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Economie & prévision
La Doc. française

I.S.B.N.sans
154 pages

p. 51 à 62
doi: en cours

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n^o 156 2002/5

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Combinaison des instruments prix et quantités dans le cas de l’effet de serre

Boris Cournede [()]* Sylviane Gastaldo *[(**)]*

Résumé de l'article

En situation d’incertitude sur les coûts marginaux de dépollution, un marché de droits à polluer ne permet pas de traiter efficacement le risque de coûts. L’article présente un instrument mixte qui encadre le prix de marché par un plancher à l’aide de subvention et par un plafond grâce à une taxe libératoire. L’instrument optimal est calculé dans un cas analytique. Compte tenu des raisons qui militent contre les subventions, un instrument asymétrique taxe-plafond sans prix plancher est introduit et l’optimum est déterminé. Il apparaît que les instruments mixte et asymétrique sont particulièrement adaptés aux spécificités du changement climatique. D’autres possibilités de combinaison entre taxes et permis sont également examinées.Mots-clés : effet de serre, permis négociables, environnement, économie publique, incitation. Under uncertainty regarding marginal abatement costs, a market for pollution rights is not efficient in dealing with cost risks. The paper presents a hybrid instrument in which the market price is bounded by a floor price via a subsidy and a cap price via a tax. The optimal instrument is computed in an analytical case study. In light of arguments against subsidies, an asymmetric instrument with a tax cap and no price floor is introduced and the optimum is determined. Hybrid and asymmetric instruments are seen to be particularly appropriate to the specific nature of climate change. Other possible combinations of taxes and permits are also examined.Keywords : greenhouse gas emissions, negotiable permits, environment, public economics, incentives.

Plan de l'article

• Le contexte de la lutte contre l’effet de serre remet à l’honneur la question de la combinaison des instruments économiques

• Une combinaison des instruments prix et quantités est envisageable, et a été décrite par Roberts et Spence dès 1976

— L’association des deux instruments au sein d’une même zone permet d’encadrer le prix sur le nouveau marché

— Deux instruments caractérisés de manière analytique

— Illustrations relatives à l’effet de serre

• La coexistence de deux types de pollueurs justifie la juxtaposition des deux instruments prix et quantités au sein d’une même zone

• Une fiscalité reposant sur l’usage ou la détention de permis est parfois envisagée

• Conclusion : la combinaison des instruments économiques pourrait voir des applications dans la lutte contre l’effet de serre

• BIBLIOGRAPHIE

Les auteurs tiennent à remercier deux relecteurs anonymes, ainsi que D. Ellerman, M. Glachant, O. Godard, A. Lepas, C. Philibert, N. Riedinger et G. Venet pour leurs commentaires sur une précédente version.

Le contexte de la lutte contre l’effet de serre remet à l’honneur la question de la combinaison des instruments économiques

Les engagements quantitatifs adoptés lors du protocole de Kyoto en matière d’émission de gaz à effet de serre ont été assortis de possibilités d’échange des quotas entre gouvernements [1]. Ce marché des quotas d’émission des gaz à effet de serre pourrait s’ouvrir à d’autres entités. Un État, qu’il respecte son engagement initial, ou qu’il l’amende grâce au commerce de permis d’émissions négociables (PEN), doit faire respecter ses engagements par ses résidents. Il peut alors utiliser la panoplie habituelle : réglementations diverses, accords volontaires ou instruments économiques tels que la fiscalité ou même l’organisation d’un marché de PEN.

Les conférences des Parties à la convention cadre sur les changements climatiques et les accords de Bonn (juillet 2001) puis de Marrakech (novembre 2001) ont précisé les conditions de fonctionnement des échanges de permis. La présente analyse se place résolument dans l’hypothèse où les échanges des PEN sont organisés dans des conditions telles que l’on a un marché [2] international organisé et efficace [3]. La compatibilité entre systèmes fiscaux (instrument en prix) et PEN (instrument en quantité) se pose alors au niveau national comme au niveau international.

Cet article explicite la construction d’un instrument économique qui combine fiscalité et PEN au sein d’une même entité géographique, un pays ou un groupe de pays par exemple. Ce type d’outil garde les propriétés d’un instrument économique, à savoir que ce sont les mesures de lutte contre la pollution les plus rentables qui sont entreprises en priorité. De plus, il évite le risque d’envolée des prix sur le marché des PEN, mais au prix d’un éventuel dépassement du seuil de pollution que l’on voulait respecter.

Une combinaison des instruments prix et quantités est envisageable, et a été décrite par Roberts et Spence dès 1976

L’association des deux instruments au sein d’une même zone permet d’encadrer le prix sur le nouveau marché

Les permis peuvent s’accompagner d’une taxe et de subventions

Selon une idée de Roberts et Spence (1976), qui est rapidement exposée dans Baumol et Oates (1988) et reprise et adaptée au contexte de l’effet de serre dans Pizer (1997) et Gastaldo (1998), il est possible de combiner les deux instruments. Cette combinaison se traduit par l’adjonction de prix plancher et plafond au système de permis. Cette association est utile dans le cas où l’autorité publique connaît mal les coûts de dépollution.

