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Pétrole, gaz et charbon ; fioul carburant, gaz, électricité, économies d'énergie, biocarburant, etc.
Des coûts et des prix
un critère de coût indépendant du prix du pétrole et du gaz

une méthode ; des valeurs ; enseignements pour une politique



Sur la méthode
définition du coût du CO2 : coût des dommages, coût du carbone évité par une décision, coût du carbone d'un programme de réduction des émissions, prix du carbone sur un marché de permis d'émettre
relation entre coût des dommages causés par le réchauffement et coût du CO2, une merveilleuse découverte de la théorie économique et (à mon avis) une erreur de raisonnement en pratique.
un indicateur de coût  et un critère de coût qui ne dépendent pas du prix du pétrole et des autres énergies fossiles e
Les valeurs
Prix du pétrole et prix à la consommation finale : une situation de référence
Pour diviser par trois nos émissions, quel coût ? 
Pour diminuer les émissions, classer les décisions en fonction de leur coût, en commençant par les moins chères ;
La politique publique de lutte contre les émissions, indépendante du prix du pétrole : fixer la valeur du critère de coût, créer un impôt qui élève le prix à la consommation finale, évaluer les investissements publics - tout cela indépendamment du prix du pétrole.
Notes
Diverses évaluations du coût du carbone évité
Quelques coups de sonde sur les coûts : la biomasse chaleur, le biocarburant, l'usage de l'électricité dans les véhicules, les économies d'énergie, l'usage d'une électricité effaçable pour se chauffer, les pompes à chaleur, les panneaux solaires.
Une synthèse sur le prix du pétrole
Trois niveaux de prix à moyen terme : sans action contre les émissions 120 $/bl ; une diminution de la demande et concurrence des producteurs : 50 $/bl ; une diminution de l'offre pour diminuer la consommattion :  170 $/bl.


Une méthode : des définitions : « coût du carbone »,  "prix du carbone" ; un indicateur et un critère indépendants du prix du pétrole, comment calculer le montant d'un "impôt carbone"


Des définitions du « coût du carbone »

Le coût du carbone vu comme le coût des dommages causés par les émissions de gaz carbonique

Les dommages causés par le réchauffement climatique dû aux émissions de gaz carbonique ont un coût ; celui-ci es évidemment très difficile à estimer, mais il existe. Le coût d’une émission supplémentaire de CO2 est l’augmentation du coût des dommages due à cette émission supplémentaire. C’est un coût marginal. On parle aussi parfois du coût total des dommages en le rapportant aux émissions totales ; c’est alors un coût moyen.

Le "coût du carbone évité" ou "coût du gaz carbonique évité" ou, plus simplement le "coût du carbone" d’une décision

Le coût du carbone évité par une décision qui permet d'éviter des émissions de gaz carbonique est la différence entre deux nombres :
1- ce que l'on aurait dépensé sans prendre cette décision
2- ce que l'on dépense après avoir pris cette décision.

Les dépenses sont des coûts fixes et des coûts variables. Les premiers ne dépendent pas des quantités d’énergie consommée, les seconds en dépendent.

Les coûts fixes comprennent des dépenses annuelles comme les impôts, les dépenses d’entretien qu’il faut faire quelle que soit la consommation d’énergie, les frais de structure et les dépenses d’investissement. Les dépenses d’investissement peuvent être représentées par une somme dépensée annuellement ; pour cela il faut convenir d’un taux d’actualisation (ou un taux d’intérêt). Du point de vue de l’intérêt général, on retient 4 % en monnaie constante, comme le recommande le Plan. Mais les décideurs privés (entreprises ou personnes) ont chacun leur préférence ; les entreprises calculent souvent avec 8 %.

Les coûts variables sont les dépenses de fonctionnement qui dépendent des quantités d’énergie consommées ; ce sont pour l’essentiel l’achat de l’énergie et des dépenses d’entretien qui dépendent de la quantité d’énergie consommée.

Sauf lorsque l'on décide de stocker du gaz carbonique, on ne pourra éviter des émissions qu’en diminuant la consommation d’énergie fossile.

Le coût du carbone d’un programme de réduction des émissions de CO2

Un programme de réduction des émissions de CO2 est un ensemble de décisions à prendre pour atteindre un objectif de réduction des émissions. On fera la liste des décisions qui permettent d’éviter des émissions, on commencera par les moins coûteuses. Le coût du carbone évité par ce programme est le coût du carbone évité par celles des décisions retenues dont le coût du carbone évité est le plus élevé. C’est donc un coût marginal.

On peut aussi calculer le total de l’augmentation des dépenses due à ce programme et le rapporter au total des émissions évitées ; on a alors le coût moyen du carbone évité.

Le prix du carbone sur un marché de permis d’émettre

Si plusieurs entreprises (ou, plus tard, plusieurs Etats) reçoivent chacune un quota d’émission et si elles ont le doit de négocier entre elles des parties de quotas d’émission, il peut s’établir un marché d’où il ressort un prix. Il y aura un prix par marché. Si un acteur du marché peut éviter une émission pour un coût de 100 et si doit éviter une émission mais ne peut le faire qu'avec un coût de 120, ils auront l'un et l'autre intérêt à négocier un permis d'émettre à un prix compris entre 100 et 120. Le prix du permis dépend dnc directement des coûts du carbone évité.

De quoi dépend le coût du carbone évité par une décision

Rappel : le coût du carbone évité est la différence entre deux nombres :
1-
Les dépenses faites lorsque l’on a pris la décision d’éviter des émissions, c’est à dire de diminuer la consommation d’énergie fossile (gaz, de fioul de carburant pétrolier ou d’électricité produite à partir de gaz ou de charbon)

Cette décision oblige à faire des dépenses d’investissement que l’on aurait pas faites si on ne l’avait pas prise : installer une pompe à chaleur, faire des travaux d’isolation, acheter une voiture hybride rechargeable. Il y a aussi des dépenses de fonctionnement : location d’une batterie, achat d’une énergie autre que le gaz ou le pétrole ; il y aura aussi des achats d’énergie fossile mais en quantité moindre que si l’on n’avait pas pris la décision d’éviter des émissions.

A part l’achat d’énergie fossile, ces dépenses ne dépendent pas du prix de l’énergie fossile.

