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CDM n023-24.02.04.doc Institut pour un Développement Durable, asbl 1

CDM-Macro economic Assessment Tool / V1.11

Description et procédures d’utili sation

Draft

Benoit Lussis, le 24 février 2004

I nst i t ut pour un Dével oppement Dur abl e, Rue des Fusi l l és, 7 B-1340 Ott i gni es Tél : 010.41.73.01 E-mail : i dd.or [email protected]

1 Introduction

Le modèle CDM-MAT (CDM – Macro-economic Assessment Tool) a pour objectif de fournir une analyse macro-économique du recours au MDP par la Belgique. A partir de courbes de coût marginal de réduction des émissions de gaz à effet de serre de la Belgique et des pays en développement, il permet de déterminer la répartition optimale d’un point de vue économique des différentes mesures de réduction d’émission : réduction domestique, achat de permis, réalisation de projets puits de carbone et recours au MDP.

En particulier, il permet d’analyser l’ impact de variables influençant le marché global du carbone (coûts de transaction, taux d’accessibili té, « early crediting », utili sation des puits et de l’air chaud) ainsi que des variables relatives à la poli tique climatique belge (quantité de puits utili sée, part de marché du MDP prise par la Belgique, contrainte quantitative sur le recours aux mécanismes de flexibili té).

2 Description du modèle

Ce modèle est composé de deux modules principaux. Le premier calcule le prix de la tonne de CO2 sur le marché international du carbone à partir des courbes de coût marginal de réduction des émissions des pays non-Annexe I et des pays Annexe I. Ce module se base sur un objectif de réduction d’émission net pour l’ensemble des pays de l’Annexe I. Outre le prix de la tonne de CO2, le module 1 permet de calculer la part du MDP dans l’effort de réduction des émissions des pays de l’Annexe I.

En se basant sur les courbes de coût marginal de la Belgique et des pays en développement ainsi que sur le prix de la tonne de CO2eq (donné par le module 1 ou déterminé de manière exogène), le module 2 calcule la répartition optimale des mécanismes de réduction des émissions (MDP, réduction domestique, achat de permis) ainsi que le coût du protocole de Kyoto pour la Belgique.

1 Cette note s’ inscrit dans le projet de recherche financé par les Services Fédéraux des Affaires Scientifiques, Techniques et Culturelles n° CP-F5-261 « Le Mécanisme pour un Développement Propre, conception d’outil s et mise en œuvre » ; projet mené en collaboration avec Aquadev et le CORE – UCL.


Schéma du modèle CDM-MAT

Code couleur :

Hypothèses Paramètres Modules et sous-modules Résultats

Module 1 : marché Mondial

Quantité à réduire brute par les pays de l’Annexe I Puits disponibles % puits utilisé Air chaud disponible % air chaud util isé

Quantité à réduire nette par les pays de

l’Annexe I

MAC pays AI (paramètres a et b) MAC pays nAI (paramètres c et d)

Prix de la tonne de CO2 sur le marché international

Taux d’accessibili té (TA) Early crediting (EC) Coûts de transaction (CT)

MAC Belgique (forme + paramètres a et b) MAC MDP (forme + paramètres c et d)

Quantité à réduire brute pour la Belgique Puits disponible % puits utilisé

Quantité à réduire nette pour la

Belgique

Coût du protocole de Kyoto pour la Belgique Part de chacun des mécanismes dans l’effort total (MDP, PERM, DOM, puits)

Part des mécanismes dans l’ effort de réduction mondial (MDP, DOM, puits, AC)

Module 2 : situation de la Belgique

Sous-module 1

Sous-module 2

Part de marché de la Belgique Minimum de mesures domestiques


Pour fonctionner, les modules 1 et 2 nécessitent la définition de la quantité à réduire nette (respectivement pour les pays de l’Annexe I et pour la Belgique). Cette quantité à réduire nette est définie comme la quantité à réduire brute (fonction des engagements de Kyoto et des prévisions des émissions en 2010) diminuée des mesures à coût nul que sont les projets puits et l’utili sation de l’air chaud. Ces objectifs de réduction net sont calculés dans les sous-modules 1 et 2.

Outre les variables relatives à l’utili sation des mesures à coût nul, le modèle utili se d’autres variables intervenant dans un seul ou dans les deux modules. Les variables telles que l’« early crediting », le taux d’accessibili té, les coûts de transaction influencent le comportement des MAC du MDP dans les deux modules. La part de marché du MDP prise par la Belgique, qui peut être assimilée à un taux d’accessibili té spécifique à la Belgique, influence uniquement le comportement de la MAC du MDP dans le module 2. Par aill eurs, le module 2 prévoit la possibili té de fixer un minimum pour l’utili sation des mesures domestiques (puits et réduction domestique). L’utili sateur peut donc choisir de s’écarter de l’optimum économique.

2.1 Module 1 : Calcul du prix de la tonne de CO2 sur le marché international

2.1.1 Principe

Dans ce modèle, le prix du marché peut-être déterminé de manière exogène ou endogène. Dans le premier cas, le prix est simplement entré dans le modèle et ne sera donc pas fonction des coûts de transaction ou taux d’accessibili té des projets MDP.

Dans le cas d’une détermination endogène, le prix du crédit d’émission sur le marché international est calculé à partir de deux courbes de coût marginal de réduction des émissions (MAC) : la MAC des pays de l’Annexe I et la MAC des pays non-Annexe I.

Sur un graphe où la MAC des pays de l’Annexe I est représentée en axe des abscisses inversé et où la largeur de cet axe est égal à l’effort de réduction d’émission de ces pays pour 2010, l’ intersection des deux MAC permet de déterminer le prix du permis (ainsi que la quantité globale de permis issus de projets MDP).