En effet, si la puissance publique met en place un marché de permis en limitant la quantité totale de pollution à q, un prix p(q) s’établit sur le marché. Le régulateur autorise par ailleurs un pollueur à émettre au-delà des permis qu’il détient, mais ce déversement est taxé au taux t. Ou, de façon équivalente-du moins sur le plan formel-, le régulateur n’autorise pas à polluer plus que le nombre de permis détenus et tout manquement est sanctionné au prix t par unité de pollution non autorisée. Inversement, le régulateur reprend au taux s tout permis non utilisé. Cela permet de maintenir une incitation à toute mesure de dépollution dont le coût à la marge est inférieur à s. L’instrument utilisé est donc caractérisé par la donnée de (q, s, t).

La connaissance des coûts de dépollution est asymétrique

Chargée de prendre en compte les dommages à l’environnement, la puissance publique est supposée connaître la courbe de dommage marginal. Ou, plus exactement, le régulateur dispose d’une courbe de dommage marginal de référence [5].

Encadré : le contexte des négociations internationales sur l’effet de serre

À la Conférence de Rio de Janeiro (juin 1992), les États ont refusé de s’accorder sur l’usage d’un instrument économique, à savoir la fiscalité, et la négociation s’est transformée en discussion quantitative sur les émissions de chaque pays. Autrement dit, d’un régime où le droit à rejeter des gaz à effet de serre et donc à modifier le climat était gratuit et illimité, on est passé à une situation où le droit de chaque pays à émettre ces gaz est borné. Mais cette répartition des droits n’est pas efficace (au sens économique du terme, à savoir minimiser le coût total de la lutte contre la pollution). Aussi, l’introduction de possibilités d’échanges de ces droits apparaît comme le seul moyen de rendre le système plus efficace économiquement, au sens où les transactions de permis vont privilégier les actions et les mesures les moins coûteuses de lutte contre les émissions.

Le recours à un marché de droits déconnecte les allocations initiales -à déterminer selon des critères d’équité- et finales -déterminées par l’efficacité économique-. L’allocation initiale conditionne cependant les impacts redistributifs et doit être établie sur des bases objectives. L’allocation initiale décidée par le protocole de Kyoto (1997) est un objectif quantitatif, établi en référence aux émissions de 1990, et présente un caractère arbitraire. On peut imaginer que soit développé ultérieurement un moyen de distribuer les quotas initiaux en fonction d’une règle générale (fonction des émissions, du PNB, du nombre d’habitants, par exemple). La répartition finale des permis s’appuie, elle, sur les coûts marginaux de réduction (idéalement, elle les égalise), variable qui n’est ni directement ni simplement observable.

Le protocole de Kyoto a abouti tout d’abord à une répartition des quantités d’émissions autorisées sur la période 2008-2012 entre les pays industrialisés. De leur côté, les pays en développement sont autorisés à émettre des gaz à effet de serre sans aucune limite. Les quotas sont formulés en pourcentage des émissions intervenues en 1990. Six gaz sont concernés et les objectifs sont spécifiés en équivalents d’émission de CO₂. Cet accord quantitatif de répartition initiale peut s’interpréter comme une distribution gratuite aux gouvernements de PEN. Le protocole de Kyoto prévoit en effet des mesures d’échange de ces permis, dont les conférences de Bonn (juillet 2001) et de Marrakech (novembre 2001) ont précisé les modalités d’application. Il s’agit notamment des pénalités et des sanctions qui sont un point absolument essentiel pour garantir un bon fonctionnement du marché. S’il n’est pas coûteux de se trouver en infraction, aucun pays n’aura financièrement intérêt à respecter ses engagements. Les accords de Bonn-Marrakech prévoient à ce sujet qu’un pays ayant émis au-delà des PEN détenus verra son allocation subséquente réduite d’un montant égal aux émissions excédentaires majorées d’une pénalité de 30 %.

On trouvera ci-après les articles du protocole évoquant les échanges de droits :

Articles 3.1 et 4 : les pays peuvent, au moment de la ratification du protocole de Kyoto, définir une bulle, au sens où un groupe de pays s’engagent solidairement à respecter l’engagement quantitatif global et se réservent donc le droit de répartir leurs engagements nationaux de façon différente. Au Conseil Environnement de juin 1998, l’Union européenne a ainsi adopté une répartition intracommunautaire de l’effort qui n’est pas égalitaire en termes de pourcentages de réduction par référence à 1990.

Chaque État membre se trouve ainsi doté d’une cible particulière, qui a été choisie en fonction des possibilités nationales de réduction et d’un compromis politique.

Article 3.13 : possibilité, pour les Parties de l’annexe I [4], de mise en réserve des quotas d’émission non utilisés sur la période 2008-2012. Autrement dit, l’épargne est autorisée, mais pas l’emprunt; les transferts temporels ne se font que dans un seul sens.

Article 6 : des crédits d’émission peuvent être attachés à des projets, sous certaines conditions. Les pays de l’annexe I peuvent échanger ces crédits, mais peuvent aussi, sous leur responsabilité, autoriser des personnes morales (legal entities) à participer aux actions relatives à l’obtention et au transfert des réductions d’émission obtenues par ces projets. Ce mécanisme est baptisé mise en œuvre conjointe.