2- Les dépenses que l’on aurait faites si l’on n’avait pas pris la décision : il y a parfois des investissements (s’il faut remplacer la chaudière ou changer de voiture par exemple) ; les dépenses de fonctionnement dépendent directement du prix de l’énergie fossile. Elles en dépendent beaucoup plus que les dépenses faites si l’on évite d’en consommer.

   Note : on suppose que dans les deux cas, le service rendu par l’énergie (c'est-à-dire la température des locaux, les distances parcourues, etc.) est le même. Si le service rendu diminue, il serait trop facile de dire que cela ne coûte rien. Il faut compter un « coût moral », le coût de la privation ou de l’inconfort.

De quoi dépend le coût du carbone d'une décision prise pour éviter des émissions
   
des dépenses à faire pour éviter les émissions : coût des batteries, des pompes à chaleur, de l’électricité « sans carbone ».
    du prix payé pour l’achat de l’énergie fossile c'est à dire le pétrole ou le gaz à l’échelle nationale, le carburant pétrolier, le gaz ou le fioul à l’échelle de la consommation individuelle.

De quoi dépend le coût du carbone d'un programme de limitation des émissions

    des dépenses à faire pour éviter les émissions : coût des batteries, des pompes à chaleur, de l’électricité « sans carbone »
    de la limite elle-même : si elle est plus contraignante, elle obligera à prendre des décisions plus coûteuses
    du prix payé pour l’achat de l’énergie fossile c'est à dire le pétrole ou le gaz à l’échelle nationale, le carburant pétrolier, le gaz ou le fioul à l’échelle de la consommation individuelle.

 De quoi dépend le prix du CO2 sur un marché de permis d'émettre

    des dépenses à faire pour éviter les émissions : coût des batteries, des pompes à chaleur, de l’électricité « sans carbone »
    du total des limites quantitatives fixées à chacun des acteurs du marché la limite elle-même : le prix dépend du total des quotas individuels, non de leur réparation
    du prix payé pour l’achat de l’énergie fossile c'est à dire le pétrole ou le gaz à l’échelle nationale, le carburant pétrolier, le gaz ou le fioul à l’échelle de la consommation individuelle.

Note : à court terme (quelques années), les prix des différentes énergies fossiles peuvent évoluer différemment ; mais à moyen et long terme, ces prix sont très fortement corrélés. Un marché de permis bien conçu doit être construit sur le long terme car les décisions les plus efficaces pour diminuer les émissions sont des décisions de long terme. Le marché européen a eu un comportement erratique car il était construit pour quelques années seulement.

Donc, dans tous les cas, le coût ou le prix du carbone dépend directement du prix payé pour l’achat de l’énergie fossile c'est à dire le pétrole ou le gaz à l’échelle nationale, le carburant pétrolier, le gaz ou le fioul à l’échelle de la consommation individuelle.


Quelle relation entre le coût des dommages et le coût du carbone évité ?

        Une merveilleuse découverte de la théorie économique

Si le marché est parfait (une concurrence libre sans monopole, sans intervention de l’Etat autre que de faire respecter la concurrence) et si l’on met sur l’énergie fossile un impôt égal au coût marginal des dommages, alors le simple jeu du marché conduit à une situation telle que le total du coût du carbone évité et du coût des dommages est minimum.

D’où la propositions des économistes : créons un impôt égal à ce que sera le coût marginal des dommages dans cette situation optimale. Ce coût ne dépend pas du prix du pétrole. Il est évalué à 500 ou 600 $/tonne de carbone soit 140 à 160 $/tCO2, soit 100 €/tCO2 si l’euro vaut 1,5$. Comme il est impossible de le porter de suite à ce niveau, créons un impôt qui augmentera progressivement et annonçons de suite cette cible de 100 €/tCO2.

         Une grosse erreur de raisonnement à mon avis du moins et sauf erreur de ma part

Tout cela serait fort bien si le prix du pétrole était « exempt de rente de monopole ou de rareté » pour reprendre mot à mot ce qu’en dit N. Stern dans son rapport. Le monde réel est très différent.

Dès qu’une limite est fixée, le coût du carbone est ce que l’on dépense en plus pour émettre moins de CO2.

Le coût du carbone évité est donc différent du coût des dommages pour deux raisons qui s’ajoutent :

1- le prix de l’énergie fossile payé par ceux qui sont soumis à la limite n’est pas celui qui sortirait d’un marché purement concurrentiel
2- les limites quantitatives ne sont pas égales à ce que seraient les émissions dans la situation optimale des économistes.

Dans le monde réel, le coût du carbone évité par une décision n’a plus rien à voir avec le coût des dommages.
Lorsqu’une limite d’émission est fixée, le coût du carbone dépend de cette limite, des dépenses à faire pour diminuer la consommation d’énergie fossile (carburant pétrolier, gaz, fioul, électricité à partir de charbon ou de gaz) et du prix payé pour se procurer cette énergie fossile.
Il en est de même du prix du carbone sur un marché de permis d'émettre.

Voir ici une analyse plus développée : le prince universel et ses conseillers.


Un indicateur et un critère indépendants du prix mondial de l’énergie fossile.

L'indicateur indépendant du prix du pétrole

Pour toute décision qui permet d’éviter une consommation d’énergie fossile, il existe un prix de l’énergie fossile tel que cette décision devient économiquement intéressante. Appelons-le "prix de l'énergie fossile équivalent à la décision". Ce "prix équivalent" ne dépend pas du prix réel de l’énergie fossile.

Le critère de "bonne action climat" - indépendant du prix du pétrole

Quand une limite globale d’émission est fixée, pour la respecter, il faudra prendre des décisions en ne retenant que les moins coûteuses ; chacune a son « prix équivalent ». Le plus élevé de ces prix équivalents est le « prix équivalent de l’énergie fossile » du programme. Cette référence peut servir de critère :


Un critère de coût de "bonne action climat"
:

Faites tout ce qui serait économiquement avantageux si le prix de l'énergie fossile était égal à un niveau de référence fixé par l'Etat : un niveau de prix pour le fioul pour le gaz et pour le carburant, TTC. Ce niveau de prix ne dépend pas du prix mondial de l'énergie fossile.