MAC des pays Annexe I et non-Annexe I

0

5

10

15

20

25

30

35

0 500 1000 1500 2000

Réduction d 'émission (Mt CO2)

Co

ût

mar

gin

al

(Eu

ros/

tCO

2)

MAC pays non-annexe I

MAC pays Annexe I

PM


2.2 Sous-module 1 : calcul de la quantité à réduire nette

L’utili sation des puits et l’utili sation de l’air chaud pour remplir l’objectif de Kyoto sont assimilées à des mesures à coût nul. L’utili sation de telles mesures revient à diminuer l’effort de réduction d’émission nécessaire pour atteindre l’objectif de Kyoto.

Par conséquent, la quantité à réduire nette des pays de l’Annexe I est déterminée par la formule suivante :

utilisé chaudair d' epourcentag

disponible chaudair d' quantité AC

I Annexel' de pays lespar utilisé puits de epourcentag

I Annexel' de pays les dans sdisponible puits de quantité

I Annexel' de pays des brute réduire à quantité

I Annexel' de pays des nette réduire à quantité

:où

.

===

==

=

−⋅−=

θ

π

θπ

AI

AI

brutAI

netAI

AIAIbrutAI

netAI

Puits

Obj

Obj

ACPuitsObjObj

2.3 Construction des courbes de coût marginal

Les deux MAC sont définies sous une forme puissance. Aussi, l’équation de la MAC des pays de l’annexe peut s’écrire :

paramètres

émissiond'réduction

I Annexel' de pays lespour marginalcoût

:

==

=

⋅=

beta

Q

MAC

où

QaMAC

AI

bAI

La MAC des pays en développement est soumise à trois paramètres supplémentaires inhérents à la nature des projets MDP :

• les coûts de transaction CT : coûts administratifs, coûts de validation, vérification et certification des URCE dégagées par les projets. Ils sont exprimés en Euros par tonne de CO2eq.

• un taux d’accessibili té TA : l’entièreté du potentiel de pays en développement ne peut être atteinte pour des raisons techniques, de manque d’ information, de barrières à l’ investissement, etc. Ainsi, si à 10 Euros/tCO2eq le potentiel identifié est de 99 MtCO2eq, il ne sera plus que de 33 MtCO2eq avec un taux d’accessibili té de 1/3 ;

• l’« early crediting » EC : ce paramètre permet de prendre en compte le fait que les projets MDP peuvent commencer à générer des crédits avant le début de la première période d’engagement. Ainsi, un projet MDP mis en oeuvre le 1er janvier 2001 génèrera des crédits pendant 12 ans. Le nombre de crédits dégagé par un projet utili sable pour une année de la période d’engagement sera donc le nombre de crédits dégagés annuellement multiplié par un facteur 12/5.

L’équation de la MAC des pays non-Annexe I peut donc s’écrire :


creditingearly

itéaccessibild'taux

ntransactiodecoûts

paramètres

émissiond'réduction

I Annexe-non pays des marginalcoût

:

===

==

=

⋅⋅+=

EC

TA

CT

detc

Q

MAC

où

ECTA

QcCTMAC

nAI

d

nAI

2.4 Algorithme de détermination du prix du marché

Le prix du marché est déterminé par l’ intersection des deux courbes définies ci-dessus, à la différence près que la MACAI a un ordre des abscisses inversé. L’équation utili sée est donc :

( )bnetAIAI QObjaMAC −⋅=

L’algorithme utili sé pour déterminer le prix du permis (PM ) sur le marché international des droits d’émission est le suivant :

( )bnetAI

d

netAI

netAI

qObjaTAEC

qcCTf

Objq

Obj

−⋅−

⋅⋅+=

=

=

=

2

sup

0inf

:internesvariablesdestionInitialisa

( )bnetAI

d

qObjaTAEC

qcCTf

q

qalorsfSi

qalorsfSi

f

−⋅−

⋅⋅+=

−+=

=≥=≤

≤

2infsup

inf

sup0

inf0

:faire001,0)(absqueTant

Boucle

( )2

bnetAI

d

qObjaTAEC

qcCT

PM

−⋅+

⋅⋅+

=

PMprix du ionDéterminat


3 Module 2 : Le MDP dans le contexte belge

3.1 Principe

Ce deuxième module a pour but de déterminer la place optimale des différents mécanismes de réduction d’émission dans le contexte belge ainsi que le coût du protocole de Kyoto sous différentes hypothèses. Le principe a déjà été expliqué dans une précédente note. Nous nous contenterons donc d’en rappeler les principaux éléments.

Dans les deux schémas ci-dessous, on été reportées les MAC de la Belgique (en axe des abscisses inversé) et du MDP. La distance a-d est égale à l’effort de réduction de la Belgique.

Dans les deux cas, la Belgique réduira ses émissions jusqu’à ce que le coût marginal de la réduction d’émission domestique atteigne le prix du crédit sur le marché international. De même, elle entreprendra des projets MDP jusqu’à ce que le coût de l’URCE atteigne le prix du marché.

Dans le cas de figure 1, la somme de la réduction domestique et des crédits MDP est inférieure à l’objectif de réduction d’émission. Le solde est donc acheté sur le marché international. Dans le deuxième cas de figure, la somme de la réduction domestique et des crédits MDP est supérieure à l’objectif net. La Belgique pourra donc revendre les crédits obtenus. Le tableau suivant résume les informations données par ces deux graphes.