Article 12 : le mécanisme de développement propre autorise, sous certaines conditions, les parties de l’annexe I à réaliser des réductions “additionnelles” d’émission dans les pay s ho rs anne xe I (en gros, l es p ays e n développement), plutôt que sur leur territoire national. Ces crédits pourront être acquis dès la période 2000-2007 et utilisés sur la période 2008-2012.

Article 17 : le commerce des quotas d’émission entre Parties de l’annexe B est autorisé.

En revanche, les coûts marginaux de dépollution sont intrinsèquement liés à l’organisation productive. Pour cette raison, l’industrie connaît la courbe des coûts marginaux de dépollution tandis que les pouvoirs publics ne disposent que d’une estimation sous la forme d’une loi de probabilité de support borné [6]. Le modèle suppose que l’aléa considéré porte sur l’industrie prise dans son ensemble [7].

Le producteur ajuste son effort de dépollution entre les niveaux s et t

À l’aide d’un graphique, il est possible de décrire les réactions d’un pollueur face à l’instrument combiné (q, s, t) que le régulateur aura imposé. Le pollueur connaît la position exacte de sa courbe de coût marginal de dépollution et agit en conséquence :

si le coût marginal de dépollution en q est plus élevé que t, le régulateur a fixé une quantité q trop réduite, mais le prix sur le marché de droits ne dépassera pas t, puisque le pollueur va préférer payer la taxe au taux t. La pollution finale est en q_t, qui est plus proche du vrai optimum que q. Le niveau de pollution ne peut en aucune situation être inférieur à q_t;
si le coût marginal de dépollution en q est plus faible que s, le régulateur a fixé une quantité q trop laxiste, mais le prix sur le marché de droits ne descendra pas en dessous de s, puisque le pollueur préférera recevoir s pour chaque permis inutilisé. La pollution finale est en q_s, qui est plus proche du vrai optimum que q. Grâce au plancher de prix s, le niveau de pollution ne peut en aucun cas excéder q_s;
si le coût marginal de dépollution en q est strictement compris entre s et t, c’est-à-dire si q se trouve dans l’intervalle ] [ q q t s,, alors le pollueur déversera à hauteur de q.

L’adjonction au prix d’un plafond et d’un plancher limite les conséquences d’une mauvaise détermination de la quantité à allouer et préserve l’efficacité productive du marché de droits.

Les conséquences du choix de l’instrument s’observent ex post. Une fois que le prix s’est fixé, l’incertitude est résolue [8]. Si la quantité q proposée au départ est trop faible, le prix du marché de droits plafonne à t. Inversement, si cette quantité est trop forte, le prix du marché de droits ne peut être inférieur à s. Si, enfin, la quantité q proposée est raisonnable, l’industrie polluante fait face à un marché de droits habituel. En fait, chaque fois que le marché de droits aurait donné des performances médiocres et que le prix d’échange se serait envolé ou effondré, l’instrument combiné permet de basculer dans un régime de taxation ou de subvention. Le prix sur le marché de droits ne peut sortir de la fourchette [ , ]s t et la quantité de pollution ne sort pas de l’intervalle [ ]q q v s.

Comme tous les pollueurs ont la même incitation marginale à lutter contre la pollution, ils entreprennent spontanément toutes les mesures de dépollution dont le coût à la marge est inférieur à ce prix et l’on retrouve l’efficacité de la répartition de l’effort de dépollution.

Grâce à cet instrument, le régulateur sait a priori que l’effort de dépollution sera encadré et que le niveau de pollution demeurera à l’intérieur d’un intervalle Pour un instrument (q, s, t) donné [9], le prix d’équilibre vérifie dans tous les cas s p q t≤ ≤( ). En effet, si p t>, personne n’achète de permis puisqu’il revient moins cher de payer la taxe t et donc le prix des permis baisse. De même, si p s<, tout le monde souhaite acheter des permis pour les revendre au régulateur, donc il n’y a plus d’offre sur le marché de droits et le prix des permis augmente.

La quantité de pollution déversée est elle aussi bornée a priori. Pour chaque réalisation ω de l’événement aléatoire, la quantité effective est comprise entre q_t ( )ω et q_s ( )ω. Par conséquent, le régulateur sait a priori que la pollution s’établira à un niveau compris dans l’intervalle [ , ] min max q q où

L’instrument mixte optimal fait mieux que la taxe pigouvienne ou le marché de droits

Dans un univers incertain, l’instrument mixte optimal( , , )q s t * * * procure un bien-être supérieur à celui qu’offrent la taxe pigouvienne (qui correspond au cas s t= ) ou le simple marché de droits ( , )s t= = + ∞0. Le bien-être social désigne ici l’espérance de surplus qui est attachée à l’instrument mis en place.

Le régulateur dispose en effet de trois paramètres au lieu d’un seul, ce qui lui permet d’obtenir un meilleur résultat à l’issue de son optimisation [10]. En d’autres termes, les politiques pures (taxation ou simple marché de droits) forment un sous-ensemble P de l’ensemble M des politiques mixtes. L’optimisation du bien-être social W dans l’ensemble M des instruments mixtes produit par conséquent un instrument ( , , )q s t * * *, préférable à celui qui est obtenu avec le sous-ensemble P des politiques pures. Cela découle de l’inégalité

qui résulte elle-même de l’inclusion P M⊂.