Un critère pour la politique publique : ne rendre obligatoires, ne financer sur fonds publics que des décisions qui seraient économiqueent avantageuses si le prix payé par les consommateurs pour le gaz, le fioul ou le carburant était à un niveau fixé par décret.

Voir plus loin la valeur du critère pour diviser par trois les émissions françaises

Le critère de coût est essentiel ; il n'est pas toujours suffisant. En particulier, pour la biomasse, il faut ajouter un critère de bonne utilisation du sol.


Comment calculer la valeur d'un "impôt carbone" sur la consommation finale

Le « prix équivalent de l’énergie fossile » du programme peut servir à une politique publique. En admettant que tous les acteurs prennent les décisions qui leur coûtent le moins cher, il suffirait de porter à ce niveau le prix de l’énergie fossile payé par ceux qui prennent les décisions pour que la limite d’émission soit respectée.
 
Contrairement à une vision qui se déduit de ce qu'enseigne la théorie économique dans un monde idéal, il n'y a plus aucune raison de fixer un impôt en se référant au coût des dommages.

Un impôt devrait avoir pour objectif de porter progressivement le prix à la consommation finale du carburant, du gaz et du fioul au niveau qui permet de respecter la limite d’émission. Cet impôt dépendra donc du prix mondial de l’énergie fossile.


Coûts, prix - combien ?


Prix du pétrole et prix à la consommation finale : une situation de référence

Les prix de l'énergie fossile connaissent des variations très fortes ; les coûts de production des techniques à venir  ne sont pas connues et les évaluations se précisent avec le temps. Il faut donc bien préciser ses bases et ses hypothèses lorsque l'on avance des valeurs de prix ou de coût. Il faut également veiller à leur cohérence.

Prix du pétrole et prix à la consommation finale : voici un jeu de données cohérent - celui qui sert de référence dans "Trop de pétrole !", publié au début de 2007 (situation mi 2005)

Parité euro-dollar : un euro vaut 1,25 dollar
Prix du pétrole : 50 $/bl - il s'agit du Brent, dont le prix est supérieur de quelques $/bl à celui du pétrole quoté aux Etats-Unis
Prix du gazole et prix du fioul à Rotterdam : 500 $/t soit 400 €/t soit 340 €/m3
- la densité du fioul et du gazole est de 0,84.

- La lecture des chroniques publiées par le ministère de l’industrie montre que le prix à Rotterdam de la tonne de produit raffiné, essence, fioul ou gazole, exprimé en dollar, est à peu près 10 fois le prix du baril exprimé en dollar.

Marge de distribution : 80 €/m3.
TIPP sur le fioul : 70 €/m3.
TIPP sur le gazole : 430 €/m3.
Prix hors TVA du fioul : 490 €/m3 ;                   prix TTC du fioul : 587 €/m3
Prix hors TVA du gazole : 850 €/m3 ;                prix TTC du gazole : 1,02 €/l

Au début de 2010, le pétrole est à 70 $/bl avec un euro proche de 1,5 $. Le prix à la consommation finale est donc peu supérieur à celui de mai-juin 2005. A la fin de 2010, le pétrole est à 85 $/bl ,et l'euro à 1,3 $. Au milieu de 2014, le prix du Brent est de 110 $/bl et l'euro vaut 1,3 $. Au début de 2015, le prix à plongé à 50 $/bl et l'euro vaut 1,1 $. Puis le prix remonte à 65 $/bl.


Pour diminuer les émissions, classer les décisions en fonction de leur coût et retenir les moins chères
Cela permet de dire quel est le critère de "bonne action climat"

Pour diviser par trois les émissions françaises en trente ans, la quantité d'émissions à éviter se calcule non pas à partir des émissions d'aujourd'hui mais à partir des émissions tendancielles (ce qu'elles seraient dans trente ou quarant ans si l'on ne se préoccupait pas de les réduire).

Pour cela, il faudra économiser l’énergie et remplacer l’énergie fossile par d’autres formes d’énergie

Toute décision de substitution a un coût du carbone évité, qui dépend du prix de l’énergie fossile, et un « prix équivalent de l’énergie fossile », qui n’en dépend pas. On classe ces décisions par ordre croissant de coût en tenant compte des quantités d’émissions qu’elles permettent d’éviter. Voir ci-dessous, des commentaires sur les coûts.

Les possibilités de substitution les plus importantes et les moins coûteuses sont, en gros,

Pour la chaleur :
    Une plus grande utilisation de la biomasse pour produire de la chaleur, notamment avec des réseaux de chaleur
    Les pompes à chaleur
    Le remplacement du fioul par de l’électricité hors des périodes de pointe (en insérant dans l’eau du chauffage centrale une résistance électrique qui pourra être mise hors tension par télécommande)
    Les chauffe-eau solaires dans des conditions très favorables.

Pour toutes ces actions, le prix équivalent du fioul est sans doute inférieur à 1400 €/m3 TTC soit  140 €/MWh TTC.
Par exemple, si la consommation d'énergie utile d'un logement existant est de 20 MWh par an, si le prix de l'énergie fossile est de 140 €/MWh, il est intressant d'installer une pompe à chaleur au lieu d'une chaudière même si l'électicité de chauffage est payé 250 €/MWh. Comme le prix de l'électricité n'atteindra pas ce niveau, le prix équivalent de lénergie fossile est inférieur à 140 €/MWh TTC.

Pour le transport
    Le biocarburant de seconde génération produit avec apport d'énergie externe
    L'utilisation de l’électricité dans les véhicules.

Si l'électricité est nucléaire, et si une partie du biocarburant est produite l'été avec une léectricité vendue à bas prix (car son prix de vente pendant l'hiver peut être beaucoup plus haut), le coût de production pourrait être de 1000 €/m3. Alors, le prix équivalent du gazole est de 1,8 ou 2 €/l TTC (avec la TIPP du gazole). Ce prix équivalent est sensiblement supérieur si l'électricité est produite à partir de charbon avec séquestration du CO2 ou à partir d'éoliennes. Pour le biocarburant, voir ici ; pour l'utilisation de l'électricité par les véhicules, voir ici.

Cela suppose que la capacité nucléaire augmente suffisamment pour la chaleur, les véhicules électriques et hybrides et la production de biocarburant.

