Comment comparer taxe carbone et système de permis d'émissions échangeables ? | MetMat

Comment comparer taxe carbone et système de permis d'émissions échangeables ?

En montrant l'équivalence théorique entre taxe carbone et permis d'émissions (en l'absence d'incertitude, via le théorème de Coase)

Démontrer l'équivalence théorique entre taxe carbone et permis d'émissions échangeables (cap-and-trade) en l'absence d'incertitude.

L'objectif

Démontrer l'équivalence théorique entre taxe carbone et permis d'émissions échangeables (cap-and-trade) en l'absence d'incertitude.

Le principe

En l'absence d'incertitude sur les coûts de réduction, taxe et permis conduisent au même niveau d'émissions et au même prix du carbone : la régulation par les prix est équivalente à la régulation par les quantités. Le théorème de Coase implique que la répartition initiale des permis n'affecte pas l'allocation finale.

La méthode

1
Comparer les deux instruments : avec une taxe carbone $t^*$ , chaque entreprise réduit ses émissions jusqu'à ce que son coût marginal de réduction (CMR) égale $t^*$ ; avec les permis, chaque entreprise achète ou vend des permis jusqu'à ce que le prix d'équilibre des permis $p^*$ égale son CMR. Si $t^* = p^*$ , les deux instruments induisent exactement le même effort de réduction.
2
Appliquer le théorème de Coase : si les permis sont échangeables et les droits de propriété bien définis, la répartition initiale (gratuite vs. enchère) n'affecte pas l'allocation finale des permis — seul le prix d'équilibre compte. Une entreprise avec des permis excédentaires les revend à une entreprise qui en manque, jusqu'à l'optimum.
3
Conclure l'équivalence : en l'absence d'incertitude sur les coûts de réduction, taxe et permis atteignent le même niveau d'émissions total, au même coût marginal de réduction pour chaque entreprise, et au même coût total pour l'économie. La différence est une question de répartition (qui paye quoi), non d'efficacité.

Pour comprendre, fais des exercices !

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Exercice d'exemple

L'EU ETS (European Union Emission Trading Scheme) est mis en place en 2005. En 2023, le prix du carbone y est de 85€/tonne. Analyser l'équivalence avec une taxe carbone suédoise de 130€/tonne.

Étape 1 —

Comparer les deux instruments : avec une taxe carbone

t^*

, chaque entreprise réduit ses émissions jusqu'à ce que son coût marginal de réduction (CMR) égale

t^*

; avec les permis, chaque entreprise achète ou vend des permis jusqu'à ce que le prix d'équilibre des permis

p^*

égale son CMR. Si

t^* = p^*

, les deux instruments induisent exactement le même effort de réduction.

EU ETS : le plafond global (cap) fixe le total des émissions autorisées. Le prix de 85€/tonne émerge de l'équilibre entre l'offre de permis (plafond) et la demande (coûts de réduction des entreprises). Ce prix est l'équivalent d'une taxe carbone de 85€ sur les secteurs couverts.

Étape 2 —

Appliquer le théorème de Coase : si les permis sont échangeables et les droits de propriété bien définis, la répartition initiale (gratuite vs. enchère) n'affecte pas l'allocation finale des permis — seul le prix d'équilibre compte. Une entreprise avec des permis excédentaires les revend à une entreprise qui en manque, jusqu'à l'optimum.

Taxe suédoise à 130€ : directement fixée par l'État, elle s'applique à davantage de secteurs (transport, chauffage). L'écart de prix (85 vs. 130€) reflète les différences de périmètre et non une inefficacité structurelle — les deux instruments sont équivalents dans leurs secteurs respectifs.

Étape 3 —

Conclure l'équivalence : en l'absence d'incertitude sur les coûts de réduction, taxe et permis atteignent le même niveau d'émissions total, au même coût marginal de réduction pour chaque entreprise, et au même coût total pour l'économie. La différence est une question de répartition (qui paye quoi), non d'efficacité.

Conclusion : théoriquement, si les deux instruments couvraient les mêmes secteurs avec le même niveau cible d'émissions, ils convergeraient vers le même prix. En pratique, les différences de périmètre et d'incertitude expliquent les divergences de prix du carbone en Europe.

Application guidée

Deux entreprises A et B. A peut réduire ses émissions à un coût marginal $\mathrm{CMR}_A = 10q_A$ ; B à $\mathrm{CMR}_B = 20q_B$ . Quota total : 100 tonnes à réduire. Montrer que permis échangeables et taxe conduisent au même optimum.

Application autonome 1

Une incertitude sur les coûts de réduction apparaît (les CMR peuvent être $+30\%$ ou $-30\%$ ). Pourquoi cette incertitude brise-t-elle l'équivalence taxe-permis ?

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