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Timestamp: 2019-12-12 21:29:50+00:00
Document Index: 123821902

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Chapitre I (fin de la partie II)
II. La contribution positive de l’électronucléaire à la compétitivité globale de l’économie française
E. La contribution positive du nucléaire à l’économie française - l’analyse issue des modèles macroéconomiques 1
1. Une contribution positive, selon le modèle économétrique Micro-Mélodie – la simulation rétrospective « La France sans nucléaire » 1
2. « La France avec un programme nucléaire interrompu en 1985 » – Etude rétrospective avec un modèle d’équilibre général calculable 10
E. La contribution positive du nucléaire à l’économie française - l’analyse issue des modèles macroéconomiques
Le nucléaire, on l’a vu, apporte une contribution à l’économie française qui comporte plusieurs dimensions. Sur le plan du solde extérieur, le nucléaire permet non seulement une économie d’importations mais aussi génère des exportations d’électricité et de fournitures et de prestations de service concernant l’ensemble du cycle du combustible.
Mais l’évaluation de la contribution du nucléaire à l’économie française doit aussi prendre en compte l’impact favorable du faible niveau relatif du prix de l’électricité fournie en France aux industriels.
Une telle appréciation ne suffit pas non plus. En raison d’un contenu élevé en emplois nationaux, le nucléaire a aussi généré une activité supérieure à ce qu’aurait entraîné le choix d’une autre filière à fort contenu en importations.
Ces différentes approches sectorielles qui ont été retracées plus haut, ont un intérêt statistique certain. Mais il leur manque une mise en cohérence.
Pour avoir une approche globale, il faut recourir à des modèles de l’économie française et internationale qui seuls offrent la possibilité de procéder à une évaluation globale cohérente de l’ensemble des impacts positifs ou négatifs d’une mesure sur l’économie – en l’occurrence, le choix de la filière électronucléaire pour assurer près de 80 % de la production d’électricité française.
L’évaluation rétrospective de la contribution du nucléaire à la compétitivité de l’économie française a fait l’objet de deux études avec des modèles macro-économiques.
La première étude a été faite en 1991, avec le modèle économétrique néo-keynésien intitulé Micro-Mélodie développé au CEA. La deuxième a été réalisée en 1996 avec le modèle d’équilibre général calculable GEMINI –E3/96, développe par le CEA et le ministère de l’équipement.
On trouvera ci-après les résultats du premier exercice relatif à un scénario intitulé « La France sans nucléaire ».1
1. Une contribution positive, selon le modèle économétrique Micro-Mélodie – la simulation rétrospective « La France sans nucléaire »
Pour évaluer en 1991 la contribution du nucléaire, les auteurs de l’étude intitulée « la France sans le nucléaire »2 bâtissent un scénario dans lequel la croissance de la production d’électricité est assurée non pas par le nucléaire mais par des centrales thermiques au charbon. L’impact de ce choix est simulé rétrospectivement à l’aide du modèle économétrique Micro-Mélodie.
· Et si la France, à la place du nucléaire, avait choisi le charbon ?
Pour mesurer la contribution du nucléaire, les auteurs de l’étude bâtissent un scénario dans lequel la croissance de la production d’électricité est assurée non pas par le nucléaire mais par des centrales thermiques au charbon.
L’augmentation de la production électrique étant assurée par la construction de centrales thermiques au charbon, le scénario prévoit un accroissement d’une part de 5 millions de tonnes de la production de charbon en Lorraine et d’autre part une augmentation des importations en provenance d’Australie et des Etats-Unis en particulier. Afin de limiter les coûts de transport du charbon, les centrales thermiques classiques sont bâties à proximité du carreau des mines – 4 unités de 600 MW chacune en Lorraine –, en façade maritime ou le long des voies d’eau navigables.
Figure : Evolution du coût de référence du kWh thermique en France pour une production en base 3
Le scénario retient la solution technique des centrales de 600 puis de 900 MWe, équipées de foyer à grille, avec équipements de désulfuration par lavage des fumées dont l’efficacité atteint 90 %, à l’exception des centrales lorraines. Un recours progressif à la technologie du lit fluidisé intervient ensuite entre 2000 et 2005. L’hypothèse de durée de vie de ces centrales est de 40 ans. Les exportations de centrales thermiques au charbon sont supposées passer à 3 par an4.