Ces prix équivalents du fioul et du gazole correspondent à un prix du pétrole de 170 $/bl si l'euro vaut 1,4 $  - 133 $/bl si l'euro vaut 1,1 $. Si le pétrole est à 60$/bl, l'euro valant 1,1 $, il faudrait pour atteindre 133 $/bl un impôt de 73 $/bl, soit 510 $/t ou 530  $/tonne de carbone inclus, soit 480 €/tC soit 130 €/tCO2.

Il est donc certainement utile de faire des économies d’énergie qui coûtent moins de 140 €/MWh d'énergie fossile évité pour le chauffage et qui seront économiquement justifiées avec un gazole à 1,80 €/l à la pompe.

Aujourd’hui il y a tellement d’investissements à faire dont on est sûr qu’ils sont utiles, qu’il est injustifié de faire des investissements plus coûteux. Voilà donc notre critère de coût indépendant du prix réel du pétrole, du gaz ou du charbon.

Comment se fait-il que le gouvernement n'ait pas encore fait calculer ce critère ?

 

La politique publique de lutte contre les émissions pourrait donc se donner ces règles :

Pour diviser les émissions françaises par trois, deux critères :

Pour la réglementation et pour les aides financières ou fiscales, un critère de coût indépendant du prix du pétrole - voir ici la définition de ce critère

- Dans le bâtiment, ne rendre obligatoires que les investissements d’économie d’énergie qui seraient économiquement avantageux si le prix payé pour le gaz était de 140 €/MWh TTC - le prix payé pour le fioul de 1400 €/m3 TTC.

- N’accorder une aide (fiscale ou autre) qu’aux investissements qui seraient économiquement avantageux si le prix payé pour le gaz était de 140 €/MWh TTC - le prix payé pour le fioul de 1400 €/m3 TTC, en commençant par les investissements les moins chers.

Il n'est pas justifié de faire du biocarburant aussi longtemps que l'on peut remplacer du fioul par de la biomasse (notamment avec des réseaux de chaleur) pour moins cher. Il n'est pas justifié de faire des éoliennes si on les compare à l'électricité nucléaire.

Un impôt qui élève le prix à la consommation finale progressivement et indépendamment du prix du pétrole, et une aide aux faibles revenus au titre de la solidarité nationale

- Créer un impôt calculé de façon que le prix à la consommation finale TTC ne soit pas inférieur à un plancher qui montera en trente ou quarante ans à 1400 €/m3 de fioul, 140 €/MWh de gaz (y compris l'abonnement), 1,80 €/l de gazole ; cet impôt sera modulé en fonction du prix du pétrole. Le point de départ pourrait être un prix plancher fixé à 850 €/m3, 85 €/MWh et 1,20 €/l à la pompe ; la hausse du prix plancher serait de 2 c€/l en monnaie constante. Aujourd'hui, l'impôt serait nul mais la croissance du prix serait certaine.
        Les ménages dont les revenus sont faibles toucheront une dotation égale à l'impôt calculé sur une certaine quantité d'énergie indépendante de leur consommation effective.

Une méthode pour évaluer les investissements publics indépendante du prix du pétrole

- Evaluer les investissements publics en prenant comme hypothèse que le coût du fioul est à 1400 €/m3 TTC et le gazole à 1,80 €/l TTC.

L'Etat peut décider de soutenir des décisions plus coûteuses avec la perspective de faire suffisamment baisser les coûts ou pour d'autres raisons que la lutte contre l'effet de serre.
Des personnes privées pourront évidemment décider de mener des actions plus coûteuses ; mais il n'y a aucune raison qu'elles reçoivent une aide publique au delà des coûts indiqués ci-dessus.

D'autres critères

Le critère de coût est essentiel mais non pas suffisant. Dans le cas de la biomasse, il faut aussi un critère sur la bonne utilisation du sol : à mon avis, éviter plus de 10 tCO2 par hectare et par an. Il y aura aussi des critères de nuisances, d'impact sur l'envionnement que l'on peut parfois intégrer dans le critère de coût mais pas toujours.








 

Notes
Ces notes ont été écrites en 2011

Diverses évaluations du "coût du carbone"

Pourquoi j'ai changé la valeur du critère de "bonne action climat"

Ecrit en novembre 2011 : l'augmentation du coût de l'électricité (coût de l'EPR, suites de l'accident de Fukushima) amène à relever le coût de substitution du carburant par de l'électricité ou du biocarburant. Il est plus prudent de parler de 1,8 €/l à la pompe et de 1400 €/m3 de fioul ou 140 €/MWh de gaz, abonnement compris. Mais il est inutile de se focaliser sur ces prix. L'important est de décider une hausse régulière du prix à la consommation finale.

Ecrit en 2010
:
Dans "Trop de pétrole !",  publié au début de 2007, j'ai retenu comme critère : "faites ce qui coûte moins cher que ce que coûterait l'utilisation d'un gazole à 1,45 €/l de gazole à la pompe ou d'un fioul à 1000 €/m3 de fioul, TTC", ce qui serait leur prix, sans impôt CO2, si le pétrole était à 100 $/bl, l'euro valant 1,25 $.

A la fin de 2009, au vu d'une étude faite par le ministère de l'économie, il me semble préférable de dire que le coût de production de biocarburant de seconde génération serait plutôt de 950 €/m3 ce qui fait un prix à la pompe de 1,75 €/litre TTC. Ce niveau de prix consolide l'intérêt des véhicules hybrides d'une part, des pompes à chaleur d'autre part (puisque, pour être cohérent, il faudra accepter également une hausse plus grande du prix du fioul et du gaz). Avec un euro valant 1,5 dollar, le gazole serait à ce prix si le pétrole était à 170 $/bl. Ce niveau de prix (1200 €/m3 de fioul, 1,75 $/l de carburant ) reste heureusement très inférieur à d'autres évaluations.

