Soutenance mémoire
Le renouvellement de la macroéconomie est historiquement lié à des évènements énergétiques et environnementaux (cf. Figure 1 infra). Trois phases historiques façonnent la macroéconomie contemporaine : les chocs pétroliers, les inquiétudes environnementales et le protocole de Kyoto, et l’élaboration des premières politiques technologiques dans le domaine énergétique. Les premiers modèles macroéconomiques issus du renouveau étudient l’effet des chocs pétroliers sur les fluctuations des économies et le rôle joué par les politiques conjoncturelles de l’époque.
Élément de définition : la transition énergétique
La transition énergétique est la transformation d’une économie à empreinte carbone élevée en une économie à empreinte carbone faible. La transition énergétique est un processus de transformation d’une économie qui se situe sur le temps long. Son analyse requiert donc en particulier l’emploi de modèles de moyen-long terme . Un système énergétique à empreinte carbone élevée est un système où un ensemble d’énergies primaires émettent des gaz à effet de serre durant tout le processus d’extraction, de production et de transformation. Les énergies concernées sont, de l’énergie la plus carbonée à la moins carbonée, le charbon, le pétrole et le gaz naturel. La transition du système énergétique vers des énergies faiblement carbonées est un outil de la transition énergétique. Les énergies faiblement, voire pas carbonées, sont les bioénergies, l’éolien, l’hydraulique, le nucléaire et le solaire. Malgré des émissions de gaz à effet de serre faibles, voire nulles, le nucléaire a aussi un effet environnemental à cause des déchets radioactifs, ce qui peut pousser certains pouvoirs publics à vouloir s’en détacher avec précaution.
L’efficacité énergétique est un outil de la transition énergétique qui permet de réduire la consommation des équipements industriels, des équipements de transport et de logement qui utilisent de l’énergie notamment en substituant du capital à l’énergie. En effet, les technologies à faible intensité énergétique sont plus intensives en capital que les technologies traditionnelles. Le secteur de la R&D joue un rôle important dans le développement de ces « nouvelles » technologies. En France, la politique énergétique définit notamment la composition du bouquet électrique via la Programmation Pluriannuelle de l’Énergie, les outils incitatifs à l’investissement, les mesures fiscales sur les produits énergétiques et la législation sur l’efficacité énergétique. L’article L. 100-1 du code de l’énergie prévoit notamment que la politique énergétique « favorise l’émergence d’une économie compétitive et riche en emplois grâce à la mobilisation de toutes les filières industrielles, notamment celles de la croissance verte qui se définit comme un mode de développement économique respectueux de l’environnement, à la fois sobre et efficace en énergie et en consommation de ressources et de carbone, socialement inclusif, soutenant le potentiel d’innovation et garant de la compétitivité des entreprises » et « contribue à la mise en place d’une Union européenne de l’énergie, qui vise à garantir la sécurité d’approvisionnement et à construire une économie décarbonnée et compétitive, au moyen du développement des énergies renouvelables, des interconnexions physiques, du soutien à l’amélioration de l’efficacité énergétique et de la mise en place d’instruments de coordination des politiques nationales. ». Pour atteindre ces objectifs, l’article L. 100-2 du code de l’énergie dispose que les pouvoirs publics doivent veiller à la maîtrise de la demande énergétique et à favoriser l’efficacité énergétique, ainsi que la sobriété énergétique grâce à une diversification des sources d’énergie, des mesures fiscales et l’innovation.
La thèse se concentrera sur les trois principaux instruments que sont (i) l’évolution du parc de production d’électricité, (ii) l’efficacité énergétique et (iii) les mesures fiscales. L’efficacité énergétique est définie dans la thèse comme la maîtrise de la demande d’énergie et les transferts d’usage vers des usages moins carbonés. La thèse suit ainsi les doctrines de l’Agence Internationale de l’Énergie et l’IRENA (2017) qui soulignent que l’amélioration des efforts d’efficacité énergétique et le développement des énergies renouvelables à grande échelle sont les principaux moteurs d’une transition énergétique. L’étude des politiques publiques dans le domaine énergétique et de leurs conséquences sur les systèmes requièrent des modèles macroéconomiques adaptés aux besoins des décideurs et des acteurs. La littérature macroéconomique à disposition est suffisamment abondante pour établir un état de la littérature. Le déroulement du reste du chapitre s’efforcera de répondre aux besoins énoncés.