Dans le scénario la France sans nucléaire, les centrales UNGG continuent leur activité jusqu’à la fin de leur durée de vie. Dans ces conditions, la France est véritablement sans nucléaire à partir de 1994, date de l’arrêt de la dernière centrale construite, Bugey 1.
En réalité, dans ce scénario, les parts des différentes sources d’énergie primaire dans le scénario étudié sont proches de celle du Royaume Uni, ainsi que le montre le tableau suivant.
Tableau : Comparaison des structures de la production d’électricité du scénario « la France sans nucléaire avec celles des autres pays
1988 hydraulique nucléaire charbon fioul, gaz et autres
France – réel 19,0 72,6 5,6 2,8
France sans nucléaire 26,0 2,2 68,5 3,3
RFA 4,8 33,7 49,2 12,3
Royaume Uni 2,3 19,8 70,8 7,1
· Des investissements moins importants qu’avec le nucléaire
Le tableau suivant résume les principales hypothèses du scénario. L’élément le plus important au plan macroéconomique est que les investissements sont plus faibles que dans le scénario de référence.
Tableau : Principales hypothèses du scénario de référence - nucléaire actuel - et du scénario étudié – la France sans nucléaire -
nucléaire – réel charbon – scénario la France sans nucléaire
coût d’investissement hors intérêt intercalaires
(F1986) N4-2 tranches
6 467 F/kWh 600 MWe – 2 tranches par an
5 220 F/kWh
Coût d’investissement retenu dans le scénario charbon – F86/kWh
Investissements dans le cycle du combustible
milliards de francs 1990 mines : 3
conversion : 2
enrichissement : 31
retraitement : 62
total : 100 mines : 7
ports : 38
(flotte charbonnière : 805)
Investissements dans les centrales
milliards de francs 1990 puissance installée : 60 MWe
coût d’investissement : 360 puissance installée : 58 MWe6
coût d’investissement : 285
part du combustible dans le prix de revient du kWh et évolution du prix du combustible · part du combustible dans le coût du kWh : > 60 %
· prix du charbon :
- augmentation de 10 % du prix international du charbon de 1980 à 1986
- ensuite : en $1989/tonne
1989 : 46-46
1995 : 40-52
2000 : 40-56
2010 : 44-60 · part du combustible dans le coût du kWh : @ 30 %
· prix de l’uranium :
- valeurs historiques de 1970 à 1990
- ensuite hypothèse haute du GPE
· La première conclusion : un écart du prix de l’électricité défavorable de 20 % au tout charbon
Les auteurs de l’étude « la France sans le nucléaire » analysent non seulement la variation du coût de production de l’électricité mais également celle du prix facturé aux ménages ou à l’industrie. Ils se fondent sur le mode de tarification d’EDF, fondé sur le coût marginal de développement où le consommateur paie une prime fixe correspondant à la puissance souscrite et une redevance variable proportionnelle à l’énergie utilisée. Constatant que les variations des coûts d’exploitation exercent l’influence principale sur la moyenne des tarifs, l’hypothèse est faite d’une tarification moyenne à endettement constant d’EDF.
La principale conclusion en est que les prix moyens7 de l’électricité connaissent dans le scénario « la France sans nucléaire » des variations non négligeables et contrastées suivant la période considérée par rapport à la situation réelle.
Durant la fin des années 1970 et le début des années 1980, le prix de l’électricité est inférieur au prix historique. La principale explication avancée par les auteurs est que l’investissement en capital dans les centrales à charbon étant inférieur à celui du nucléaire, la charge financière pesant sur le prix du kWh est inférieure.
Cet avantage disparaît vers 1985 et en 1986 le prix dépasse le prix de référence. En 1990 et au delà, le prix du kWh du scénario « la France sans le nucléaire » est supérieur d’environ 15 % aux niveaux observés, avec une sensibilité très forte aux fluctuations du prix du charbon sur le marché international.
Ainsi, en 2000, avec un prix de 40 dollars par tonne, l’écart de prix de l’électricité par rapport à la situation prévue avec le nucléaire, serait de 16 %. Avec un prix de 56 dollars par tonne – soit une variation de 40 % –, l’écart de prix de l’électricité serait de 30 %.
Le système électrique à base de charbon, dans la situation française d’importations massives, encaisse de plein fouet les variations des cours internationaux (voir tableau suivant).