D'autres évaluations du "coût du carbone évité"

Nous arrivons ici à une évaluation de l'ordre de 100 ou 120 €/tCO2 avec l'hypothèse que le pétrole est à 70 $/bl. Dans le rapport du GIEC, les valeurs sont du même ordre sans que ce rapport dise quel est le prix du pétrole. A ce propos il est frappant de constater que les rapports qui veulent nous dire comment diminuer les émissions mondiales énoncent des "prix du carbone" sans nous dire quel est le prix du pétrole - sur la relation entre "coût du carbone" et prix de l'énergie fossile, voi ici .
D'autres travaux concluent que le coût du carbone évité est très supérieur. Ces travaux s'appuient sur des "modèles d'équilibre général". C
eux-ci relient la consommation d'énergie à son prix par secteur ou par type d'utilisation ; cette relation s'exprime par une "élasticité". Par exemple, si une augmentation du prix de l'énergie de 10 % entraîne une diminution de la consommation de 5 %, on dit que l'élasticité est de -0,5.  Pour diviser les émissions par trois, ces modèles calculent que le prix de l'énergie doit être augmenté de plusieurs milliers d'euros par tonne d'équivalent pétrole (tep), soit quelques euros par litre de carburant ou de fioul. Mais les modèles de ce genre existant aujourd'hui ne sont pas conçus pour simuler l'effet de modifications de prix très importantes car ils ne peuvent pas prendre en compte les changements de techniques induits par ces hausses de prix.

Notre méthode : ici nous avons utilisé une autre méthode : partir des quantités physiques  de consommations, de disponibilités et de possibles réductions des consommations d'énergie ; puis introduire des modifications techniques dont la faisabilité est certaine et les coûts à peu près connus. Une même forme d'énergie peut être utilisée de plusieurs façons : le bois peut être utilisé en chauffage individuel ou par un chauffage collectif, l'électricité pour la chaleur ou la propulsion des véhicules ; on a aussi combiné différents modes d'énergie pour tirer parti au mieux de leurs caractéristiques, ce qui ne peut pas être aisément traduit dans des modèles généraux, etc.

Chaque couple "forme d'énergie*mode d'utilisation" aura un coût technique (hors impôts) à la tep. De même, l'économie d'énergie a un coût à la tep. Pour ce qui est des énergies fossiles, le coût technique comprend le prix de cette énergie à l'entrée en France ; c'est un coût technique vu de France qui, en réalité, incopore beaucoup d'impôts ou de marges perçus par les pays producteurs et par les intermédiaires. On  classe chaque utilisation d'énergie par ordre croissant de coût. Il existe un prix qui correspond au niveau d'émission de gaz carbonique que  nous nous sommes fixé. C'est là qu'apparaît la nécessité de dresser  un tableau croisé des ressources et des emplois d'énergie en utilisant les techniques les moins chères : cette phase est essentielle, bien que peu pratiquée à ce jour. Seul un tel tableau permet en effet de voir de quelles techniques on a besoin et desquelles on n'a pas besoin pour atteindre l'objectif. Vous pouvez consulter un grand nombre de tableaux cohérents de ressources et emplois d'énergie. Mais faites donc vous-même vos simulations avec vos propres hypothèses ! Un tableur est à votre disposition



Quelques coups de sonde sur les coûts

La biomasse chaleur, l'usage de l'électricité dans les véhicules, les économies d'énergie, l'usage d'une électricité effaçable pour se chauffer, les pompes à chaleur, les panneaux solaires

La biomasse

Dans un rapport remis en mars 2006 au ministre de l'industrie et publié sur le site de ce ministère, j'ai montré qu'il est possible d'augmenter la consommation de biomasse dans les réseaux de chaleur de plusieurs millions de tep pour un  "coût du carbone" inférieur à  400 € par tonne de carbone soit 340 €/m3, le pétrole étant à 50 $/bl (l'euro à 1,25 $/bl) et le fioul à 600 €/m3 ; le prix équivalent du fioul est donc inférieur à 1000 €/m3  (voir une note).
Ecrit en 2006 : Quant au chauffage individuel au bois, la récente hausse du prix du pétrole a montré qu'il devient souvent intéressant dès que le pétrole dépasse 50 $/bl (avec un euro à 1,5 $) : le fioul est alors à  600 €/m3 TTC. L'association des producteurs de blé dit elle-même qu'à ce prix l'usage thermique des céréales devient compétitif.

Le biocarburant

En 2012, les études permettent d'espérer que le biocarburant de seconde génération produit avec apport d'énergie et d'hydrogène extérieur coûte, dans les cas les plus favorables, environ 1000 €/m3, ce qui conduirait à un prix à la pompe, avec la TIPP du gazole, de 1,75 €/l. Ce prix est probablement un prix "structurant". Une autre étude récente montre que la France peut produire plus de 20 Mtep de biocarburant en améliorant les conditions environnementales (eau, nitrates et phytosanitaires). Voir la page biocarburant.

Pour l'usage de l'électricité dans les véhicules : coût de la batterie et prix de l'électricité

Voici un jeu d'hypothèses :

Taxe transport (représentant les effets externes locaux, aujourd’hui la TIPP) :
- sur le carburant liquide : son niveau de 2006 sur le gazole soit 430 €/m3
- sur l’électricité : par kilomètre parcouru, la moitié de la taxe transport perçue sur le carburant liquide – car les effets externes locaux sont bien moindres.

Impôt « climat » sur le carburant pétrolier : il est calculé pour porter le prix TTC à 1,75 €/l.
Le prix du biocarburant, y/c la taxe transport et la TVA mais sans impôt climat, est égal à 1,75 €/l.
Le rendement d’un moteur électrique est, en ville, quatre fois meilleur que le rendement d’un moteur thermique : une énergie électrique égale à celle de 2,5 litres de carburant aux 100 km, remplaçant  10 litres de carburant.
Prix de l’électricité : il est lié au coût de production de l’électricité nucléaire ; c’est un prix avec effacement en heures de pointe (sans qu’il soit besoin de donner un préavis) ;  et un surcoût d'abonnement. On retient le tarif Tempo en période bleue (
50 €/MWh TTC) et, pour l’abonnement, le complément par rapport à un abonnement de moindre puissance (100 €/an).