Cas de figure 1 Cas de figure 2 Effort domestique c’ – d c’ – d MDP a – b a – b Achat de permis b’ – c’ 0 Vente de permis 0 b’ – c’ Coût total de Kyoto a – b – c – d (a – b – b’) + (d – c – c’)

– (c – b – b’ – c’)

3.2 Sous-module 2 : calcul de la quantité à réduire nette

Dans le graphe ci-dessus, la distance (a-d) représente la quantité à réduire nette de la Belgique. L’utili sation des puits par la Belgique est assimilée à une mesure à coût nul qui diminue donc d’autant l’effort à fournir pour atteindre l’objectif de Kyoto. La quantité à réduire nette est donc calculée en diminuant de la quantité à réduire brute (objectif de Kyoto) la quantité de puits utili sée par la Belgique.

CCM Belgique

CCM MDP

a d

CM

PM b c

CCM Belgique

CCM MDP

a d

CM

PM b c

b’ c’ b’ c’


Belgique lapar utilisé puits de epourcentag

Belgiqueen sdisponible puits de quantité

Belgique la de brute réduite à quantité

Belgique la de nette réduite à quantité

:où

===

=

⋅−=

B

B

brutB

netB

BBbrutB

netB

Puits

Obj

Obj

PuitsObjObj

π

π

3.3 Construction des courbes de coût marginal

Dans ce modèle, l’utili sateur a le choix entre 4 formes de MAC : exponentielle, puissance, quadratique ou linéaire. Pour chacune de ces formes, deux paramètres (a et b pour la MAC de la Belgique ; c et d pour la MAC du MDP) sont utili sés pour définir l’équation.

Pour la MAC du MDP, quatre paramètres spécifiques interviennent dans l’équation. Les trois premiers sont similaires à ceux décrits pour la MAC des pays non-Annexe I : coût de transaction CT, taux d’accessibili té TA et « early crediting » EC. Le quatrième paramètre est relatif à part de marché que pourra prendre la Belgique dans le MDP. En effet, il serait inexact de considérer que la Belgique a accès à l’entièreté du potentiel MDP d’un pays étant donné la concurrence des autres pays de l’Annexe I. Ce paramètre est noté B. Il peut être assimilé à un taux d’accessibili té spécifique à la Belgique.

Ci-dessous, nous décrivons comment sont construites les MAC de la Belgique (MACDOM) et du MDP (MACMDP) selon la forme choisie (exponentielle, puissance, quadratique ou linéaire). De la courbe utili sée dépendent la part de la réduction domestique (DOM ), la part du MDP (MDP) ainsi que les coûts associés à leur réalisation (resp. CDOM et CMDP). Le coût de la réduction domestique (resp. des projets MDP) est égal à l’ intégrale de la MACDOM (resp. MACMDP) de l’origine à la réduction domestique effectuée DOM (resp. MDP).

3.3.1 Forme exponentielle

Équation générale : αα β −⋅= ⋅QeMAC

Belgique

Équation : aeaMAC QbDOM −⋅= ⋅

Réduction domestique :

+⋅=

a

aPM

bDOM ln

1

Coût de la réduction domestique : DOMaeb

aCDOM DOMb ⋅−⋅= ⋅

MDP

Équation : CTcecMAC ECBTA

Qd

MDP +−⋅=

⋅⋅⋅


Réduction effectuée par le MDP :

+−⋅⋅⋅=

=<

c

cCTPM

d

ECTABMDPon

MDPalorsCTPMsi

lnsin

0

Coût total du MDP : d

ECBTAcMDPCTMDPce

d

ECBTAcCMDP ECBTA

MDPd⋅⋅⋅−⋅+⋅−⋅⋅⋅⋅=

⋅⋅⋅

3.3.2 Forme puissance

Équation générale : βα QMAC ⋅=

Belgique

Équation : bDOM QaMAC ⋅=

Réduction domestique : ba

PMDOM =

Coût de la réduction domestique : 1

1

+⋅=

+

b

DOMaCDOM

b

MDP

Équation : CTECTAB

QcMAC

d

MDP +

⋅⋅⋅=

Réduction effectuée par le MDP : ECTAB

c

CTPMMDPon

MDPalorsCTPMsi

d ⋅⋅⋅−=

=<

sin

0

Coût total du MDP : MDPCTd

MDPc

ECTABCMDP

dd

⋅++

⋅⋅

⋅⋅=

+

1

1 1

3.3.3 Forme quadratique

Équation générale : QQMAC ⋅+⋅= βα 2

Belgique

Équation : QbQaMACDOM ⋅+⋅= 2

Réduction domestique : a

PMabbDOM

⋅⋅⋅++−=

2

42

Coût de la réduction domestique : 23

23 DOMb

DOMaCDOM ⋅+⋅=

MDP


Équation : CTECBTA

Qd

ECBTA

QcMACMDP +

⋅⋅⋅+

⋅⋅⋅=

2

Réduction effectuée par le MDP : ( )c

PMCTcddECBTAMDPon

MDPalorsCTPMsi

⋅−⋅⋅−+−

⋅⋅⋅=

=<

2

4sin

0

2

Coût total du MDP : MDPCTMDP

ECBTA

dMDP

ECBTAcCMDP ⋅+⋅

⋅⋅+⋅

⋅⋅⋅=

23

1 232

3.3.4 Forme linéaire

Équation générale : βα +⋅= QMAC

Belgique

Équation : bQaMACDOM +⋅=

Réduction domestique : a

bPMDOM

−=

Coût de la réduction domestique : DOMbDOMa

CDOM ⋅+⋅=2

2

MDP

Équation : CTdECBTA

QcMACMDP ++

⋅⋅⋅=

Réduction effectuée par le MDP :ECBTA

c

dCTPMMDPon

MDPalorsdCTPMsi

⋅⋅⋅−−=

=+<

sin

0

Coût total du MDP : ( ) MDPCTdECBTA

MDPcCMDP ⋅++

⋅⋅⋅⋅=

2

2

3.4 La détermination de la part des mécanismes et du coût de l’effort de Kyoto

Ci-dessus, nous avons montré comment sont calculés dans le modèle la part de la réduction domestique et du MDP ainsi que les coûts associés à ces actions. A partir de ces variables, le modèle calcule les éléments suivants :