Tableau : Ecart de prix de l’électricité en l’an 2000 dans le scénario « La France sans nucléaire » par rapport à la situation de référence
prix du charbon dollar 1989/tonne
écart du prix du kWh ménages en % prix du kWh entreprises en %
56 28 % 36 %
40 14 % 21 %
Comme on peut s’y attendre compte tenu de la structure des prix d’EDF, plus favorable à l’industrie qu’aux ménages, le prix de l’électricité vendue aux industriels est dans le scénario « la France sans nucléaire » moins favorable que dans la situation actuelle. En réalité, le prix simulé pour 1990 est de l’ordre de grandeur de celui pratiqué par le Royaume Uni, avec un écart de 20 % par rapport au prix historique français.
· Une consommation d’électricité en baisse de 13,7 % en 1989 et un solde exportateur d’électricité ramené à 0
L’augmentation du prix du kWh dans le scénario « la France sans nucléaire » provoque un écart négatif de la consommation par rapport au scénario de référence et des substitutions en faveur d’autres formes d’énergie.
La branche énergie voit son intra-consommation revue à la baisse. Les pertes en lignes8 sur le réseau sont réduites de 11,5 % en 1989. La non-existence dans le scénario de l’usine Eurodif se traduit par une baisse de 20 TWh de la consommation de la branche énergie. L’écart négatif de la consommation d’électricité de l’industrie s’élève à 5,4 % en 1989. L’avantage compétitif de prix de l’électricité produite par EDF étant annulé, les exportations sont réduites à zéro.
La réduction de la consommation d’électricité dans le scénario « la France sans nucléaire » conduit à une baisse de la production de 23 % en 1989. Pour autant, l’écart à la baisse de la consommation finale d’énergie n’est pas aussi fort. Des effets de substitution viennent en effet renforcer la part du fioul dans l’industrie et du gaz dans le secteur résidentiel.
La consommation d’énergie fossile est supérieure de 55 Mtep en 1990 à sa valeur historique. Le taux d’indépendance énergétique diminue dans le scénario tout charbon jusqu’à 20 % en 1990, contre 48 % dans la réalité.
Figure : Le taux d’indépendance énergétique dans le scénario « France sans nucléaire »9
La contrainte extérieure continue de peser avec la même force sur toute la période.
Au total la situation de la France, en 1988, est voisine, en termes d’indépendance énergétique, de celle de l’Italie.
Figure : un taux d’indépendance énergétique voisin de celui de l’Italie en 1988 dans le scénario tout charbon
· Une autre conclusion fondamentale : le ralentissement de la croissance économique
Compte tenu de l’importance de la production d’électricité dans l’économie nationale, le scénario « la France sans nucléaire » met en évidence des écarts importants par rapport à la situation de référence, sur le plan macroéconomique.
L’analyse de l’impact macroéconomique a posteriori d’une absence de programme des réacteurs à eau pressurisée est conduite par les auteurs de l’étude, avec un modèle économétrique néo-keynésien intitulé Micro-Mélodie, dont les caractéristiques sont retracées dans le tableau ci-après.
MICRO-MELODIE
• spécificités : modèle de long terme avec prise en compte de l’énergie sous tous ses aspects. représentation fine de la production d’électricité
• champ : France
• périodicité : annuelle
• période de fonctionnement : 1970-2010
• mode d’utilisation : simulation dynamique, soit en prévision, soit en variante
• nombre de branches : 5 branches dont l’électricité et le combustible nucléaire
• nombre d’agents économiques : 4, soit les entreprises, les ménages, les administrations et l’étranger
• nombre d’équations : 150
• principales variables calculées (endogènes) : PIB, emploi, chômage, inflation, consommation et importation d’énergie, balance commerciale, déficit budgétaire, bilan énergétique, comptes d’EDF, émissions de polluants atmosphériques (CO2, NOx, SO2)
• principales variables de commande (exogènes) : démographie, environnement économique international, politique économique, variables techniques
• utilisations : la France sans nucléaire, impact d’une taxe sur les énergies fossiles, impact du programme électronucléaire REP de 900 MWe
Le tableau ci-après résume les différents écarts macroéconomiques par rapport à la situation de référence, du scénario « la France sans nucléaire ».