Les outils de la « nouvelle économie classique »
Au tournant des années 1970, la réflexion macroéconomique se renouvelle autour de deux courants : la nouvelle économie classique et la nouvelle économie keynésienne. Le renouvellement intervient après les premières crises pétrolières. La nouvelle économie classique met principalement l’accent sur le rôle clé des impulsions technologiques dans l’explication des fluctuations de l’économie et de la croissance sur le long terme. Ces impulsions technologiques sont un élément clé des politiques de transition énergétique, par ex. le développement des véhicules électriques et le développement des énergies renouvelables à grande échelle. La section se décompose en deux sous-sections. La première sous-section revient sur les origines de la réflexion macroéconomique et de ses prolongements dans la macroéconomie de l’énergie. La seconde sous-section s’intéresse à une des caractéristiques les plus importantes de la macroéconomie moderne pour l’étude des politiques énergétiques et environnementales : le cadre microfondé.
Les origines de la réflexion et leurs prolongements dans la macroéconomie actuelle de l’énergie
La critique de l’économiste Robert Lucas (1972 et 1976), et plus tard de Lucas et Sargent (1979), sur la capacité des modèles macroéconométriques keynésiens à établir les bonnes politiques, est la plus importante dans l’émergence de la nouvelle école classique . Au tournant des années 1970, les économies sont confrontées à des chocs pétroliers qui plongent les économies dans une récession. Les décideurs mettent en place des plans de relance, sur le schéma keynésien de l’après-guerre, pour stabiliser l’économie . Cependant, les plans de relance se soldent tous en un échec et en des plans de rigueur ; la stagflation est empirée, la dette se creuse, et les déficits explosent. Alors, Robert Lucas montre que les régularités empiriques keynésiennes observées dans le passé et utilisées pour diriger les politiques publiques ne tiennent plus, principalement car les économistes n’étudient pas les mécanismes structurels qui les font émerger. Les régularités observées dans passée ne persistent pas forcément lorsqu’une nouvelle politique publique est mise en place ou lorsqu’un choc exogène (par ex., un choc pétrolier) perturbe une économie. Robert Lucas conclut que les recommandations keynésiennes ne prennent pas en compte la manière dont les agents économiques anticipent et modifient leur comportement en réponse à une perturbation. Alors, Lucas (1972) développe le premier modèle d’une longue lignée pour étudier les effets des politiques conjoncturelles. Le modèle est novateur sur trois points : un cadre microfondé, un environnement dynamique, et des agents dotés d’anticipations rationnelles à la Muth permettant d’intégrer la manière dont les agents forment leur évaluation des grandeurs économiques futures. La critique de Lucas est importante pour la macroéconomie de l’énergie à trois égards : l’importance des microfondations, le rôle des anticipations (rationnelles) des agents et de la crédibilité des politiques publiques. Elle permet de mieux comprendre comment les agents économiques répondent aux engagements futurs, d’une politique de transition énergétique par exemple, via les décisions d’investissements et de consommation.