• la quantité de crédits achetés ou vendus par la Belgique sur le marché international PERM ;

• le coût de l’achat ou de la vente de crédits CPERM ;

• le coût total de la rencontre de l’objectif de Kyoto pour la Belgique si elle recourt au MDP CTMDP ;

• le coût total du protocole de Kyoto pour la Belgique CPK .


Les équations utili sées pour calculer ces variables sont les suivantes :

CMDPCPERMCDOMCPK

PMPERMCPERM

DOMMDPObjPERM netB

++=⋅=

−−=


4 Utili sation du modèle

4.1 Procédure d’utilisation

4.1.1 Étape 1 : l’ouverture du fichier

Le modèle se présente sous la forme d’un fichier Excell comprenant deux feuill es.

La première feuill e (« Results! ») est intitulée « Hypothèses, paramètres et résultats ». Elle permet à l’utili sateur d’entrer les valeurs des paramètres définissant les courbes de coût marginal ainsi que les différents paramètres tels que l’ importance des coûts de transaction, l’« early crediting », les taux d’accessibili té, etc. Elle présente également les résultats agrégés sous forme analytique et graphique.

La seconde feuill e (« Calculs ») contient les résultats détaill és de l’analyse principale et des tests de sensibili té. Aucune valeur ne doit y être entrée, elle ne servira que pour trouver un résultat spécifique non présenté dans la première feuill e.

Pour ces deux feuill es, un code couleur a été adopté :

• les zones grisées sont les zones qui ne doivent pas être modifiées et servent à apporter une information à l’utili sateur quant à la signification des cellules ;

• les zones en bleu clair contiennent les hypothèses et sont modifiables par l’utili sateur (données relatives à la construction des MAC) ;

• les zones en jaune pâle sont modifiables par l’utili sateur et contiennent les valeurs des paramètres ;

• les zone « saumon » ne sont pas modifiables par l’utili sateur et contiennent les résultats des simulations.

4.2 Ouverture du fichier

4.3 Entrée des paramètres

1. Choix du fonctionnement : pr ix de la tonne de CO2 endogène ou exogène

Le modèle permet de déterminer le prix de la tonne de CO2 de manière exogène ou par l’ intermédiaire du module 1. Le tableau intitulé « Marché international » de la feuill e « Results », propose de choisir entre ces deux fonctionnements :

• la valeur 1 correspond à une détermination endogène, et les paramètres utiles pour le fonctionnement du module 1 devront être entrés ;


• la valeur 2 correspond à une détermination exogène. Une extension au tableau apparaît et propose d’entrer le prix du permis. Si cette option est choisie, passez directement à l’étape 4.

2. Sous-module 1 : quantité à réduire nette des pays de l’Annexe I

Les valeurs nécessaires pour calculer la quantité à réduire nette des pays de l’Annexe I doivent être entrées dans le tableau « Quantité à réduire des pays de l’Annexe I ». On entrera ainsi successivement :

• la quantité à réduire brute des pays de l’Annexe I ;

• la quantité de puits disponibles ;

• le pourcentage de puits disponibles utili sés ;

• la quantité d’air chaud disponible ;

• la quantité d’air chaud utili sée.

Le modèle calcule alors automatiquement la valeur de la quantité à réduire nette, valeur qui sera reportée directement dans le tableau « marché international ».

3. Module 1 : marché international

Pour fonctionner, le module 1 a besoin, outre de la quantité à réduire des pays de l’Annexe I, des paramètres de la MAC des pays de l’Annexe I (a et b) et des pays non-Annexe I (c et d). Par aill eurs, les coûts de transaction, le taux d’accessibili té et l’« early crediting » doivent être définis dans ce tableau.

Marché internationalPrix du marché endogène (1) ou exogène (2) ? 2 Prix du permis d'émission : 10

Marché internationalPrix du marché endogène (1) ou exogène (2) ? 1Annexe Béquation: MAC=a.Q^bQuantité à réduire nette MtCO2 2067,0a 0,0014b 1,3479

Quantité brute Puits %puits air chaud % air chaud Quantité netteMtCO2eq MtCO2eq % MtCO2eq % MtCO2eq

2067,0 370,0 50,0% 959,0 50,0% 1402,5

Quantité à rédu ire des pays de l'Annexe I


La définition des paramètres des MAC n’est pas toujours chose aisée. Le modèle contient une série de MAC prédéfinies et un système permettant d’entrer aisément les valeurs des paramètres a, b c et d). Pour plus d’ infos sur cette option, reportez vous au point 4.4.

4. Sous-module 2 : quantité à réduire nette de la Belgique

Pour calculer la quantité à réduire nette de la Belgique, on entrera successivement dans le tableau « Quantité à réduire de la Belgique » :

• la quantité à réduire brute de la Belgique ;

• la quantité de puits disponible en Belgique ;

• le pourcentage d’utili sation des puits par la Belgique ;

Le sous-module 2 calcule alors automatiquement la quantité à réduire nette de la Belgique. Cette valeur sera envoyée automatiquement dans le tableau « Effort de Kyoto en Belgique »

5. Détermination de la contrainte sur l’utili sation des mécanismes de flexibili té

Dans le tableau « Min. de mesures domestiques », on spécifiera quel est le pourcentage minimum de la quantité à réduire brute qui doit être rempli par des mesures domestiques (puits en Belgique ou réduction domestique).