Tableau : Ecart du scénario « la France sans nucléaire » par rapport au scénario de référence10
PIB (écart en %) 0 0 -0,4 -1,6 -1,3 -1,3 -1,3 -1,6 -1,6
Consommation des ménages (écart en %) 0 0,1 0,1 -0,9 -0,9 -1,1 -1,2 -1,4 -1,6
Investissement (écart en %) 0 -0,5 -1,9 -2,4 -1,3 -0,7 -0,5 -1,7 -1,3
Exportations (écart en %) 0 0 0,2 -0,2 -0,4 -0,4 -0,2 -0,2 -0,2
Importations (écart en %) 0 -0,1 0,1 0,3 0,1 -0,1 -0,1 -0,3 -0,3
Prix à la consommation des ménages (écart en %) 0 -0,4 -0,4 0,9 0,4 0,7 0,7 0,8 1,0
Emploi total (milliers) 0 -4 -25 -75 -96 -91 -91 -114 -130
Facture énergétique (milliards de francs 90) 0 -1 9 38 32 45 54 67 87
Un écart négatif caractérise le scénario tout charbon, à la fois pour l’investissement (-1,6 %), la consommation (-1,2 %), et au final le PIB (-1,3%). La hausse des prix est quant à elle plus forte de 0,7 point en 2000. Logiquement, l’emploi total est inférieur de 90 000 postes au chiffre du scénario de base. Quant à la facture énergétique, elle est supérieure de 54 milliards de dollars en 2000. Le déficit supplémentaire cumulé atteint sur la période 1981-1990 100 milliards de francs.
En réalité, tout se passe comme si le recours au charbon à la place du nucléaire constituait un autre choc pétrolier avec une augmentation du prix du baril de 50 %.
· Le choc environnemental correspondant au tout charbon
Le modèle Micro-Mélodie permet aussi une analyse des émissions polluantes correspondant au scénario « la France sans nucléaire ».
En 2000, le niveau des émissions de SO2 est dans ce scénario, supérieur de 220 à 250 000 tonnes par an à celui de référence. Elles sont limitées par l’hypothèse faite d’une désulfuration quasi intégrale des centrales au charbon construites. En 1990, les émissions d’oxydes d’azote sont de 510 000 tonnes par an , soit en augmentation de 29 %. Les émissions de CO2 sont en hausse de 60 % en 1990.
Tableau : Comparaison des émissions de CO2 correspondant au scénario « la France sans nucléaire » avec les émissions de référence
Le scénario tout charbon se traduit par un passage de 530 millions de tonnes de CO2 émises par la France en 1973 à 620 millions de tonnes en 1990. La réalité est que le niveau était de 387 millions de tonnes de CO2 émises en 1990. Le nucléaire non seulement a permis de limiter la croissance des émissions mais en fait de les réduire de plus de 27 % par rapport à 1973.
Figure : Comparaison des émissions de CO2 du scénario « la France sans nucléaire » en 1986 avec les émissions des autres pays.
· Le scénario du recours au charbon est-il plausible ?
L’étude « la France sans nucléaire » a le mérite de quantifier l’impact macroéconomique du choix du tout charbon au lieu du nucléaire.
La première limite de l’étude est précisément le choix d’un scénario tout charbon. Il est probable que l’acceptation de la contrainte extérieure aurait été contrebalancée par une diversification des sources d’énergie primaire, par souci de minimiser les risques mais aussi par volonté de tirer parti des évolutions à la baisse des cours du pétrole et du gaz intervenues dans la fin des années 1980.
Le deuxième type de limites provient de la nature même du modèle. En tant que modèle économétrique, Micro-Mélodie comprend des équations retraçant les comportements des agents en fonction des situations passées. L’hypothèse implicite de stabilité des comportements est sans doute la plus fragile alors que les auteurs de l’étude soulignent le fait que le choix du charbon aurait été l’équivalent d’un choc pétrolier. Or précisément, les comportements des agents économiques ont été modifiés en profondeur par le choc pétrolier de 1973, en vertu de la perception qu’ils ont eue de l’ébranlement des économies occidentales et en raison des mesures prises par les pouvoirs publics pour encourager les changements de comportement. A ce titre, on peut penser que les hypothèses de substituabilité entre les énergies sont assez fragiles.
Le troisième type de limitation correspond au caractère simplifié du modèle et à la limitation de son champ d’analyse que retrace le nombre relativement important de variables exogènes.
