et al., CERNA, 2008
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Un peu de contrainte is very good for the innovation
Évolution comparée des dépôts de brevets dans les technologies « climatiques »
aux USA & Autralie et dans les autres pays de l’Annexe 1, depuis 1978. Source :
Glachant et al., CERNA, 2008
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Un prix du pétrole en hausse aide l’innovation
Évolution de la part des « technologies climatiques » dans les dépôts de brevets
mondiaux depuis 1978. Source : Glachant et al., CERNA, 2008
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En fait la vérité est dans le prix
Emissions de CO2 par secteur entre 1960 et 2002 en France. L’effet des chocs
pétroliers est très variable selon le secteur
Source CITEPA, format SECTEN, 2002
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La morale c’est bien, mais le prix c’est mieux
Prix du pétrole en
$ constants (de
2004) depuis 1861.
Source BP
Statistical Review,
juin 2005
Consommation aux 100 km des
voitures neuves vendues dans
divers pays de l’OCDE.
Source GIEC
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 Prix =  Consommation, l’essence de la preuve…
Nombre de véhicule.km par personne en 1998 (axe vertical) en fonction du prix de
détail TTC des carburants en $ par litre (axe horizontal). Source AIE, 2004
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Bis repetita placent….
Consommations de carburants routiers par habitant en 1998 (axe vertical, en
gigajoules ; une tonne de pétrole ≈ 42 GJ) en fonction du prix de détail TTC des
carburants en $ par litre (axe horizontal). Source AIE, 2004
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Combien plus cher ?
Même graphique que précédemment, avec prolongation tendancielle. Si celle si
est valide, il faudrait que l’essence coûte (sur une période longue) environ 4 $/litre
(en prix constants) pour que la consommation soit divisée par 4 en France.
Extrapolation de l’auteur.
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La vertu a un prix, tout le monde le dit
Ordre de grandeur des émissions évitées en fonction du prix de la tonne de CO2
(taxe, ou dispositif équivalent) :
à gauche, addition d’études sectorielles
à droite, analyses macro.
NB : les émissions tendancielles en 2030 sont comprises entre 50 et 80 Gt CO2-
equ.
Source : GIEC, 2007
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La vertu a un prix, cela reste vrai par secteur
Ordre de grandeur des émissions évitées en fonction du prix de la tonne de CO2
(taxe, ou dispositif équivalent), par secteur et par zone économique (EIT signifie
Economies In Transition).
NB : les émissions tendancielles en 2030 sont comprises entre 50 et 80 Gt CO2-
equ.
Source : GIEC, 2007
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Un prix suppose quelqu’un qui paye…
En pratique, le « prix du CO » peut désigner :
2
L’achat d’un quota négociable sur le « marché du CO »
2
L’achat d’un quota aux enchères à l’Etat
Le paiement d’une taxe ou d’un droit de douane à l’Etat
Ou…l’achat de ce qui va permettre d’émettre du CO2
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Le « prix du CO » dans le système ETS, début de partie
2
ETAT (ou Commission)
Quotas mis aux
Allocation 2
enchères = prix
du CO2
Allocation 1
Allocation 3
N tonnes
Achats aux
autorisées =
enchères
N quotas
Allocation
gratuite
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Le « prix du CO » dans le système ETS, suite
2
Emissions réelles
Achat de quotas
Achat de quotas
€€€
Paiement du quota
= prix du CO2
Prix typique
actuellement : 10 à
30 € la tonne
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Bref, ne pas confondre tout et une partie !
Prix du marché
entre assujettis
Prix des
enchères
-> état
Gratuit
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Pourquoi limiter ce qui est souhaitable à quelques uns ?
Une taxe, avec ou sans franchise, est un
« prix du CO »
2
Taxe ->
état
Franchise
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Une autre manière de voir le prix du CO2
CO2
carbone
O2
+50 $
≈ +92 € la
le baril
tonne de
CO2
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En fait, nous aimons beaucoup payer le carbone !
Prix moyen mensuel en € de 2008 d’une quantité de pétrole brut dont la combustion
émet 1 t de CO2. Source Richard Lavergne (CGDD) et Yves Martin, juillet 2009
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L’argent ne va pas au même endroit…
Selon le système qui fait naître un « prix du CO » l’argent
2
ne va pas au même endroit :
Taxe ou quotas aux enchères : Etat
Achat d’un quota négociable sur le « marché du CO » :
2
dans les poches d’un autre assujetti (rien pour l’état).
