Comment analyser la taxe carbone comme taxe pigouvienne appliquée au réchauffement climatique ? | MetMat

Comment analyser la taxe carbone comme taxe pigouvienne appliquée au réchauffement climatique ?

En utilisant l'identité de Kaya pour décomposer les leviers de réduction des émissions de $\mathrm{CO_2}$

Décomposer les émissions de $\mathrm{CO_2}$ en quatre facteurs via l'identité de Kaya pour identifier les leviers d'action possibles.

L'objectif

Décomposer les émissions de $\mathrm{CO_2}$ en quatre facteurs via l'identité de Kaya pour identifier les leviers d'action possibles.

Le principe

L'identité de Kaya exprime les émissions totales comme un produit de quatre facteurs :

$\mathrm{CO_2} = \text{Population} \times \frac{\text{PIB}}{\text{Population}} \times \frac{\text{Énergie}}{\text{PIB}} \times \frac{\mathrm{CO_2}}{\text{Énergie}}$

Ce découplage permet d'évaluer la contribution de chaque levier à la réduction des émissions.

La méthode

1
Écrire l'identité de Kaya : $\mathrm{CO_2} = \text{Population} \times \frac{\text{PIB}}{\text{Population}} \times \frac{\text{Énergie}}{\text{PIB}} \times \frac{\mathrm{CO_2}}{\text{Énergie}}$ . Les deux premiers facteurs (population, PIB/hab) correspondent à la richesse produite ; les deux derniers (intensité énergétique, intensité carbone) correspondent à l'efficacité environnementale.
2
Identifier la direction de chaque levier : réduire la population ou le PIB/hab est coûteux socialement ; réduire l'intensité énergétique ( $\text{Énergie}/\text{PIB}$ ) par l'efficacité énergétique et réduire l'intensité carbone ( $\mathrm{CO_2}/\text{Énergie}$ ) par les énergies renouvelables et le nucléaire sont les leviers prioritaires.
3
Analyser le découplage : un pays réduit ses émissions absolues tout en augmentant son PIB/hab si et seulement si le produit $\frac{\text{Énergie}}{\text{PIB}} \times \frac{\mathrm{CO_2}}{\text{Énergie}}$ décroît plus vite que le produit Population $\times$ PIB/hab ne croît. La taxe carbone accélère ce découplage en orientant l'innovation.

Pour comprendre, fais des exercices !

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Exercice d'exemple

En France, entre 1990 et 2020 : population $+12\%$ , PIB/hab $+40\%$ , mais émissions de $\mathrm{CO_2}$ en baisse de $25\%$ . Décomposer via Kaya.

Étape 1 —

Écrire l'identité de Kaya :

\mathrm{CO_2} = \text{Population} \times \frac{\text{PIB}}{\text{Population}} \times \frac{\text{Énergie}}{\text{PIB}} \times \frac{\mathrm{CO_2}}{\text{Énergie}}

. Les deux premiers facteurs (population, PIB/hab) correspondent à la richesse produite ; les deux derniers (intensité énergétique, intensité carbone) correspondent à l'efficacité environnementale.

Facteurs haussiers : Population ( $+12\%$ ) et PIB/hab ( $+40\%$ ) augmentent les émissions d'un facteur $1{,}12 \times 1{,}40 \approx 1{,}57$ . Sans amélioration d'efficacité, les émissions auraient augmenté de 57 %.

Étape 2 —

Identifier la direction de chaque levier : réduire la population ou le PIB/hab est coûteux socialement ; réduire l'intensité énergétique (

\text{Énergie}/\text{PIB}

) par l'efficacité énergétique et réduire l'intensité carbone (

\mathrm{CO_2}/\text{Énergie}

) par les énergies renouvelables et le nucléaire sont les leviers prioritaires.

Facteurs baissiers : le produit $\frac{\text{Énergie}}{\text{PIB}} \times \frac{\mathrm{CO_2}}{\text{Énergie}}$ a dû diminuer d'un facteur $\frac{0{,}75}{1{,}57} \approx 0{,}48$ , soit $-52\%$ en 30 ans. Ce découplage tient à l'efficacité énergétique et au mix bas-carbone (nucléaire + ENR).

Étape 3 —

Analyser le découplage : un pays réduit ses émissions absolues tout en augmentant son PIB/hab si et seulement si le produit

\frac{\text{Énergie}}{\text{PIB}} \times \frac{\mathrm{CO_2}}{\text{Énergie}}

décroît plus vite que le produit Population

\times

PIB/hab ne croît. La taxe carbone accélère ce découplage en orientant l'innovation.

Conclusion : la France illustre que croissance économique et baisse des émissions sont compatibles. Cependant, les émissions corrigées des importations restent plus élevées, car une partie de la pollution est délocalisée à l'étranger.

Application guidée

Chine entre 2000 et 2020 : Population $+10\%$ , PIB/hab $\times 5$ , intensité énergétique $-30\%$ , intensité carbone $-10\%$ . Calculer l'évolution des émissions.

Application autonome 1

Un pays veut réduire ses émissions de CO₂ de 45 % d'ici 2030 (objectif GIEC) avec une croissance prévue de population $+5\%$ et PIB/hab $+15\%$ . Quel effort d'intensité énergétique × carbone est requis ?

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En utilisant l'identité de Kaya pour décomposer les leviers de réduction des émissions de CO2\mathrm{CO_2}CO2​

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En utilisant l'identité de Kaya pour décomposer les leviers de réduction des émissions de $\mathrm{CO_2}$