Les valeurs optimales des paramètres peuvent être bornées a priori

Les valeurs optimales ( , , )q s t * * * résultent des caractéristiques qui sont inhérentes à l’incertitude et aux fonctions de coût marginal et de dommage marginal, notées respectivement MC et MD. Leur détermination nécessite un calcul fondé sur ces caractéristiques, comme l’illustrera l’exemple développé ci-après.

Les valeurs peuvent toutefois être encadrées a priori en notant que le niveau d’effort optimal est nécessairement supérieur à la valeur s^min définie par l’ordonnée de l’intersection entre la courbe de dommage marginal MD et la courbe des valeurs minimales de coût marginal possible, qui s’écrit en termes ensemblistes :

Symétriqu ement, le n iveau d’effort es t nécessairement inférieur à la valeur t^max définie par l’ordonnée de l’intersection entre la courbe de dommage marginal MD et la courbe des valeurs maximales de coût marginal possible, qui s’écrit :

Il en résulte que s^* et t^* sont strictement compris entre s^min et t^max :

À ce stade, il convient de noter qu’en général les inégalités seront strictes. En d’autres termes :

De cet encadrement a priori des valeurs s^* et t^*, se déduit en encadrement a priori de q^*. Il suffit pour cela de lire les valeurs q_max et q_min sur les courbes _ts MC^min et MC^max. Plus précisément, q_tmax et q_smin sont définis comme solu tion des équations

On a dès lors l’encadrement :

Ces inégalités sont en général strictes, comme le fera apparaître le cas analytique examiné ci-après.

Deux instruments caractérisés de manière analytique

Dans le cas où les courbes de dommage marginal et de coût marginal de dépollution sont des droites dont la pente est connue [11], on peut mener les calculs de perte de bien-être social précisément et établir les résultats suivants, selon que l’on s’intéresse à l’instrument mixte décrit ci-dessus, ou que l’on renonce à l’établissement d’un prix plancher et que l’on se contente d’adjoindre un prix plafond à un marché.

On suppose le dommage marginal connu et linéaire, le coût marginal de dépollution linéaire, mais connu avec incertitude, cette incertitude suivant une loi uniforme et la puissance publique neutre au risque.

Spécifications retenues

Le dommage marginal est connu et linéaire et prend donc la forme ′ = +D q a bq( ), d’où

, à une constante près que l’on négligera.

Lorsque le coût marginal de dépollution est linéaire et connu avec certitude, de la forme − ′ = −C q c eq( ), le régulateur cherche à minimiser le coût collectif de la pollution, D q C q( ) ( )+, donc choisit

et annonce donc q^* s’il met en oeuvre un marché de permis, ou

s’il recourt à un instrument fiscal.

Le coût marginal de dépollution est linéaire mais incertain, donc de la forme :

Pour la simplicité (toute relative) des calculs, on suppose que u est une variable aléatoire qui suit une loi de distribution uniforme sur l’intervalle [ / , / ]− 1 2 1 2 et donc Eu = 0.

La puissance publique est supposée neutre au risque et cherche donc à minimiser l’espérance de perte du bien-être collectif avant la résolution de l’incertitude sur la valeur de u.

Si le régulateur mettait en place un “simple” marché de droits limité à q, les pollueurs resteraient à ce niveau de pollution quelle que soit la valeur de u et le coût collectif de la pollution serait

Le régulateur devrait choisir la valeur de q avant de connaître la valeur de l’aléa u et résoudrait donc

d’où

La puissance publique choisirait une quantité de pollution qui aurait été optimale s’il n’y avait pas d’incertitude sur le coût.

L’instrument mixte optimal Les valeurs optimales des trois paramètres de

l’instrument mixte (quantité, prix plancher, prix plafond) sont les suivantes :

la quantité de droits à polluer est la même que s’il n’y avait pas d’incertitude ;
les tarifs s et t sont équidistants du coût marginal de dépollution à l’intersection entre la courbe de dommage marginal et la courbe d’espérance de coût marginal. Ils sont d’autant plus éloignés de cette valeur que la courbe de dommage marginal est pentue relativement à la courbe de coût marginal de dépollution.

Démonstration

Si le régulateur met en place un instrument mixte de la forme (q, s, t), il sera, pour des raisons de symétrie, de la forme

où x reste à déterminer.

Face à cet instrument, les pollueurs ont le privilège de connaître la valeur précise de u et ils émettent donc :

(a) q^* tant que leur coût marginal de dépollution reste compris dans l’intervalle [ , ]s t * *, soit si

ou encore tant que u x≤. Dans ce cas, le coût collectif de la pollution s’élève à :

Le coût collectif de la pollution s’écrit alors sous la forme :

Le régulateur doit choisir x avant de connaître la valeur précise de l’aléa u et résout donc :

x est donc solution de :

Tous calculs effectués, une seule racine convient et vérifie 0 1 2< <x /. Il s’agit de :

Comme dans le cas où l’on s’intéressait au choix entre des instruments purs en prix ou en quantités [12], c’est le rapport des pentes des courbes des coûts marginaux de dépollution et de dommage marginal qui apparaît comme le paramètre déterminant. Ici, c’est la valeurde 2 e b/ qui s’avère cruciale. De façon peu surprenante, on trouve que plus la courbe de dommage marginal de dépollution est pentue par rapport à la courbe de coût marginal de dépollution, plus x sera grand, autrement dit moins on cherchera à contrôler le prix. En d’autres termes, plus la courbe de dommage marginal est élevée, plus l’instrument mixte se rapproche à l’optimum du simple marché de droits.