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Table des matières
INTRODUCTION GÉNÉRALE
PARTIE I. LES MODELES MACROECONOMIQUES A L’EPREUVE DES POLITIQUES ENERGETIQUES ET ENVIRONNEMENTALES : UN ETAT DE LA LITTERATURE
CHAPITRE 1. CONTEXTE THÉORIQUE : ORIGINES DE LA RÉFLEXION CONTEMPORAINE EN MACROÉCONOMIE DE L’ÉNERGIE
1. Élément de définition : la transition énergétique
2. Les outils de la « nouvelle économie classique »
3. La nouvelle économie keynésienne et ses implications pour l’énergie
CHAPITRE 2. LES DIFFÉRENTES CLASSES DE MODÈLES EN ÉQUILIBRE GÉNÉRAL APPLICABLES A L’ÉCONOMIE DE L’ÉNERGIE
1. Avantages et limites principaux des modèles en équilibre général
2. L’équilibre général calculable (CGE – computable general equilibrium)
3. Synergie néoclassique et keynésienne : l’Équilibre Général Dynamique et Stochastique
4. Les modèles à Générations Imbriquées (Overlapping Generation Models – OLG)
CHAPITRE 3. L’IMBRICATION DES MODÈLES SCIENTIFIQUES DANS LES MODÈLES D’ÉQUILIBRE GÉNÉRAL
1. Les modèles hybrides
2. Les modèles à évaluation intégrée (IAM)
CONCLUSION
ANNEXES DE LA PARTIE I
PARTIE II. HYGEM, UN MODELE HYBRIDE DE CROISSANCE DYNAMIQUE COUPLE AUX TRAJECTOIRES DE TRANSFORMATION DU PAYSAGE ELECTRIQUE FRANÇAIS
CHAPITRE 1. PRÉSENTATION DES SCÉNARIOS AMPÈRE ET VOLT DU BILAN PRÉVISIONNEL 2017 DE RTE
1. Le scénario Volt
2. Le scénario Ampère
CHAPITRE 2. LE SYSTÈME DE PRODUCTION D’ÉLECTRICITÉ FRANÇAIS ET SON INTERFAÇAGE AVEC LE MODÈLE MACROÉCONOMIQUE
1. Présentation du modèle d’optimisation du secteur de production d’électricité
2. Interfaçage avec le modèle macroéconomique
CHAPITRE 3. LE MODÈLE DE CROISSANCE DYNAMIQUE
1. Vue d’ensemble du bouclage macroéconomique
2. L’environnement déterministe
3. Le secteur résidentiel : un sous-modèle à agents hétérogènes
4. Les secteurs d’activité
5. L’autorité publique
6. L’évolution de la demande d’énergie dans le modèle : entre effet substitution, effet croissance et effet technologique
7. Fermeture du modèle
CHAPITRE 4. PARAMÉTRISATION DU MODÈLE
1. Calibration des paramètres hors élasticités de substitution
2. Estimation des élasticités de substitution intratemporelle
2.1. Méthodologie d’estimation
2.2. L’estimation des paramètres de substitution de la technologie de production
2.2.1. Estimation de l’élasticité de substitution entre les composites travail-capital et énergie efficace
2.2.2. Estimation de l’élasticité de substitution entre le facteur capital et le facteur travail
2.2.3. Estimation de l’élasticité de substitution entre l’électricité et l’énergie non-électrique pour les secteurs d’activité
2.3. L’estimation des paramètres de substitution de la fonction de consommation
2.3.1. Estimation de l’élasticité de substitution entre l’énergie efficace et les biens durables
2.3.2. Estimation de l’élasticité de substitution entre l’électricité et l’énergie non-électrique pour les ménages
ANNEXES DE LA PARTIE II
PARTIE III. LES EFFETS AGREGES DE LONG TERME D’UNE TRANSITION ELECTRIQUE SOUS DIVERS SCENARIOS D’EVOLUTION DU PRIX DES ENERGIES
CHAPITRE 1. LES SCÉNARIOS ÉTUDIÉS
1. Hypothèses d’évolution des variables exogènes du système électrique
2. Hypothèses d’évolution du prix hors taxes des énergies et prix du CO2 sur le marché des quotas
3. Hypothèses d’évolution de la fiscalité énergétique
CHAPITRE 2. LES RÉSULTATS DE SIMULATION AVEC INFORMATION PARFAITE
1. Les effets de bouclage macroéconomique sur la consommation d’énergie sont importants
2. Effets agrégés sur les conditions de production de l’entreprise
3. Effets agrégés sur la consommation et l’investissement des ménages
4. Effets agrégés sur les finances publiques