Economie de la voiture hybride rechargeable € TTC*


Surcoût du véhicule hybride ou électrique - hypothèses

6000

6000

4500

Nombre de km parcourus à l’électricité par an

10000

6500

4500

Economies (en +) ou dépenses supplémentaires (en -), en €/an 

390

-100

-150

* Le surcoût pourrait être diminué grâce à une subvention à l’achat. En effet, ceux qui utiliseront beaucoup ce type de véhicules en ville bénéficieront, plus que les autres, de la baisse de coût qui sera rendue possible par une très large diffusion de ce type de véhicule. Tout le monde gagnera donc à alléger le coût du véhicule pour ceux qui l’utilisent peu en ville. Cette subvention serait financée par un prélèvement sur l’électricité.

Le surcoût comporte une double motorisation, une batterie permettant de faire 30 km et une régulation électronique. Selon des indications données par les industriels, il devrait être possible de beaucoup diminuer le prix des batteries grâce au progrès technique et, surtout, avec une production en très grande série.

Ce tableau est seulement indicatif, bien sûr. Il montre l’effet sur les dépenses du coût du véhicule et du nombre de kilomètres parcourus à l’électricité.

Si le prix du carburant est de 1,75 €/l, le véhicule hybride rechargeable se développera probablement ; ce seront d'abord les véhicules qui circuleront beaucoup en ville puis cette technique se généralisera. La capacité des batteries aumentera de sorte que les besoins de carburant liquide diminueront. Si 60 % de la consommation actuelle peuvent être remplacés par de l'électricité, le biocarburant suffira à condition que l'on dispose d'une suffisante production d'électricité nucléaire pour utiliser au mieux la biomasse. Le transport pourra se passer complètement de pétrole sans que l'on ait diminué la mobilité (nombre de kilomètres parcourus par personne) sur route et en avion.

Les économies d'énergie : faut-il améliorer l'isolation d'un logement qui consomme 2 m3 de fioul par an (soit 2,5 tep par an), pour réduire sa consommation de 0,5 m3/an ? Lorsque le fioul coûtait 400 €/m3 (500 €/tep), l'économie aurait été de 200 €/an correspondant à un investissement de 2700 € (taux d'actualisation de 4 %, durée de 20 ans). Si le prix du fioul est  porté à 1000 €/m3,  l'investissement équivalent est de 6 800 euros TTC, ce qui rend beaucoup plus vraisemblable la réalisation des travaux. A 1400 €/m3 de fioul, pour économiser un demi mètre cube de fioul par an, un investissement de 10000 € est intéressant.

Pour se chauffer à l'électricité de base plutôt qu'au fioul ou au gaz  : des fournisseurs d'électricité pouvant accheter leur électricité au prix de tarif fixé par l'Etat pourraient dès aujourd'hui vendre de l'électricité effaçable sans préavis moins cher que le fioul  (c'est à dire 100 €/MWh). Même si le prix de l'électricité augmente, ce sera encore vrai si le prix du fioul, TTC, passe progressivement à 1200 puis 1400 €/m3.  Il devient donc intéressant de mettre une résistance électrique dans l'eau du chauffage central, d'autant plus que le rendement thermique est meilleur. De même pour le gaz. Alors le fioul ou le gaz sera utilisé seulement pendant les périodes de pointe où une petite partie de l'électicité est produite à partir de fuel ou de gaz . Si la résistance électrique et le brûleur sont télécommandés par le fournisseur de chaleur, l'alimentation électrique sera coupée sans préavis, n'importe quand et pour n'imorte quelle durée.
 
Les pompes à chaleur pour le chauffage individuel : le coût d'une installation dépend beaucoup de chaque situation, de 10 000 à 15 000 euros ; supposons 12 000 euros soit 1500 €/an (10 ans à 4 % d'intérêt en monnaie constante). Si le logement consomme 2,5 m3 de fioul par an (soit 2,12 tep), soit 25 MWh,  il consommera 10 MWh électrique. Supposons que le prix de l'électricité (qui sera supérieur au prix actuel) soit de 140 €/MWh. La dépense annuelle totale sera de 2900 €. Si le fioul coûte 1400 €TTC/m3, soit 3500 €/an, l'économie est de 600 €/an. Cette économie compense le coût de l'investissement, et même bien au-delà. La pompe à chaleur devient intéressante dès que le fioul coûte 1200 €/m3 - ou 120 €/MWh.

Les autres formes d'énergie, photovoltaïque, chauffe eau solaire, production et utilisation de l'hydrogène, coûtent à l'usage beaucoup plus cher.   
 
Note sur le "coût du carbone" de l'utilisation de biomasse dans les réseaux de chaleur : dans le rapport fait pour le ministre de l'industrie, j'ai calculé un coût de 300 €/tC, le pétrole étant supposé à 50 $/bl pour un euro à 1,25 $. Mais une jeune doctorante qui a regardé de près les tableaux que j'avais publiés m'a fait remarquer une erreur (j'avais quelque part oublié la TVA). Correction faite, il faut parler d'un coût de 400 €/tC.






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note écrite en janvier 2008

Pourquoi les prix du pétrole sont-ils si élevés ? Vont-ils encore augmenter ? Vont-ils diminuer ?


Voici ce que j'écrivais au début de 2008 (en fin de la note ci-dessous) : "Les nouveaux investissements ne ramèneront les prix à ce niveau (de l'ordre de 70 $/bl) qu'une fois qu'ils auront été non seulement décidés mais encore mis en exploitation. D'ici là, le prix sera ce qui est accepté par la demande si celle-ci reste forte ; si celle-ci diminue, le prix peut s'effondrer."
C'est bien ce que l'on a vu  depuis septembre 2008.  Fin 2009, le prix est revenu vers 70- 80 $/bl, l'euro valant 1,5 $. En 2012, il est voisin de 100 $/bl


Modestes réfexions sur un sujet compliqué - mais, de toutes façons, comme nous le montrons sur ce site, la liste des décisions à prendre pour diminuer nos émissions ne dépend pas du prix du pétrole !


Si le marché jouait librement et si la concurrence était "sauvage", les champs de production les moins coûteux seraient exploités et le prix serait égal au coût marginal de production, c'est à dire quelques dollars par baril ; si le marché jouait librement et intelligemment, le prix serait au "coût marginal de développement", c'est à dire en tenant compte des coûts d'investissement.