6. Module 2 : effor t de Kyoto en Belgique

Dans la section « Belgique » de ce tableau, on définira successivement :

• la forme de la MAC de la Belgique (1 = exponentielle, 2 = quadratique, 3 = puissance, 4 = linéaire)

• les paramètres a et b de l’équation choisie

% de l'effort domestique 0,0% Min de mesures domestiques

Marché internationalPrix du marché endogène (1) ou exogène (2) ? 1Annexe Béquation: MAC=a.Q^bQuantité à réduire nette MtCO2 1402,5a 0,0014b 1,3479Non Annexe Béquation: MAC=c.Q^dc 0,0002d 1,5685Coût de transaction CT

�� 2,0Taux d'accessibilité TA % 33,33%Early crediting EC 1,8

Quantité brute Puits % puits Quantité netteMtCO2eq MtCO2eq % MtCO2eq

26,0 1,3 100,0% 24,7

Quantité à rédu ire en Belgique


Dans la section « MDP », on définira successivement :

• la forme de la courbe (idem Belgique) ;

• les paramètres c et d de cette équation ;

• la part de marché du MDP prise par la Belgique (B).

ATTENTION ! Si le pr ix du marché a été déterminé de manière exogène, il faut également entrer les valeurs pour les coûts de transaction, le taux d’accessibili té et l’« ear ly crediting » dans le tableau « Marché international ». Le module 2 utili se en effet ces valeurs

pour définir la MAC du MDP.

7. les tests de sensibili té

Le modèle permet de réaliser des tests de sensibili té sur les variables suivantes :

• le taux d’accessibili té du MDP ;

• les coûts de transaction

• le pourcentage d’utili sation des puits par les pays de l’Annexe I ;

• le pourcentage d’utili sation d’air chaud par les pays de l’Annexe I ;

• le pourcentage d’utili sation des puits par la Belgique ;

• la part de marché de la Belgique dans le MDP.

Pour tous les autres paramètres, le modèle utili se les paramètres définis dans la simulation principale.

Dans le tableau « Paramètres » de la section « Tests de sensibili té », on entre pour chacun de ces paramètres une valeur initiale et une valeur limite. Le modèle réalise 20 simulations en faisant varier linéairement ces paramètres dans leurs intervalles respectifs.

Effort de Kyoto en BelgiqueBelgiqueQuantité à réduire MtCO2 24,7Forme de la courbe* 2équation: MAC = a . Q^ba 5,42b 1,22MDPForme de la courbe* 2Equation MAC =c . (Q / B.TA.EC)^d + CTc 0,0002d 1,5685Part belge B % 1,6%


Le tableau « Valeurs des paramètres » donne les valeurs des paramètres pour les 20 simulations.

8. Simulation

Une fois ces paramètres définis, l’utili sateur peut effectuer la simulation.

ATTENTION ! Au fur et à mesure que les valeurs des paramètres sont entrées par l’utili sateur, certains résultats sont modifiés. Cependant, il est nécessaire d’effectuer la

simulation pour obtenir les résultats corrects.

Valeur initiale Valeur limiteTaux d'accessibilité MDP (TA) % 33,3% 33,3%Coûts de transaction (CT) �� 2 2% puits utilisés (Monde) % 100,0% 100,0%% air chaud utilisé (Monde) % 100,0% 100,0%% puits utilisé (Belgique) % 0,0% 100,0%Part marché de la Belgique % 1,6% 1,6%

Paramètres

N° TA CT Puits_M AC_M Puits_B B% �� % % % %

1 33,3% 2,0 100,0% 100,0% 0,0% 1,6%2 33,3% 2,0 100,0% 100,0% 5,3% 1,6%3 33,3% 2,0 100,0% 100,0% 10,5% 1,6%4 33,3% 2,0 100,0% 100,0% 15,8% 1,6%5 33,3% 2,0 100,0% 100,0% 21,1% 1,6%6 33,3% 2,0 100,0% 100,0% 26,3% 1,6%7 33,3% 2,0 100,0% 100,0% 31,6% 1,6%8 33,3% 2,0 100,0% 100,0% 36,8% 1,6%9 33,3% 2,0 100,0% 100,0% 42,1% 1,6%10 33,3% 2,0 100,0% 100,0% 47,4% 1,6%11 33,3% 2,0 100,0% 100,0% 52,6% 1,6%12 33,3% 2,0 100,0% 100,0% 57,9% 1,6%13 33,3% 2,0 100,0% 100,0% 63,2% 1,6%14 33,3% 2,0 100,0% 100,0% 68,4% 1,6%15 33,3% 2,0 100,0% 100,0% 73,7% 1,6%16 33,3% 2,0 100,0% 100,0% 78,9% 1,6%17 33,3% 2,0 100,0% 100,0% 84,2% 1,6%18 33,3% 2,0 100,0% 100,0% 89,5% 1,6%19 33,3% 2,0 100,0% 100,0% 94,7% 1,6%20 33,3% 2,0 100,0% 100,0% 100,0% 1,6%

Valeurs des paramètres


Pour effectuer la simulation, il suff it de cliquer sur le bouton « Simulation » de la petite fenêtre qui s’ouvre à l’ouverture du fichier et à l’ouverture de la page « Results ».