5. Dans le modèle, l’effet de long terme sur le PIB par tête de l’évolution des investissements dans le système électrique et du prix des énergies est légèrement négatif
6. Dans le modèle, une maîtrise de la demande d’énergie et des transferts d’usage relativement moins poussés, et un mix de production plus nucléarisé permettent une décarbonation plus intense de l’économie mais au prix d’une sensibilité plus forte de l’économie aux variations du prix du baril et de la fiscalité carbone
CHAPITRE 3. TESTS DE ROBUSTESSE SUR LE MODÈLE À INFORMATION PARFAITE
1. La reparamétrisation du modèle
2. Les résultats des tests de robustesses
2.1. Test sur les élasticités de substitution inter-énergies
2.2. Tests sur l’élasticité de substitution entre les biens durables et l’énergie efficace
2.3. Tests sur l’élasticité de substitution entre l’électricité et l’énergie non-électrique d’une part, et le facteur capital et le facteur travail d’autre part
2.4. Tests de robustesse, croissance et décarbonation de l’économie
CHAPITRE 4. DISCUSSION
1. Sous certaines conditions, la transition électrique n’affecte pas sensiblement la croissance sur le long terme et permet de décarboner l’économie
2. Pour atteindre l’objectif du facteur 6 à l’horizon 2050, les réévaluations de la fiscalité carbone doivent prendre en compte l’évolution du prix des hydrocarbures sur le long terme et l’électrification de l’économie doit être plus forte
3. L’importance des biens durables dans l’explication de l’effet des chocs de prix des énergies sur le long terme
4. Fiscalité carbone et efficience économique : quelles sont les conditions ?
5. La prise en compte de l’électricité dans l’étude des chocs énergétiques est importante
6. La temporalité des chocs énergétiques
ANNEXES DE LA PARTIE III
PARTIE IV. EFFETS DE LA STRUCTURE D’INFORMATION SUR LE COMPORTEMENT DES AGENTS SOUS DIVERS SCENARIOS D’EVOLUTION DU PRIX DES ENERGIES
CHAPITRE1. LESEFFETSAGRÉGÉSDELONGTERMED’UNETRANSITIONÉLECTRIQUE SOUS DIVERS SCÉNARIOS D’ÉVOLUTION DU PRIX DES ÉNERGIES DANS UN ENVIRONNEMENT À INFORMATION IMPARFAITE
1. Structure de l’information et prise de décision des agents
2. Les résultats de simulation du modèle en structure d’information imparfaite
2.1. La dynamique de la consommation d’énergie est relativement peu sensible à la structure d’information
2.2. Effets sur le processus de production de l’entreprise
2.3. Effets agrégés sur la consommation et l’investissement des ménages
2.4. Effets agrégés sur les finances publiques
2.5. Les effets sur la croissance sont plus favorables quand les agents n’anticipent pas l’évolution des variables énergétiques
2.6. Dans la structure d’information imparfaite, la décarbonation de l’économie et l’effet sur la croissance sont meilleurs pour le scénario Volt
CHAPITRE 2. DISCUSSION
1. Les décisions de consommation d’énergie sont relativement peu altérées par les effets d’annonce
2. Les effets d’annonce sur l’évolution du prix de détail des énergies ont une influence sensible sur les dynamiques agrégées de l’économie hors consommation d’énergie
3. Les effets d’annonce de la politique de recyclage de la taxe environnementale sont sensibles sur les dynamiques de l’économie hors consommation d’énergie
4. Le ménage contraint par ses liquidités est relativement plus sensible sur le long terme aux effets d’annonce
5. L’évolution non-anticipée de la fiscalité carbone et du recyclage limite le caractère régressif de la fiscalité environnementale par rapport à la structure d’information parfaite
6. Les effets d’annonce sont plus bénéfiques à la décarbonation de l’économie mais au détriment de la croissance économique
ANNEXES DE LA PARTIE IV
4.A. BIBLIOGRAPHIE
CONCLUSION GÉNÉRALE