La combinaison d’un marché de droits et d’un prix plafond sans prix plancher

Si l’on suppose maintenant que la puissance publique met en place un instrument hybride composé d’un marché assorti d’un prix plafond, le cadre précédent peut encore être utilisé. On suppose toujours le dommage marginal connu et linéaire, le coût marginal de dépollution linéaire, mais connu avec incertitude, cette incertitude suivant une loi uniforme, et la puissance publique neutre au risque.

Les valeurs optimales des deux paramètres de l’instrument hybride (quantité, prix plafond) sont les suivantes :

la quantité de droits à polluer est plus réduite que s’il n’y avait pas d’incertitude ;
le prix plafond est supérieur au coût marginal de dépollution à l’intersection entre la courbe de dommage marginal et la courbe d’espérance de coût marginal. Il s’en éloigne d’autant plus que la courbe de dommage marginal est pentue relativement à la courbe de coût marginal de dépollution.

Démonstration

Si le régulateur met en place un instrument hybride de la forme ( , , )q t0, il choisit des valeurs de ( , )y z avec q q z= − * et t p y= + * qui maximisent l’espérance d’utilité collective.

Face à l’instrumen t ( , , )q z p y * * − +0, les pollueurs ont le privilège de connaître la valeur précise de u et ils émettent donc :

(a) q q z= − * tant que leur coût marginal de dépollution reste inférieur à t p y= + *, soit si

ou encore tant que − ≤ ≤ −1 2/ u y ez. Dans ce cas, le coût collectif de la pollution s’élève à :

pour y ez u− ≤ ≤ 1 2/. Le coût collectif de la pollution s’écrit alors sous la forme :

Le régulateur doit choisir( , )y z avant de connaître la valeur précise de l’aléa u et résout donc

Une fois résolu, ce programme admet pour solution

Autrement dit, on utilise un prix plafond un peu plus bas que pour l’instrument mixte et une quantité de quotas plus basse.

Comme dans le cas où l’on s’intéressait au choix entre des instruments purs en prix ou en quantités, c’est le rapport des pentes des courbes des coûts marginaux de dépollution et de dommage marginal e b/ qui apparaît comme le paramètre déterminant. De façon peu surprenante, on trouve que plus la courbe de dommage marginal de dépollution est pentue par rapport à la courbe de coût marginal de dépollution, plus y sera grand, autrement dit moins on cherchera à contrôler le prix.

Comparaison des résultats et généralisation

Lorsque l’incertitude se présente sous la forme qui est décrite ici, les démonstrations développées ci-dessus permettent de dégager les conclusions suivantes :

les instruments purs (taxe seule ou simple marché de droits) optimaux en présence d’incertitude sont identiques à ceux qui sont indiqués en l’absence d’incertitude lorsque les variables aléatoires sont remplacées par leur espérance ;
s’il est possible d’adjoindre des prix plancher (subvention) et plafond (taxe) à l’allocation de PEN, l’instrument mixte optimal distribue la même quantité de permis que le simple marché de droits en l’absence d’incertitude. Les prix plancher et plafond bornent avec symétrie le dommage marginal correspondant à la quantité distribuée. Cet encadrement limite la perte de bien-être si jamais la courbe des coûts marginaux se révèle trop éloignée de sa position espérée ;
lorsqu’il est impossible d’établir un prix plancher (notamment faute de pouvoir subventionner), l’instrument hybride asymétrique distribue une moindre quantité de permis. Il s’agit de se prémunir contre le risque d’un effort de dépollution trop faible compte tenu de coûts moins élevés que prévu. Comme la contrainte quantitative est a priori plus ferme en raison du moindre nombre des permis délivrés, la taxe-plafond optimale est fixée à un niveau plus faible afin de limiter les conséquences négatives de coûts qui seraient plus élevés queprévu.

Une extension formalisée de ces résultats à d’autres densités de probabilités continues que la loi uniforme se révèle délicate, car le calcul fait apparaître des moments du deuxième ordre.

En revanche, l’extension à des lois de probabilité discrètes est simple. La donnée de valeurs numériques pour les pentes des coûts marginaux de dépollution et de dommage marginal, avec des probabilités d’occurrence, permettrait ainsi d’établir les paramètres de l’instrument optimal.

Illustrations relatives à l’effet de serre

La fonction de dommage marginal est quasi-plate : conséquences

Dans le cas de l’effet de serre, les émissions actuelles contribuent à l’augmentation de la concentration des gaz à effet de serre dans l’atmosphère et c’est cette concentration qui est responsable des modifications du climat. Du fait que les gaz à effet de serre séjournent longtemps dans l’atmosphère (de l’ordre de 100 ans pour le gaz carbonique, par exemple), l’effet de serre est qualifié de pollution de stock. La conséquence immédiate en est que les dommages à court terme sont fonction du stock de l’atmosphère, qui est peu sensible aux émissions actuelles. Si l’on se limite donc à une analyse à court terme, le dommage causé par une augmentation des gaz à effet de serre est peu sensible au niveau des émissions : en d’autres termes, la courbe de dommage marginal est quasi-plate.

