Scénario 10 : Accord de Copenhague amélioré

Contexte

Ce scénario représente une version simple de la proposition faite par le G8 consistant en une réduction drastique des émissions des pays industrialisés et une réduction importante dans le reste du monde. Après l'accord de Copenhague, des réductions plus importantes sont mises en œuvre (-80% par rapport à 1990 pour les pays de l'Annexe 1 et -50% pour les autres).

Climat

Tableau 1 : Augmentation de la température moyenne de l'air de surface comparée à l'ère pré-industrielle à différentes périodes

 

Avertissement: Noter que les résultats de GENIE indiqués ci-dessous sont mesurés par rapport à 2005.  Il faut donc ajouter 0.76 pour obtenir les réchauffements relatifs à la période pré-industrielle.

Figure 1 : Réchauffement, en moyenne, de la température atmosphérique de surface entre 2005 et 2105 (en degrés Celsius). source : GENIE-2
Figure 2 : Augmentation des précipitations (pourcentage des simulations présentant une augmentation des précipitations décanales moyennes centrées sur 2000 et 2100 sur un large ensemble de paramétrisations différentes du modèle GENIE)

 

 

+ Augmentation de la température moyenne de l'air de surface entre 2005 et 2105

+ Augmentation (écartype) de la température atmosphérique de surface entre 2005 et 2105

+ Augmentation de la température moyenne de l'air de surface entre 2005 et 2050

+ Augmentation de la température moyenne de l'air de surface entre 2005 et 2030

+ Augmentation des précipitations (en %)

+ Paramètres régionalisés du climat (températures et végétation)

Analyse technico-économique (vision à long terme)

Les objectifs de réduction des émissions sont de 15% en 2030 et 43% en 2050 par rapport à 2005, de toute évidence plus élevé que les engagements de Copenhague, même les plus volontaires. Les prix du CO2 varient de 50 à 900$2000 la tonne selon les pays à la fin du siècle, le prix le plus élevé étant observé au Moyen-Orient et au Japon (en dehors de ces deux pays, le prix du CO2 atteint 340$2000 la tonne dans de nombreux pays (Europe, Chine , USA, Russie, etc.). Ces prix reflètent la difficulté qu'ont les pays à se conformer aux objectifs qui leur sont imposés, étant donné l'augmentation attendue des émissions dans ces pays, les options d'atténuation disponibles et la limitation dans l'échange de permis d'émissions.

Sans surprise, les objectifs de réduction plus sévères pour 2050 provoquent des changements profonds dans le système énergétique :

  • Le solaire, l'éolien et la biomasse associée à la capture et séquestration du carbone jouent un rôle beaucoup plus élevé dans la production d'électricité (que dans le scénario référence). Le charbon, avec capture et séquestration du carbone, joue également un rôle plus important, mais seulement comme une mesure transitoire jusqu'à ce que l'énergie solaire et la biomasse avec CSC prennent des parts plus élevées sur le marché.
  • Dans les secteurs d'usage, la substitution du charbon par le gaz dans le secteur industriel est plus élevé, tandis que l'électricité augmente sa part principalement dans le bâtiment, en remplacement du gaz dont la consommation a été transférée au secteur industriel.
  • Dans les transports, la pénétration de l'hydrogène et de l'électricité est accélérée, et préféré à gaz qui a été utilisé comme une option d'atténuation dans les scénarios précédents. Les biocarburants ne sont pas utilisés comme une option d'atténuation, l'utilisation de la biomasse à d'autres fins énergétiques lui étant préféré.
  • Pour conclure, on observe une augmentation de l'électrification du système énergétique (la consommation d'électricité augmente de près de 13% par rapport au scénario de référence).

+ Ajout d'une contrainte limitant l'augmentation de la température à 2°C : Afin d'évaluer si l'augmentation de température peut être limitée à long terme, il est supposé que les engagements de Copenhague sont maintenus jusqu'en 2055 (sans anticipation des pays d'objectifs plus stricts dans le long terme), date à laquelle un traité international impliquant la collaboration parfaite de tous les pays est approuvé et appliqué : tous les pays, y compris les pays hors Annexe 1, coopèrent et les efforts d'atténuation sont effectués là où ils sont les plus efficaces. Dans ce cas, la contrainte limitant l'augmentation de la température à 2°C est respectée, étant donné les options d'atténuation disponibles dans le modèle. Plus de détails dans le scénario 13 : accord International.

+ Coût de la stratégie : Valeur actuelle nette (VAN) du coût de la stratégie exprimé en % de la VAN du PNB cumulé sur l'ensemble du siècle : 0.915%

Analyse économique (vision à moyen terme)

Il est possible d'explorer plusieurs sous-scénarios, possédant diverses contraintes sur l'utilisation des Mécanismes de Développement Propre (MDP) et sur les achats de permis d'émission.