9. Visualisation des résultats agrégés de la simulation pr incipale

Les résultats agrégés de la simulation principale sont fournis dans le tableau « résultats de la simulation principale » ainsi que dans trois graphiques. Le tableau fournit les résultats du module 1 dans sa partie « Effort mondial » : prix du marché, effort en MDP (en MtCO2eq et en pourcentage de l’objectif brut). Dans la 2ème partie du tableau, on trouvera les résultats spécifiques à la Belgique : part de chacune des mesures de réduction des émissions dans l’objectif brut et coût total du protocole de Kyoto.

Les graphes permettent de visualiser l’ interaction des MAC dans le cas de la Belgique et du Monde ainsi que la répartition des mesures belges.


10. Visualisation des résultats agrégés des tests de sensibili té

Les résultats des tests de sensibili té sont donnés dans deux tableaux. Le premier « Résultats (Monde) » donne le prix de la tonne de CO2eq ainsi que la répartition des différents instruments pour remplir l’objectif brut au niveau mondial. Le second donne la répartition des mesures en Belgique pour remplir l’objectif brut ainsi que le coût du protocole de Kyoto pour la Belgique.

Deux graphes permettent de visualiser l’évolution du coût du protocole pour la Belgique et la répartition des mesures en Belgique en fonction des paramètres définis.

11. Visualisation des résultats détaill és

Les résultats détaill és des simulations (tests de sensibili té et simulation principale) sont fournis dans trois tableaux de la feuill e « calculs ». Ces tableaux reprennent les valeurs des différents paramètres des tests de sensibili té, les résultats du module 1 et du module 2 exprimés en valeur absolue (et non plus en pourcentage de la quantité à réduire pour chacun des mécanismes).

4.4 Les courbes de coût marginal prédéfinies

Le modèle comprend une série de MAC prédéfinies issues de la li ttérature. La plupart provient de l’utili sation du modèle d’équili bre général GEM-E3 qui fournit des MAC pour différents groupes de pays. Quelques MAC plus spécifiques ont également été introduites dans le modèle. Les MAC utili sées sont décrites ci-dessous.

Effort mond ialMDP MtCO2 348,9Part du MDP % 16,9%Prix du marché �! #"�$�%�& 4,3

Part des mécanismes dans la réduction b elgeMDP 21,5%Effort domestique 3,7%Achat de permis 78,4%Puits 0,0%Coût du protocole de Kyoto pour la Belgique 96,0

Résultats de la simulation p rincipale

PM MDP DOM Puits AC MDP DOM PERM Puits CPK' (*) +-,/.% % % % % % % % M 0

5,2 14,0% 21,7% 17,9% 46,4% 17,8% 3,7% 78,4% 0,0% 124,45,2 14,0% 21,7% 17,9% 46,4% 17,8% 3,7% 78,1% 0,3% 124,05,2 14,0% 21,7% 17,9% 46,4% 17,8% 3,7% 77,9% 0,5% 123,75,2 14,0% 21,7% 17,9% 46,4% 17,8% 3,7% 77,6% 0,8% 123,35,2 14,0% 21,7% 17,9% 46,4% 17,8% 3,7% 77,4% 1,1% 122,95,2 14,0% 21,7% 17,9% 46,4% 17,8% 3,7% 77,1% 1,3% 122,65,2 14,0% 21,7% 17,9% 46,4% 17,8% 3,7% 76,8% 1,6% 122,25,2 14,0% 21,7% 17,9% 46,4% 17,8% 3,7% 76,6% 1,8% 121,95,2 14,0% 21,7% 17,9% 46,4% 17,8% 3,7% 76,3% 2,1% 121,55,2 14,0% 21,7% 17,9% 46,4% 17,8% 3,7% 76,0% 2,4% 121,25,2 14,0% 21,7% 17,9% 46,4% 17,8% 3,7% 75,8% 2,6% 120,85,2 14,0% 21,7% 17,9% 46,4% 17,8% 3,7% 75,5% 2,9% 120,45,2 14,0% 21,7% 17,9% 46,4% 17,8% 3,7% 75,3% 3,2% 120,15,2 14,0% 21,7% 17,9% 46,4% 17,8% 3,7% 75,0% 3,4% 119,75,2 14,0% 21,7% 17,9% 46,4% 17,8% 3,7% 74,7% 3,7% 119,45,2 14,0% 21,7% 17,9% 46,4% 17,8% 3,7% 74,5% 3,9% 119,05,2 14,0% 21,7% 17,9% 46,4% 17,8% 3,7% 74,2% 4,2% 118,65,2 14,0% 21,7% 17,9% 46,4% 17,8% 3,7% 73,9% 4,5% 118,35,2 14,0% 21,7% 17,9% 46,4% 17,8% 3,7% 73,7% 4,7% 117,95,2 14,0% 21,7% 17,9% 46,4% 17,8% 3,7% 73,4% 5,0% 117,6

Résultats (Mond e) Résultats (Belgique)


Pour utili ser ces MAC, il suff it de cliquer sur le bouton « MAC de la petite fenêtre qui s’aff iche à l’ouverture du fichier, on verra alors apparaître une deuxième fenêtre proposant de choisir les MAC à intégrer au modèle.

Les MAC sont classées selon leur utili sation. Les deux premières catégories (fonction de coût marginal des pays de l’Annexe B et fonction de coût marginal des pays en développement) contiennent les courbes utili sables par le module 1. Les deux dernières catégories contiennent les courbes utili sables par le module 2. Lorsqu’une courbe est sélectionnée, les valeurs des paramètres correspondant sont automatiquement envoyée dans les cellules adéquates de la feuill e « Results ».