Mais l'exploitation des champs les moins coûteux est bloquée pour des motifs qui ne sont pas économiques. Si l'on ne peut pas exploiter davantage en effet, c'est que la capacité n'est pas suffisante ; mais si la capacité n'est pas suffisante c'est que les décisions d'investir n'ont pas été prises alors que la logique économique dicterait de les prendre. Il s'agit donc de décisions politiques ; elles sont compréhensibles, mais il reste qu'elles ne correspondent pas à l'optimum économique vu du point de vue mondial.

Alors ?

Alors le prix s'établit au niveau auquel les consommateurs sont prêts à acheter ce bien précieux, un niveau qui n'a rien à voir avec le prix de revient.

S'il est supérieur au prix de revient d'autres productions pouvant compléter les productions bloquées pour des raisons non économiques, ces investissements nouveaux seront réalisés, soit en off shore profond, soit pour produire du liquide à partir de charbon, soit pour faire de l'électricité qui permet de remplacer du fioul pour se chauffer ou pour remplacer du carburant comme dans les scooters chinois ou, plus tard, les voitures électriques. Ces investissements seront décidés si les investisseurs sont sûrs de s'y retrouver. Ils s'interrogent : les prix resteront-ils longtemps au niveau qu'ils ont atteints ; sinon, jusqu'où redescendront-ils ? Les prix peuvent en effet redesccendre jusqu'au coût de revient marginal "à court terme" c'est à dire sans tenir compte des frais fixes, c'est à dire très bas. Alors l'investisseur qui se sera endetté sera bien embarrassé. On peut deviner qu'il attend d'accumuler suffisamment de cash pour pouvoir autofinancer en grande partie ses investissements. Alors il pourra supporter une baisse du prix du pérole jusqu'à son propre coût marginal à court terme, qui sera inférieur au coût de développement des investissements moins chers. On voit ces cycles de prix dans l'aluminium, la pâte à papier, etc. Le cas du pétrole est néanmoins différent dans la mesure où la plus grande partie de l'énorme superprofit qui se dégage lorsque le prix du pétrole est haut n'est pas accumulé par des entreprises qui l'emploieront pour investir dans le secteur, ce qui fait que l'investissement répond moins vite à la hausse des prix.

Si ce que je dis ici est exact, un prix de vente haut n'a rien à voir avec le prix de revient et les questions qui se posent sont de savoir si la demande supportera longtemps ce prix et quels sont le coût marginal "de développement" et le coût marginal de court terme des productions dont le développement n'est pas bloqué pour des raisons politiques. Le premier est de l'ordre de 50 ou 70 $/bl (coût complet de l'off shore profond, du pétrole venant des sables asphaltiques ou du liquide à partir de charbon), le second de la moitié ou moins. Les nouveaux investissements ne ramèneront les prix à ce niveau qu'une fois qu'ils auront été non seulement décidés mais encore mis en exploitation. D'ici là, le prix sera ce qui est accepté par la demande si celle-ci reste forte ; si celle-ci diminue, le prix peut s'effondrer.

Quoi qu'il en soit la situation présente (en 2012 et depuis quelques années) nous donne une image édulcorée de ce qui se passera lorsque les pays détenteurs de gaz et de charbon décideront de retenir leurs ventes bien en deçà des possibilités techniques et économiques, "pour sauver le climat", diront-ils - et ce sera vrai - et, ce faisant, pour s'enrichir. Notre intérêt est vraiment de réduire considérablement nos besoins d'énergie fossile, pétrole, gaz ou charbon. La hausse du prix du pétrole ne dispense certes pas l'Etat de prendre des décisions nécessaires

Note sur la production de liquide à partir de charbon (CTL)
Le prix du charbon est lié à celui du gaz puisque l'on peut produire de l'électricité avec l'un ou l'autre ; le prix du gaz est historiquement lié au prix du charbon ; il le restera sans doute puisque l'on peut produire de l'électricité, fournir de l'énergie aux véhicules ou se chauffer avec du pétrole ou du gaz. Le prix du charbon est inférieur à celui du pétrole car il est moins commode d'utiliser et de stocker du charbon que du pétrole. Enfin, il faut deux tep de charbon pour faire une tep de liquide CTL. Il existe donc un prix du pétrole tel que le coût de production du CTL est égal au prix du carburant pétrolier. J'ai longtemps calculé ce prix en considérant le coût du CTL avec un pétrole à 25 $/bl ; ce prix était de 40 ou 50 $/bl ; j'en ai conclu - honte sur moi !- que le prix du pétrole serait plafonné, sur le moyen terme, à 50 $/bl. Erreur car, si le pétrole est à ce prix, le CTL coûte plus cher. Comme le coût des équipements a beaucoup angmenté, le prix d'équilibre est probablement autour de 100 ou 120 $/bl.


Synthèse sur le prix du pétrole -écrit début 2010, relu en 2012

Parler du prix du pétrole, il faut oser !
Si la demande est libre, s'il n'y a pas de contrainte sur les émissions de CO2 et si les investissements de production les moins coûteux peuvent se faire librement, le prix du pétrole augmentera et sera stabilisé pendant quelques décennies au niveau qui équilibre le coût du carburant pétrolier et celui du liquide produit à partir de charbon : vers 120 $/bl.

Si la demande diminue à la suite de décisions politiques prises dans les pays consommateurs pour limiter les émissions, si elle est divisée par deux d'ici 2050, si les investissements de production les moins coûteux peuvent se faire librement, et si les prix sont égaux au coût de production marginal, le prix baissera en dessous de 50 $/bl.

Si la production diminue et est divisée par deux d'ici 2050 du fait de décisions politiques prises par les pays producteurs au nom de la lutte contre les émissions de CO2, le prix du pétrole montera au niveau qui divisera la demande par deux. Cette valeur dépendra du coût de production et de stockage des autres formes d'énergie partout dans le monde, de ce que les consommateurs seront prêts à payer et de la valeur du dollar. En France, si la capacité nucléaire peut augmenter, le prix du pétrole qui diviserait la consommation d'énergie fossile par trois serait de 133 $/bl si l'euro vaut 1,1 $, 157 $/bl si l'euro vaut 1,3 $.


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Le coût du réacteur nucléaire évité par les mesures décidées au Grenelle de l'environnement - écrit en décembre 2010
1 - ou 2 - ou 3 - ou 4 milliards d'euros par an et par réacteur évité - vous avez bien lu

Ce texte doit être mis à jour pour tenir compte du fait que l'électricité nucléaire coûtera sans doute 70 €/MWh, non 55 €/MWh. Cela ne change pas les conclusions.