Dans l'explorateur de scénario, les sous-scénarios économiques de court-terme compatibles avec le scénario 10 sont :
- CPH High Forever no CDM
- CPH High Forever 5% CDM
- CPH High Forever no CDM, permit purchasing up to 50%
- CPH High Forever 5% CDM, permit purchasing up to 50%

(a) : Pas de MDP

Les échanges de permis d'émissions négociables sont dans un premier temps limités aux pays de l'Union Européenne jusqu'en 2020, puis le marché de permis négociables est étendu à l'ensemble des pays ayant contracté des engagements contraignants. En conséquence et jusqu'en 2020 plusieurs prix du CO2 subsistent :

  • Deux au sein de l'union européenne (un pour le marché de l'ETS et un autre pour les autres secteurs ne participant pas à l'ETS) ;
  • et un au sein de chaque zone géographique des autres pays de l'annexe 1

La disparité des prix du CO2 fait apparaître tout l'intérêt de la mise en place d'un système international d'échange de permis, le Japon et l'Union Européenne font face à des prix du CO2 élevés, au contraire au sein de la Russie le prix du CO2 est très faible. Les Etats-Unis et la zone CAZ se situent dans une zone intermédiaire. Il faut noter que l'adoption d'un objectif de -30% en 2020 par l'Union Européenne augmente très fortement le prix du CO2 pour les secteurs ETS, il passe ainsi de 33 € en 2020 (pour un objectif de 20%) à 93 € dans ce scénarios. L'augmentation du prix du CO2 dans les secteurs ETS se propage au reste de l'économie notamment via une augmentation du prix de l'électricité et des produits pétroliers raffinés, ce renchérissement du prix des énergies au sein des secteurs non ETS réduit les émissions de CO2 et permet au prix du CO2 pour ces secteurs de s'établir à 73 € alors qu'il était de 84 € dans le scénario d'un accord de Copenhague avec engagements minimums.

En 2021, l'arrivée dans l'accord des pays émergents (Chine, Inde et Brésil) fait chuter le prix du CO2 et permet ainsi au pays de l'annexe 1 l'achat de permis à bas coût, le prix du CO2 se situe ainsi à 33 € en 2030. Si les échanges de permis sont d'ampleur limités avant 2021, après cette date ces échanges représentent des montants importants allant jusqu'à atteindre 50% des allocations initiales. La Chine est le principal pourvoyeur de permis, ses ventes représentent 70% des ventes totales, vient ensuite l'Inde.

Concernant le coût de la mise en œuvre du scénario, deux périodes doivent être distinguées : 2010-2020 et 2021-2030. Avant l'intégration des pays émergents dans l'accord, le passage à un objectif de -30% conduit toujours à un coût de mise en œuvre pour les pays de l'Annexe 1 au contraire du scénario avec engagement minimaux. Après 2021, la baisse du prix du CO2 permet de limiter le coût d'implémentation des réductions d'émission pour les pays de l'annexe 1, ce coût augmente cependant assez fortement pour la Pologne et la Russie. Au contraire les ventes de permis génèrent pour la Chine et l'Inde de substantiels revenus qui conduisent à des gains en terme de bien-être. Le Brésil est pénalisé par l'introduction d'un prix du CO2, et le Reste du Monde qui n'adopte aucune contrainte d'émission ne fait face à un coût suite à des baisses de revenus liées aux exportations d'énergie (la zone Reste du Monde comprenant en effet des pays du Moyen Orient).

+ Surplus en pourcentage de la consommation des ménages

+ Permis d'émissions vendus en million de tonnes de carbone, par pays de 2010 à 2030

+ Prix du CO2 (+CDM) en euros par tonne de CO2 (2005 Euro)

+ émissions de GES en million de tonne de carbone, par pays de 2010 à 2030

(b) : MDP limité à 5%*

L'utilisation du Mécanisme de Développement Propre (MDP) permet de limiter significativement pour la première période (2010-2020) le prix du CO2. Le recours au MDP est limité dans un premier temps uniquement au secteur n'appartenant pas à l'ETS. Pour le marché de l'ETS l'impact est donc nul, le prix du CO2 reste inchangé. Au terme de la simulation (2030) le prix du CO2 baisse de 25% par rapport à un scénario sans MDP. Le prix du MDP serait sur la période 2010-2020 inférieur à 1 € (Il faut noter que nous ne supposons pas de coût administratif de mise en place du MDP). La Chine serait sur cette première période le principal vendeur de permis. Puis l'entrée dans l'accord des pays émergents réduirait l'attrait du MDP, en effet la Chine, l'Inde et le Brésil adoptant des engagements contraignants ne peuvent alors plus vendre de MDP, seule la zone Reste du Monde peut alors continuer à profiter du MDP. Le prix du MDP augmente alors de façon très importante (l'offre étant réduite) pour s'établir alors à 10 € en 2030 à comparer au prix du CO2 échangé sur le marché international qui s'établit à 25 €.