Il n’en demeure pas moins que l’étude « la France sans nucléaire » permet une prise de conscience de l’impact macroéconomique du programme électronucléaire français.
Les effets de la construction des réacteurs nucléaires d’EDF ne se sont pas limités au secteur de l’énergie. Bien au contraire, ce programme a apporté une contribution non négligeable à la croissance économique et à l’emploi.
2. « La France avec un programme nucléaire interrompu en 1985 » – Etude rétrospective avec un modèle d’équilibre général calculable
Les modèles macroéconomiques sont traditionnellement classés en deux catégories : les modèles économétriques et les modèles d’équilibre général.
La tradition française en matière de modélisation macroéconomique a accordé une grande place aux modèles économétriques. L’INSEE et la Direction de la Prévision ont, dans les années 1970, développé toute une série d’outils utilisés dans les travaux de planification, comme DMS ou Métric. Ces modèles ont d’une part été progressivement perfectionnés, les uns pour la prévision à long terme et les autres pour le court terme et d’autre part et surtout ont été élargis de manière à prendre en compte l’ouverture des économies nationales.
Aujourd’hui, les modèles économétriques ont largement diffusé et sont portés par les administrations mais aussi par des organismes de recherche publique comme l’OFCE, universitaire comme le GAMA ou privée comme le COE de la Chambre de Commerce et d’Industrie de Paris.
Les modèles économétriques néo-keynésiens sont les plus courants. Ils mettent en œuvre une analyse keynésienne de l’équilibre économique dans le cadre de la comptabilité nationale et reposent sur des estimations économétriques des comportements des agents économiques, en matière de consommation, d’épargne et d’investissement.
Depuis le début des années 90 se développent en France les modèles d’équilibre général calculables. Encore peu nombreux dans notre pays, ils sont les plus largement répandus à l’étranger. Ce sont des institutions internationales comme la Banque Mondiale ou le Fonds Monétaire International qui ont soutenu le développement des modèles néo-classiques, pour des raisons théoriques (le déclin apparent des politiques keynésiennes, la montée des idées libérales et l’ouverture croissante des économies nationales) et pour des raisons pratiques (les modèles d’équilibre nécessitent des bases statistiques moins détaillées).
Au demeurant, l’intérêt fondamental des modèles d’équilibre général calculable est d’être pertinents à long terme, alors que les modèles macro économétriques ne sont guère utilisables au delà des dix ans.
Le modèle GEMINI-E3/96 appartient à la catégorie des modèles macroéconomiques d’équilibre général calculable. Une de ses caractéristiques est de comporter une description détaillée du secteur énergétique.
Ce modèle a été utilisé pour réaliser un exercice de simulation rétrospective consistant à évaluer l’impact sur l’économie française qu’aurait eu « l’arrêt en 1985 du programme électronucléaire française suivi d’une sortie totale du nucléaire en 201511 ».
Pour produire l’électricité nécessaire au fonctionnement de l’économie, ce scénario prévoit la construction de centrales thermiques au charbon jusqu’en 1995 et de centrales thermiques au gaz de 1995 à 2015.
· Le modèle GEMINI-E3/96 : un modèle d’équilibre général calculable
Les modèles d’équilibre général calculable, développés depuis une quinzaine d’années permettent d’évaluer, selon une approche coût - bénéfice, des mesure de politique économique dans les pays développés, par exemple dans les domaines de la fiscalité, des échanges internationaux, de la finance, de la planification économique ou plus récemment de l’environnement.
Ces modèles sont fondés sur la théorie microéconomique de l’équilibre général qui décrit, pour chaque facteur de production et chaque produit, l’équilibre de l’offre et de la demande obtenu grâce au système de prix.
Une fois réglés sur une situation de départ, ils permettent de mettre en évidence l’impact sur l’équilibre économique général de variations de paramètres exogènes comme les ressources rares, le système fiscal ou toute mesure influant sur le système de prix.