Hausse du prix de marché d’un hydrocarbure : dans les
poches du pays producteur
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Parlons sous, mais juste un peu
Des quotas à 20 euros, pour 5% des émissions : on ne
sauvera pas le monde avec ça !
Calculs sur base FE Bilan Carbone, Jancovici, 2009
Jean-Marc Jancovici - Mines Paris Tech mai-juin 2010 - www.manicore.com

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Parlons sous, un peu plus sérieusement
≈ 30% à 50% de hausse
sur le prix à la tonne
≈ 100% de hausse sur
le prix de l’électricité
de gros
Des quotas à 50 euros, pour 80% des émissions : effet
très significatif sur l’industrie lourde et l’électricité
Calculs sur base FE Bilan Carbone, Jancovici, 2009
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Parlons sous pour de bon
16 euros
par m2 ; 20
ans =
rénovation
<=> +110$
le bbl
Sorti du
marché
Pas encore
assez
Téléphone,
assurance…
Une taxe à 200 euros la tonne de CO -eq, pour tout et partout
2
Calculs sur base FE Bilan Carbone, Jancovici, 2009
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Taxons un peu, ça ne fait pas vraiment mal
0,10Ū
0,09Ū
0,08Ū
0,07Ū
0,06Ū
0,05Ū
CA€
0,04Ū
/ 2
0,03Ū
CO€
0,02Ū
0,01Ū
0,00Ū
xe
e
ues
oute
trie
bles
res
iq
‰
erc
m
dus
propretˇ
x usˇes
In
nication
u
piritueux
Lu
mm
S
tertiai udiovisuel
ther
m
iel ˇlectriqueonstruction R
A
C
om
ces
ces
tˇr
C
le / Eau
vi
vi
Services
er
er
Ma
stal ation de c
TˇlecommunicationCoS
S
In
potab
Eau
Impact (€) d’une taxe de 25 €/tCO sur un € de CA (exemples d’entreprises du
2
secteur).
Calculs Carbone 4
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Taxons un peu plus, ça commence à se voir
0,40Ū
0,35Ū
0,30Ū
0,25Ū
CA
0,20Ū
€/ 2
0,15Ū
CO€
0,10Ū
0,05Ū
0,00Ū
xe
e
ues
oute
trie
bles
res
iq
‰
erc
m
dus
propretˇ
x usˇes
In
nication
u
piritueux
Lu
mm
S
tertiai udiovisuel
ther
m
iel ˇlectriqueonstruction R
A
C
om
ces
ces
tˇr
C
le / Eau
vi
vi
Services
er
er
Ma
stal ation de c
TˇlecommunicationCoS
S
In
potab
Eau
Impact (€) d’une taxe de 100 €/tCO sur un € de CA (exemples d’entreprises du
2
secteur).
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Taxons pour de vrai, l’économie se déplace
1,60Ū
1,40Ū
1,20Ū
1,00Ū
CA
0,80Ū
€/ 2
0,60Ū
CO€
0,40Ū
0,20Ū
0,00Ū
xe
e
ues
oute
trie
bles
res
iq
‰
erc
m
dus
propretˇ
x usˇes
In
nication
u
piritueux
Lu
mm
S
tertiai udiovisuel
ther
m
iel ˇlectriqueonstruction R
A
C
om
ces
ces
tˇr
C
le / Eau
vi
vi
Services
er
er
Ma
stal ation de c
TˇlecommunicationCoS
S
In
potab
Eau
Impact (€) d’une taxe de 400 €/tCO sur un € de CA (exemples d’entreprises du
2
secteur).
Calculs Carbone 4
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Qu’est-ce que le cout à la tonne de CO évitée ?
2
?
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Et puis on arbitre…
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Du passé vers quel avenir ?
Consommation
100 esclaves / habitant
en énergies
(J.M Jancovici 2005)
fossiles
?
1850–2150
Période
avec énergies
Période
fossiles
Période
sans énergies fossiles
sans énergies fossiles
Merci à Yves Mathieu ! (IFP)
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