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Dans l’illustration analytique, ceci se traduit par une valeur très faible de b. Dans ce cas, l’instrument mixte optimal comporte une valeur de x très proche de 0. Autrement dit, les taux de la subvention et de la taxe sont très proches du tarif pigouvien p^* et le recours à un instrument hybride permet d’encadrer finement le coût marginal de réduction des émissions. Si la courbe de dommage marginal est plate ( )b = 0, l’instrument mixte dégénère en instrument-prix pur. On retrouve ici le résultat désormais classique : la fiscalité est plus adaptée que les contraintes quantitatives pour une pollution dont les dommages sont quasi constants et pour laquelle il est plus pertinent de contrôler le coût de lutte que la quantité rejetée.

Quant à l’instrument hybride optimal permis-prix plafond, le calcul donne des valeurs de ( , )y z qui tendent vers

Autrement dit, l’instrument hybride est utilisé, d’une part, pour limiterla quantité totale de permis mise sur le marché plus fortement que si le marché de permis était utilisé sans prix plafond et, d’autre part, pour plafonner le coût marginal au tarif pigouvien.

Les valeurs proposées du prix plafond pour les instruments hybrides envisagés

Dans le cas de l’effet de serre, l’instauration d’un prix plancher n’est pas envisagée. En revanche, le recours à un mécanisme de prix plafond a été envisagé dans le cadre du protocole de Kyoto et est explicitement proposé dans le projet de directive pour l’instauration d’un marché européen.

Lors des négociations internationales, des économistes ont fait des propositions de soupape de surêté (safety valve) de crainte que les prix sur les marchés internationaux ne soient excessifs : le mécanisme proposé comportait cependant une difficulté politique évidente de présentation vis-à-vis des ON G puisqu ’il permettait éventuellement d’assouplir les engagements quantitatifs du protocole de Kyoto. C’est pourquoi les propositions étaient assorties d’une réflexion sur un usage des recettes correspondantes en faveur de l’effet de serre.

Mais au niveau régional, des marchés de permis sont envisagés aux États-Unis comme en Europe pour maîtriser les émissions de gaz à effet de serre des industriels. Ainsi, un think tank américain (Resources for the future) a-t-il fait une proposition de marché avec une disposition de prix plafond à 25 $ / tC [13].

Du côté européen, c’est par le biais du tarif de la pénalité à acquitter en cas de défaut de permis que l’instauration d’un prix plafond intervient. C’est ainsi qu’au Danemark où un marché existe depuis 2000 entre les producteurs d’électricité, ceux qui se retrouveraient à court de permis sont pénalisés au taux de 40 couronnes danoises par tonne de CO₂ (de l’ordre de 20 / tC) pour les années 2000 à 2003.

Un marché européen est envisagé dès 2005 qui couvrirait 46 % des émissions communautaires de CO₂ en incluant les secteurs de la production d’énergie, production et transformation des métaux non ferreux, industrie minérale et fabrication de pâte à papier et papier et carton, soit 4 000 à 5 000 installations. Dans son projet de directive, la Commission propose un système de sanctions élaboré. Une entreprise dont le rapport d’émissions serait faux se verrait suspendre le droit de vendre des permis. Une entreprise qui ne possèderait pas au moins autant de quotas que ses émissions réelles se verrait imposer une pénalité de 40 (100 pour la 2^ème période) par tonne d’émission excédentaire. De plus cette pénalité ne serait pas libératoire puisque les tonnes excédentaires émises devraient aussi être restituées par la suite.

La coexistence de deux types de pollueurs justifie la juxtaposition des deux instruments prix et quantités au sein d’une même zone

Dans le contexte de l’effet de serre, des objectifs quantitatifs nationaux ont été définis et la théorie économique préconise alors d’utiliser un instrument “quantité” pour décentraliser au mieux cet objectif national. Mais en l’occurrence un marché de PEN ne peut suffire, puisqu’il est impossible de mettre en place un tel marché [14] pour l’ensemble des pollueurs. En effet, les pollueurs sont très dispersés et les coûts de mesure et de contrôle des émissions de gaz à effet de serre ainsi que les coûts de transaction s’avéreraient par exemple rédhibitoires pour les ménages consommateurs. À titre d’illustration dans le secteur des transports individuels, l’essence peut être facilement taxée par l’intermédiaire de son prix de vente, alors que l’organisation d’un marché de PEN pour l’ensemble des automobilistes est irréaliste. La réalité sera donc un enchevêtrement de mesures réglementaires et demesures économiques.

Scindons notre population de pollueurs en deux groupes : ceux qui sont habilités à acheter et vendre des permis entre eux sur le marché domestique supposé isolé et les autres. Pour les autres, l’instrument mixte ( , , )q s t proposé se réduit à une taxe obligatoire au taux t, qui correspond donc à la pénalité imposée aux pollueurs qui se retrouvent volontairement ou non à court de permis. À l’intérieur de chaque groupe, les pollueurs seront soumis à la même incitation marginale et l’effort de dépollution se répartira de façon efficace entre eux. Par contre, si l’incitation à la marge est différente entre les deux groupes, l’effort sera mal réparti entre eux.