4.4.1 Les MAC issues de GEM-E3

Eyckmans et al. (2001) et Eykmans et Cornili e (2000) fournissent une série de MAC pour différents groupes de pays, toutes sous la forme puissance : bQaMAC ⋅= . Les courbes et les valeurs des paramètres a et b utili sées sont les suivants :

a b GEM-E3 Belgique 5,42 1,22 GEM-E3 Pays méditerranéens 0,21816978 1,296 GEM-E3 Moyen-Orient 0,06771421 1,279 GEM-E3 Chine 0,00059209 1,634 GEM-E3 Afrique 0,7106557 1,097 GEM-E3 Inde 0,00174122 1,846 GEM-E3 Asie 0,17752474 1,18 GEM-E3 Amérique du Sud 0,1276415 1,209


GEM-E3 Reste du Monde 0,00179453 1,771

Les MAC pour l’ensemble des pays de l’Annexe I et pour l’ensemble des pays non-Annexe I ont été construites par addition horizontale des courbes des groupes de pays correspondant. Les courbes obtenues ont ensuite fait l’objet d’une approximation linéaire (sous Excell) afin d’estimer les paramètres a et b de ces deux courbes.

La MAC des pays de l’Annexe I, nommée GEM-E3 Annexe B, a été construite à partir des MAC des groupes de pays suivants :

• Union Européenne ;

• Autres pays d’Europe (Islande, Norvège, Suisse) ;

• Europe de l’Est et pays de l’ancienne Union Soviétique ;

• Australie ;

• Japon ;

• Canada ;

Les États-Unis, étant donné leur refus de ratification du protocole de Kyoto, ne sont pas intégré dans cette analyse. Par contre, la Russie y est intégrée.

La MAC des pays de non-Annexe I, nommée GEM-E3 non Annexe B, a été construite à partir des MAC des groupes de pays suivants :

• Pays méditerranéens (Turquie, Maroc, Algérie, Egypte, Lybie, Tunisie) ;

• Moyen-Orient ;

• Chine ;

• Afrique ;

• Inde ;

• Asie ;

• Amérique du Sud ;

• Reste du Monde.

Les caractéristiques de ces courbes sont les suivantes :

a b GEM-E3 pays Annexe B 0,0014 1,3479 GEM-E3 pays non-Annexe B 0,0002 1,5685

Pour les pays de l’Annexe I, la quantité à réduire brute est également issu des données de GEM-E3 (Eymans et al., 2000 et 2001). Ces valeurs sont les suivantes :

• pour la Belgique : 26 MtCO2eq ;


• pour les pays Annexe I : 2067 MtCO2eq.

4.4.2 Les autres MAC

MAC du MDP : Jotzo et Michaelowa

Cette courbe de coût marginal a été définie par Jotzo et Michaelowa (2001) et concerne l’off re de l’ensemble des pays en développement pour des projets MDP. Cette courbe a été construite à partir des données graphiques fournies dans cet article et en excluant les projets puits.

Les points obtenus ont fait l’objet d’une approximation linéaire (sous Excell) donnant une courbe d’une forme puissance bQaMAC ⋅= dont les valeurs des paramètres sont les suivantes :

a b MAC Jotzo Michaelowa 0,0003 1,5843

MAC Afr ique du Sud

Le document du National Strategy Study de la Banque Mondiale pour l’Afrique du Sud liste une série de mesures de réduction des émissions dans ce pays et y associe un coût par tonne de CO2eq évitée. L’étude paraît relativement exhaustive mais l’approche diffère évidemment fondamentalement de celle utili sée pour construire les MAC décrites ci-dessus.

Pour construire cette MAC, nous avons exclu de la liste les données relatives aux activités jugées a priori non-éligibles pour le MDP : mesures à coût négatif et relatives au nucléaire. Les données ainsi obtenues ont permis de construire une MAC en paliers. L’approximation linéaire a été réalisée à partir des points centraux de chaque palier et permet d’obtenir une courbe d’une forme puissance bQaMAC ⋅= avec un R2

de 0,94 dont les paramètres sont les suivants :

a b MAC Afrique du Sud 0,0129 2,2124

Notons encore que cette approximation linéaire est valable pour les mesures de réduction ayant un coût inférieur à 30 Euros/tCO2eq.

MAC Sénégal

Cette courbe a été construite en suivant la même méthodologie que celle utili sée pour la MAC de l’Afrique du Sud. Les données utili sées sont issues d’une étude du PNUE (Halsnaes, 1994) qui répertorie différentes options pour réduire les émissions de GES au Sénégal.

Cette étude repose sur l’hypothèse qu’ il est possible, d’ ici 2020, de réduire les émissions de CO2eq de 50% par rapport à un scénario BAU, ce qui correspond à une réduction de 7,7 MtCO2eq en 2020. Les données sont reprises dans le tableau ci-dessous :

Émissions du Sénégal en 1994

3,4 MtCO2eq

Émissions du Sénégal en 2020 (BAU)

15,5 MtCO2eq

Réduction d’émission possible en 2020

50% soit 7,8 MtCO2eq

Caractéristiques des actions de réduction d’émission

Hydroélectr icité : potentiel 0,01 MtCO2eq ; coût : -210 Euros/tCO2eq

Intensification agr icole


potentiel 0,77 MtCO2eq ; coût : -28 Euros/tCO2eq Efficacité énergétique dans l’ industr ie potentiel 0,06 MtCO2eq ; coût : -4 Euros/tCO2eq Dissémination de fours améliorés potentiel 1,7 MtCO2eq ; coût : -0 Euros/tCO2eq Amélioration de l’eff icacité de la carbonisation potentiel 2,0 MtCO2eq ; coût : 1 Euros/tCO2eq Substitution LPG – charbon de bois potentiel 2,3 MtCO2eq ; coût : 2 Euros/tCO2eq Biomasse de boisement (projets puits) potentiel 0,9 MtCO2eq ; coût : 3 Euros/tCO2eq