L'utilisation du MDP permet de limiter pour les pays de l'annexe 1 le coût de mise en œuvre d'une contrainte climatique en première période, pour les vendeurs nets de permis elle limite cependant les revenus qu'ils peuvent tirer de la vente de permis, c'est le cas pour la Pologne et la Russie. Pour les vendeurs de MDP, il y a toujours un gain à vendre même si ce gain est assez limité compte tenu du faible prix du MDP en première période. En seconde période la vente de MDP par le Reste du Monde réduit le gain que peuvent tirer la Chine et l'Inde de la vente des permis. Au contraire la vente de MDP par le Reste du Monde limite les pertes de revenus liées à la baisse des exportations d'énergie.

+ Surplus en pourcentage de la consommation des ménages

+ Permis d'émissions vendus en million de tonnes de carbone, par pays de 2010 à 2030

+ Prix du CO2 (+CDM) en euros par tonne de CO2 (2005 Euro)

+ émissions de GES en million de tonne de carbone, par pays de 2010 à 2030

(c) : Pas de MDP et achat de permis limité à 50%*

Dans ce scénario six pays ont des achats de permis supérieur de 50% à leurs allocations : l'Allemagne a des achats de permis représentant plus de 122% de sa dotation initiale en 2030, la Pologne est dans une situation comparable avec des achats de permis représentant 84% de son allocation, viennent ensuite la Grande Bretagne (63%), le Japon (57%) et le Brésil (56%) et les USA (54%).

La mise en place d'un plafond maximum d'achat limité à 50% conduit donc à une disparité des prix et ceci même après l'instauration d'un marché mondial de permis négociables. La limitation des achats de permis, déprime la demande mondiale et le prix du permis passe ainsi de 33 € à 25 € en 2030.

L'introduction d'une contrainte sur les achats de permis pénalise bien évidemment les pays qui y sont soumis, de même elle réduit le montant des revenus des pays vendeurs de permis (Chine et Inde) et au contraire bénéficie aux pays acheteurs nets non contraints dont le prix d'achat diminue.

+ Surplus en pourcentage de la consommation des ménages

+ Permis d'émissions vendus en million de tonnes de carbone, par pays de 2010 à 2030

+ Prix du CO2 (+CDM) en euros par tonne de CO2 (2005 Euro)

+ émissions de GES en million de tonne de carbone, par pays de 2010 à 2030

(d) : MDP limité à 5% et achat de permis limité à 50%*

Dans ce scénario sept pays ont des achats de permis supérieur de 50% à leurs allocations : l'Allemagne à des achats de permis représentant plus de 128% de sa dotation initiale en 2030, la Pologne est dans une situation comparable avec des achats de permis représentant 92% de son allocation, viennent ensuite la Grande Bretagne (64%), le Japon (58%) et le Brésil (53%), les USA (58%) et le Reste de l'Union Européenne (ROE) (51%).

La mise en place d'un plafond maximum d'achat limité à 50% conduit donc à une grande disparité des prix et ceci même après l'instauration d'un marché mondial de permis négociables. La limitation des achats de permis, déprime la demande et le prix du permis passe ainsi de 25 € à 18 € en 2030.

L'introduction d'une contrainte sur les achats de permis pénalise bien évidemment les pays qui y sont soumis, de même elle réduit le montant des revenus des pays vendeurs de permis (Chine et Inde) et au contraire bénéficient aux pays acheteurs nets non contraint dont le prix d'achat diminue.

+ Surplus en pourcentage de la consommation des ménages

+ Permis d'émissions vendus en million de tonnes de carbone, par pays de 2010 à 2030

+ Prix du CO2 (+CDM) en euros par tonne de CO2 (2005 Euro)

+ émissions de GES en million de tonne de carbone, par pays de 2010 à 2030

 

* du volume total des permis d'émissions alloués

Emissions

+ Emissions de CO2, CH4 et N2O en GtC de 2005 à 2105

Energie et Technologie

+ Quantité totale de carbone séquestré en puits géologiques :  413 GtC

+ énergie primaire (en supposant FEQ=1 pour les énergies autres que fossiles) en EJ

+ Génération d'électricité en milliard de kWh

+ Consommation d'énergie par le secteur de la demande finale, incluant les usages non-énergétiques, exprimée en EJ