Si la quantité q de permis mise sur le marché par l’État est trop basse, un effort trop important sera demandé au départ aux pollueurs habilités. Au lieu de laisser le prix des droits s’envoler, ils auront recours à la possibilité d’acquitter la taxe t. On basculera donc dans un régime purement fiscal. Pour les pollueurs habilités, le coût marginal de dépollution plafonne à t, mais les émissions qu’ils rejettent s’avèrent supérieures à la quantité q qui leur avait été initialement proposée. L’incitation à dépolluer étant la même pour tous les pollueurs, la répartition de l’effort dans la lutte contre l’effet de serre sera efficace.

Si la quantité q de permis mise sur le marché est trop haute, l’effort demandé aux pollueurs habilités n’est pas suffisamment important et le prix du permis s’établit finalement à s. Les pollueurs habilités rejettent moins que la quantité q qui leur avait été allouée. Du point de vue des impacts budgétaires, cette configuration induit deux effets. Le premier est l’obligation pour l’État de trouver des fonds pour racheter les permis superflus au prix s. Le deuxième est que dans le cas où le prix mondial d’échange des permis s’établit à un niveau supérieur à s, l’État ou les pollueurs habilités peuvent recueillir des recettes en les revendant. Pour de faibles valeurs de s – voire une valeur nulle – ces deux effets se combinent pour dégager un excédent budgétaire. Cependant, il est vraisemblable que ces reventes ne seront pas effectuées par l’État mais bien plus probablement par des entreprises multinationales.

Si la quantité q de permis mise sur le marché est adéquate, le prix d’échange s’établit à un niveau intermédiaire entre s et t. Les pollueurs habilités rejettent exactement la quantité q qui leur avait été allouée et le marché de droits fonctionne sans que les mécanismes de contrôle des prix soient sollicités.

Dans les deux derniers cas, à savoir une quantité importante de droits, le décalage entre les incitations des pollueurs habilités (s ou p) et des autres (t) engendre une inefficacité dans l’effort de répartition en faveur des pollueurs habilités à détenir des permis.

Une fiscalité reposant sur l’usage ou la détention de permis est parfois envisagée

Il est également possible d’envisager une taxe à la détention de permis, c’est-à-dire de combiner encore les deux instruments. Dans un cadre national, avec une quantité fixe de permis mise sur le marché, l’instauration d’une telle taxe aurait pour effet de faire baisser le prix hors taxe du permis, son prix toutes taxes comprises restant au même niveau. Tant que le taux de taxe reste inférieur au permis, cette mesure permet à l’État de reprendre partiellement la rente de rareté associée à la pollution. Le poids de cette taxe pèse sur les détenteurs finaux des permis, et est donc appuyée sur la répartition efficace de l’effort de dépollution, comme dans le cas d’une mise aux enchères.

Dans un cadre international, il est nécessaire de pousser plus loin l’analyse pour prédire le prix national du permis. Il faut par exemple tenir compte des possibilités d’accès des opérateurs nationaux à des permis offerts au prix mondial.

Enfin, dans un cadre international, il a été un temps envisagé un prélèvement sur les trois mécanismes de flexibilité, par analogie avec la share of proceeds prévue pour le mécanisme de développement propre. Il est prévisible que toute forme de prélèvement empêchera ou freinera des échanges qui auraient été mutuellement avantageux. De telles taxes ne sont pas analysées dans ce papier, mais il suffit de leur appliquer l’argumentation à l’égard d’une taxe Tobin pour comprendre leurs défauts potentiels (voir par exemple OCDE, 2002).

Conclusion : la combinaison des instruments économiques pourrait voir des applications dans la lutte contre l’effet de serre

Un marché de droits présente l’inconvénient de prix difficiles à prévoir et susceptibles de s’envoler. L’introduction de planchers ou de plafonds de prix améliore l’efficience des marchés de droits en réduisant les pertes de bien-être lorsque les coûts de dépollution s’écartent des prévisions. Cela est particulièrement indiqué lorsque les caractéristiques micro-économiques de la pollution traitée préconiseraient le recours à la taxation et que le marché de droits a été préféré pour des raisons politiques. Tel est notamment le cas des émissions de gaz à effet de serre, dont le dommage marginal présente une pente relativement faible tandis que les coûts marginaux sont nettement croissants, ce qui rend la taxation plus efficace. En encadrant les prix, l’instrument mixte remédie partiellement aux insuffisances du marché de droit. Pour éviter de créer de nouvelles subventions, il est possible également de se contenter de mettre un plafond sur les prix des permis. Le modèle présenté ici permet de calculer la quantité de permis à distribuer et le niveau de taxation qui maximisent le bien-être.

L’introduction de mécanismes de prix dans le marché des permis négociables permet également aux pouvoirs publics d’améliorer la cohérence de la maîtrise des émissions entre les secteurs couverts par les permis et ceux qui sont couverts par la taxe. La présence d’une soupape de sécurité sur le marché des droits évite que le prix des permis ne s’élève trop loin de la taxe couvrant le reste de l’économie. Le modèle développé ici donne des indications sur la manière optimale de combiner ces deux instruments : la soupape de sécurité du marché de droits est fixée à une valeur plus élevée que la taxe pigouvienne, laquelle s’applique à la partie de l’économie non couverte par les permis.