Pour ce qui concerne l'énergie, l'objectif affiché du Grenelle de l'environnement était d'éviter des émissions de CO2. Un moyen souvent efficace d'éviter des émissions de CO2 est de diminuer la consommation d'énergie. Fort bien ! Mais pourquoi donc avoir pris des décisions fort coûteuses pour diminuer la consommation d'énergie sans diminuer les émissions de CO2 ? Une seule explication possible : le Grenelle de l'environnement avait un autre motif caché, ne pas augmenter et, si possible, diminuer, la capacité de production d'électricité nucléaire. On a entendu des militants écolo se référer à une "paix des braves" entre les antinucléaires et l'ancien ministre de l'environnement...

Il est donc utile de calculer le coût du réacteur nucléaire évité par ces décisions. On exprimera ce coût en euros par an et par réacteur évité. Ce n'est pas compliqué et les résultats sont impressionnants. On insiste : il s'agit d'une dépense annuelle, sachant qu'un réacteur nucléaire dure 60 ans.

Voici donc un calcul sommaire du coût du réacteur nucléaire évité par les éoliennes en mer, le photovoltaïque et la nouvelle réglementation thermique applicable aux logements nouveaux.

Après la construction de quelques EPR, la production d'électricité nucléaire coûtera centre 50  et 60 €/MWh (euro par mégawatt.heure ; un mégawatt.heure vaut 1000 kilowatt.heure, kWh). Supposons que ce soit 55 €/MWh. Un EPR produit en base 12,5 millions de MWh par an (on dit aussi 12,5 térawatt.heure).

Les éoliennes

La production d'électricité par les éoliennes terrestres coûte 80 €/MWh (euros par mégawatt.heure) ; celle qui est produite par les éoliennes en mer coûtera 130 €/MWh sans compter les coûts de raccordement. Si l'on combine les fluctuations du vent et celles de la consommation, on s'aperçoit que les éoliennes remplacent des centrales nucléaires fonctionnant en base à condition qu'on leur adjoigne une capacité de production ou de stockage pour les périodes où la demande est forte et la production éolienne très faible (on peut voir ici une étude sur les éoliennes). Le surcoût des éoliennes par rapport au nucléaire est donc de 0,5 à 1 milliard d'euros par an par réacteur EPR évité.

Le photovoltaïque
La production d'électricité par du photovoltaïque coûte aujourd'hui plus de 300 €/MWh. Comme les cellules photovoltaïques produisent lorsque la demande d'électricité n'est pas à son maximum, on pourrait dire qu'elles ne permettent pas de diminuer la capacité nucléaire. Le coût par réacteur EPR évité serait donc infini. Supposons tout de même que l'on saura un jour stocker l'électricité. Alors le coût du photovoltaïque est de 4,4 milliards d'euros par an par réacteur évité.

La réglementation thermique
La Réglementation thermique issue du Grenelle de l'environnement exige que les nouveaux logements ne consomment pas plus de 50 kWh d'énergie primaire par mètre carré et par an. Lorsque l'énergie utilisée est de l'électricité produite à partir de gaz, de charbon ou d'énergie nucléaire, l'énergie primaire est l'énergie thermique qui a permis de produire l'électricité, c'est à dire presque trois fois plus que la quantité d'électricité - arrondissons à 3.
Cette nouvelle réglementation thermique exige donc que les logements soient très bien isolés et, de plus, interdit d'utiliser de simples chauffe-eau électriques et des convecteurs électriques pour se chauffer.  Il faut des pompes à chaleur ou un chauffe-eau solaire.
Le chauffe-eau électrique n'émet pas de CO2. L'électricité produite pour le chauffage électrique est essentiellement nucléaire ou hydraulique ; moins de 10 % est produit à partir de centrales à charbon ou au gaz. Les émissions sont donc très faibles. Si l'on se chauffe au gaz, on peut respecter la norme de consommation d'électricité mais on émet beaucoup plus de CO2.
Pour un logement neuf bien isolé de 100 m2, la quantité d'énergie primaire pour le chauffage et l'eau chaude doit être inférieure à 5 MWh. Si cette quantité est fournie par une pompe à chaleur, admettons que près des deux tiers viennent de l'air extérieur et un tiers de l'électricité - disons les deux tiers.
Si le logement est équipé de pompes à chaleur, il aura besoin de 5/3  MWh d'électricité donc de 5 MWh d'énergie primaire. Sinon il aura besoin annuellement 5 MWh d'électricité donc de trois fois 5 MWh d'énergie primaire soit 15 MWh ou 150 kWh/m2, ce qui est interdit par la nouvelle réglementation thermique. Il faut donc une pompe à chaleur. Elle permettra d'éviter la consommation de 3,4 MWh par an d'électricité. Elle coûte beaucoup plus cher que de simples convecteurs. Si la différence est de 5 000 €, cela correspond à une dépense de 650 € par an, soit 145 €/MWh électrique évité. Une tranche EPR de 1,6 GW (gigawatt) peut produire 12  millions de MWh, dont une moitié servira pour le chauffage pendant un tiers de l'année et l'autre moitié pour l'eau chaude toute l'année, soit en tout 8 millions de MWh (le reste pouvant être exporté ou utilisé à autre chose). Le surcoût de la pompe à chaleur rendue obligatoire par la réglementation thermique issue du Grenelle de l'environnement, engendre donc un surcoût de 1,5 milliards d'euros par an par tranche nucléaire évitée.
Un chauffe eau solaire coûte 4000 euros de plus qu'un chauffe eau électrique, ce qui équivaut à 400 euros par an. Il permet d'éviter la consommation de 2,5 MWh d'électricité. Le surcoût est de 160 €/MWh. Or, pour chauffer l'eau, un réacteur EPR produit 12 millions de MWh. Le surcoût du chauffe eau solaire est donc de 2 milliards d'euros par an et par tranche nucléaire évitée.

Un surcoût de un milliard, de deux milliards, de trois millards, de quatre milliards par an et par réacteur nucléaire évité, pourquoi pas ? Nous sommes riches ! Mais, au moins que cela se sache !


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