Les mesures de réduction d’émission citées dans cette étude ne sont pas toutes éligibles aux termes du MDP. Pour construire notre MAC, nous avons donc exclu les mesures à coût négatif (qui ne représentent qu’une part minime du potentiel global). Par aill eurs, notre analyse concerne la première période d’engagement et s’arrête donc à l’année centrale 2010, et non 2020. L’hypothèse faite ici est que seulement 25% des émissions du Sénégal peuvent être réduite en 2010 et que les émissions du pays augmenteront à un taux constant de 5,8% entre 1994 et 2020.

Les données utili sées pour la construction de notre MAC sont donc les suivantes :

Émissions du Sénégal en 1994

3,4 MtCO2eq

Émissions du Sénégal en 2010 (BAU)

8,84 MtCO2eq

Réduction d’émission possible en 2010

25% soit 2,2 MtCO2eq

Caractéristiques des actions de réduction d’émission éligibles

Dissémination de fours améliorés potentiel 0,54 MtCO2eq ; coût : -0 Euros/tCO2eq Amélioration de l’eff icacité de la carbonisation potentiel 0,64 MtCO2eq ; coût : 1 Euros/tCO2eq Substitution LPG – charbon de bois potentiel 0,73 MtCO2eq ; coût : 2 Euros/tCO2eq Biomasse de boisement (projets puits) potentiel 0,29 MtCO2eq ; coût : 3 Euros/tCO2eq

La MAC en paliers obtenue grâce à ces valeurs peut être approximée par une fonction linéaire de la forme :

bQtoutpourMAC

bQtoutpourQaMAC

>∞=≤⋅=

où b est le potentiel maximal de réduction d’émission, soit 2,2

MtCO2eq dans notre cas.

Les paramètres de la MAC du Sénégal sont :

• a = 1,3048

• b = 2,2


4.5 Les variables et paramètres

Nom Signification Unité a Paramètre de la MAC des pays de l’Annexe I ou de la MAC de la

Belgique -

AC Quantité d’air chaud disponible pour les pays de l’Annexe I MtCO2eq b idem - B Part de marché prise par la Belgique dans le MDP % c Paramètre de la MAC du MDP - CDOM Coût total de la réduction d’émission domestique 106 Euros CMDP Coût total du MDP entrepris par la Belgique 106 Euros CPERM Coût total de l’achat des permis 106 Euros CT Coût de transaction Euros/tCO2eq CPK Coût total de l’engagement de Kyoto pour la Belgique 106 Euros d Paramètre de la MAC du MDP - DOM Quantité de réduction d’émission effectuée domestiquement par la

Belgique MtCO2eq

MACAI Coût marginal de la réduction d’émission des pays de l’Annexe I Euros/tCO2eq

MACnAI Coût marginal de la réduction d’émission des pays non-Annexe I Euros/tCO2eq MACDOM Coût marginal de la réduction d’émission domestique Euros/tCO2eq MACMDP Coût marginal de la réduction d’émission par le MDP Euros/tCO2eq MDP Quantité de crédits MDP utili sés pour remplir l’engagement de Kyoto MtCO2eq ObjAI

brut Objectif brut des pays de l’Annexe I MtCO2eq

ObjAInet Objectif net des pays de l’Annexe I MtCO2eq

ObjBbrut Objectif brut de la Belgique MtCO2eq

ObjAInet Objectif net de la Belgique MtCO2eq

PERM Quantité de permis achetés (ou vendus) MtCO2eq πAI Pourcentage des puits disponibles utili sé par les pays de l’Annexe I MtCO2eq πB Pourcentage des puits disponibles utili sé par la Belgique % PuitsAI Quantité de puits disponible pour les pays de l’Annexe I MtCO2eq PuitsB Quantité de puits disponible pour la Belgique MtCO2eq PM Prix du permis d’émission sur le marché international Euros/tCO2eq

Q Quantité de réduction d’émission dans les équations de MAC MtCO2eq TA Taux d’accessibili té % θ Pourcentage de l’air chaud disponible utili sé par les pays de l’Annexe I %


Bibliographie

• Eykmans J. et Cornilli e J. (2000), "Eff iciency and Equity in the EU Burden Sharing Agreement*", CLIMNEG/CLIMBEL, 25 p., octobre.

• Eykmans J., Van Regemorter D et Van Steenbergen V. (2001), "Is Kyoto fatally flawed ? An analysis with MacGEM", CLIMNEG/CLIMBEL, disponible sous www.core.ucl.ac.be/climneg, 38 p., novembre.

• Halsnaes K. (1994), "Assessment of international mitigation costing studies in developing countries", United Nations Environment Program, disponible sous http://www.uccee.org/CopenhagenConf/halsnaes.htm, 25 p., mai.

• Jotzo F. et Michaelowa A. (2001), "Estimating the CDM Market under the Bonn Agreement", Hamburg Institute of International Economics, disponible sous http://www.hwwa.de/hwwa_engl.html, 47 p., .

• NSS program (2002), "South African national strategy study on the clean development mechanism : Executive summary", National Strategy Study, World Bank, 21 p., mars.

cdm-macro economic assessment tool / v1users.skynet.be/idd/documents/mdp/mdpn023.pdf · ces...

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