Tableau 1 : Fiche signalétique du modèle GEMINI-E3/96 utilisé pour l’étude du programme nucléaire réduit
GEMINI (General Equilibrium Model of International-National Interaction) – E3 (for Economy-Energy-Environment)
• période de fonctionnement : 1985-2015, avec pas annuel
• représentation géographique : France, autres Pays d’Europe (11 pays membres de la Communauté européenne en 1992, avant son élargissement), Reste du monde
• secteurs institutionnels : ménages (y compris administrations privées), entreprises, pouvoirs publics
• produits et branches : 11 branches dont 4 pour l’énergie (charbon, gaz, pétrole et produits raffinés, électricité)
• fonctions de production : module technologique pour l’énergie ; fonctions putty-putty pour les autres secteurs : les facteurs de production sont substituables ex ante et ex post en fonction des prix relatifs
• fonctions de demande des ménages : dépenses linéaires par rapport au revenu pour une seule catégorie de ménages
• fonctions d’importations : cohérentes avec l’hypothèse d’Armington, selon laquelle les biens nationaux et les biens étrangers ne sont pas complètement substituables ; équilibre des échanges extérieurs réalisé par les taux de change, en supposant pour tous les pays des balances commerciales équilibrées
• représentation de la fiscalité indirecte et des cotisations sociales : en tout, 242 taxes différentes (taxes sur la production et l’importation, cotisations sociales et subventions, taxes sur les consommations intermédiaires, taxe sur la consommation finale, taxe sur les investissements)
• couplage avec modèles nationaux ou régionaux : soit par l’intermédiaire de taux de change exogènes, soit par l’intermédiaire de taux de change endogènes résultant de contraintes de balances de paiement ou de différentiels de taux d’intérêt
Une des plus importantes spécificités du modèle GEMINI-E3/96 est de prendre en compte les échanges commerciaux avec l’Union européenne et le reste du monde.
· Un modèle plurinational
L’évaluation de la politique énergétique française pourrait certes être conduite avec un modèle strictement national en considérant comme variables exogènes les prix internationaux et la demande étrangère. Différents résultats montrent que la validité des résultats d’un modèle d’équilibre général calculable est alors fortement altérée.
Les auteurs de GEMINI-E3/96 ont pris l’heureux parti de modéliser les autres pays et les liens entre les économies correspondantes, de manière à pouvoir décrire valablement les termes de l’échange et leurs modifications.
Le modèle distingue donc trois aires géographiques : la France, les 11 partenaires européens de la France dans l’Europe des 12 et le reste du monde. Les liens entre ces trois régions sont d’une part les flux du commerce extérieur et d’autre part les taux de changes. C’est par ces canaux que se résorbent des déficits ou des surplus ex ante.
Il est bien connu que les modèles d’équilibre général sont, au regard des structures de consommation d’énergie, très sensibles aux élasticités de la demande. Il est moins tenu pour admis que ces mêmes modèles soient sensibles aux élasticités d’importation qui commandent les termes de l’échange12. En réalité dans un modèle d’équilibre général calculable, comme GEMINI-E3/96, seules sont prises en compte les élasticités d’importation, dans la mesure où il n’y a pas de fonction d’exportation : les exportations égalent la demande extérieure.
· Les fonctions de production
Les quatre facteurs de production sélectionnés dans le modèle sont le travail, le capital, les matériaux et l’énergie. L’élasticité de substitution entre ces 4 facteurs est de 0,6. Les facteurs agrégés que sont l’énergie et les matériaux sont éclatés pour déterminer la demande de consommation intermédiaire en chacun des produits élémentaires.
Les fonctions de production reposent sur deux hypothèse fondamentales : des rendements d’échelle constants et la séparabilité des facteurs. L’hypothèse du rendement d’échelle constant signifie que les coûts de production ne varient pas avec le coût unitaire de production ?
La figure suivante présente l’arborescence de la fonction de production.
Figure 1 : L’arborescence de la fonction de production (cas de la France)
Les canaux par lesquels agissent les prix sont les élasticités prix directes et les relations de complémentarité ou de substituabilité entre facteurs de production.
· les fonctions de consommation
La demande de travail et le comportement d’épargne sont supposés inélastiques. Le taux d’épargne et la demande d’emploi sont exogènes.
La fonction de demande des ménages répond à un modèle de dépenses linéaire par rapport au revenu et découle d’une fonction d’utilité. Le gain et la perte économique sont exprimés sous forme de surplus du consommateur.
· La modélisation de l’énergie
La demande d’énergie provient d’une part des ménages sous 4 produits : charbon, produits raffinés, gaz, électricité. Elle provient d’autre part de l’industrie. Celle-ci est modélisée en 7 secteurs : agriculture, produits à fort contenu énergétique, biens d’équipement, biens de consommation, transports, services marchands, services non marchands.