La combinaison de quantités et de prix devrait faciliter la mise en place d’instruments économiques pour la lutte contre l’effet de serre. Elle joint en effet la flexibilité des permis et la possibilité qu’ils offrent de protéger à moyen terme la compétitivité des entreprises exposées à la concurrence, à la faculté de couvrir les émissions diffuses qu’offre la taxation.

BIBLIOGRAPHIE

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· Weitzman M. L. (1974). “Prices vs Quantities”, The Review of Economic Studies XLI, october, pp. 477-491.

· Protocole de Kyoto à la Convention cadre des Nations Unies sur les changements climatiques, disponible sur Internet http :// www. unfccc. int.

NOTES

[(*)]

Direction de la Prévision, puis OCDE. E-Mail : bboris. cournede@ oecd. org.

[(**)]

Direction de la Prévision, puis Ministère (chargé de) l’Environnement. E-Mail : ssylviane. gastaldo@ environnement. gouv. fr.

[(1)]

Se reporter à l’encadré pour une présentation plus précise des possibilités d’échange prévues par le protocole de Kyoto.

[(2)]

L’article reste volontairement ambigu sur l’extension du marché aux “autres” gaz du protocole de Kyoto. En effet, que le marché porte uniquement sur le gaz carbonique ou soit étendu aux six gaz du protocole ne change pas fondamentalement l’analyse théorique, grâce aux facteurs d’équivalence que sont les pouvoirs de réchauffement global (PRG) qui permettent d’exprimer les quantités des autres gaz en tonnes équivalent carbone.

[(3)]

Pour une mise en perspective des conditions de bon fonctionnement d’un tel marché, le lecteur pourra consulter la contribution d’Olivier Godard et Claude Henry au rapport du Conseil d’Analyse Économique : Fiscalité de l’environnement.

[(4)]

Les pays industrialisés, les seuls à avoir souscrit des engagements quantitatifs, sont énumérés à l’annexe I de la Convention des Nations Unies sur les Changements Climatiques.

[(5)]

En tout état de cause, l’incertitude éventuelle sur le dommage marginal n’affecte pas le choix de l’instrument optimal (Baumol et Oates, 1988).

[(6)]

Afin de permettre une représentation graphique, le diagramme se rapporte à la situation particulière d’incertitude, qui sera étudiée à la deuxième section. Il en sera de même pour les autres diagrammes de la première section. Les considérations développées dans cette section sont toutefois valables quelle que soit la famille des courbes de coût marginal possibles, pourvu que son support soit borné, même si elle diffère de la représentation fournie par les diagrammes.

[(7)]

Cela signifie que le même aléa porte sur chacune des firmes. Un modèle plus fin pourrait s’intéresser au cas où l’aléa considéré serait propre à chaque entreprise.

[(8)]

La réalisation du coût marginal parmi la famille des courbes possibles s’observe en reportant le prix sur la courbe de dommage marginal qui est supposée connue avec certitude.

[(9)]

À ce stade, cet instrument mixte considéré n’est pas nécessairement l’instrument mixte optimal.

[(10)]

Ceci se paie toutefois par des coûts de gestion qui peuvent être plus élevés. En pratique, cet inconvénient demeure très limité, voire inexistant. L’expérience des marchés de droits apprend en effet que, lorsque les prix s’envolent, les autorités publiques décident en tout état de cause de vendre des permis à prix fixes. Tel a été notamment le cas pour les permis d’émission de NOx, en Californie pendant la crise de la production électrique survenue en 2000. Se priver d’un plafond de prix n’apporte donc pas de véritable gain en termes de coûts de gestion. Bien au contraire, la collectivité a tout intérêt à optimiser le choix de ce plafond ex ante plutôt que d’être contrainte de l’improviser dans une situation de crise.

[(11)]

Une incertitude sur les pentes de ces droites mènerait à une formulation analytique plus complexe.

[(12)]

En effet, si la courbe de dommage marginal (b) est plus pentue que la courbe de coût marginal de dépollution (e), il faut privilégier le recours à un marché de droits qui contrôlera mieux la quantité de pollution. Si les deux courbes sont aussi pentues, le planificateur est indifférent au choix des instruments. Enfin, si la courbe de coût marginal de dépollution est plus pentue que le dommage marginal, il faut privilégier l’instrument fiscal qui permet de mieux maîtriser les coûts.

[(13)]

Raymond Kopp, Richard Morgenstern, William Pizer et Michael Toman, de Resources for the future, proposent dans A Proposal for Credible Early Action in U.S. Climate Policy, un prix plafond de 25 $/ tCen 2002, qui augmenterait tous les ans de 7 % plus le taux d’inflation jusqu’en 2007.

[(14)]

Cette partie n’examine pas la possibilité de permis “amont” liés à l’importation du carbone dans l’économie, qui permettrait d’atteindre indirectement les pollueurs dispersés. En cas de dépassement des engagements du fait des pollueurs dispersés, c’est alors aux grandes compagnies énergétiques et non au budget de l’État qu’il reviendrait de se procurer les permis supplémentaires requis. De même, la coexistence de permis “amont” pour les pollueurs dispersés et de permis “aval” pour les industries fortement consommatrices d’énergie n’est pas considérée dans la suite du texte.

no 156 2002/5