Les prix de l’énergie utilisés dans le modèle sont ceux observés pour la période 1985-1997. Pour la période 1998-2015, ce sont les prix utilisés par la Digec pour l’édition 1997 de son exercice « coûts de référence » de la production électrique13, le scénario sélectionné pour l’évolution du prix du gaz étant le scénario médian.
· Le module de production de l’électricité
Le modèle GEMINI-E3/96 différencie la production d’électricité en France selon les technologies disponibles.
L’hydroélectricité est considérée comme exogène, du fait que la quasi-totalité des sites économiquement viables sont déjà équipés. Les turbines à gaz, correspondant à la production en pointe, sont également considérées comme un moyen de production exogène.
La représentation de la demande d’électricité distingue les demandes en base, en semi-base et en pointe, selon la figure ci-après, en excluant l’hydroélectricité et les turbines à gaz.
Figure 2 : La courbe de charge pour la production d’électricité dans GEMINI-E3/96
Trois types de centrales sont prises en compte pour modéliser l’offre d’électricité : les centrales thermiques à charbon, les centrales thermiques classiques à gaz et les centrales nucléaires. Bien entendu, la courbe de charge est satisfaite en optimisant la contribution des différents types de centrale en fonction de leur ration coûts fixes / coûts variables. D’une manière générale, la production en base est assurée avec les moyens de production requérant les investissements les plus lourds en capital.
Pour des décisions à court terme concernant l’utilisation d’un parc existant, les centrales se caractérisant par les coûts variables les plus faibles sont utilisées en priorité pour la production en base.
S’agissant de décisions d’investissement, le principe consiste à faire converger la structure du parc vers la structure optimale à long terme, compte tenu de la structure des coûts des différentes filières.
· Le scénario de référence : la part du nucléaire égale à 72 % de l’électricité produite à l’horizon 2015
L’évaluation rétrospective d’une politique commence par la définition d’un scénario de référence. En l’occurrence, il s’agit de reconstituer la réalité historique jusqu’à la date de l’étude, soit 1996, et d’imaginer l’évolution la plus probable de cette date jusqu’à la fin de la période considérée.
Les caractéristiques du scénario de référence qui sert de base à la simulation rétrospective sont indiquées dans le tableau ci-après.
Tableau : Caractéristiques principales du scénario de référence
1985 1995 2005 2015
Consommation domestique d’électricité (TWh) 302 397 499 603
Exportations nettes d’électricité (TWh) 23 70 70 70
Capacités installées (GW)
Nucléaire 37,4 58,6 58,5 66,3
Charbon 14,6 10,1 3,1 0
Gaz 0 0 18,8 31,7
Total 52,0 68,7 80,4 98,0
Part de chaque filière dans la production d’électricité (en %)
Nucléaire14 65 78 75 72
Charbon 12 5 3 0
Gaz (cycle combiné) 0 0 8 16
Hydroélectricité 19 16 12 10
Autres 4 3 2 2
Le scénario de référence se caractérise en particulier par une capacité installée de production de 98 GW en 2015, le nucléaire représentant 72 % du total.
Les prix de départ des combustibles fossiles sont ceux de la Digec 9715. Le prix de départ du charbon est de 10,3 cF95/kWh, correspondant à 40 dollars par tonne . Le prix du gaz est de 16,1 cF/kWh, correspondant à 3,3 dollars par Mbtu. Le prix de l’uranium est supposé égal à 4,49 cF95/kWh. Pour la période 1995-2015, les prix sont supposés rester constants en francs constants.
· Les conséquences d’un programme électronucléaire interrompu en 1985 et de la construction de centrales de remplacement au charbon de 1985 à 1995 et au gaz de 1995 à 2015
Le scénario étudié est celui d’un arrêt de l’équipement de la France en réacteurs nucléaires à compter de l’année 1985 . Pour assurer l’approvisionnement de l’économie française en électricité, sont construites de 1985 à 1995 des centrales thermiques au charbon et de 1995 à 2015 des centrales à cycle combiné à gaz. En outre, le démantèlement des centrales nucléaires est effectué tout au long de la période 1985 – 2015, de sorte que la France se trouve à la fin de cette période débarrassée de l’ensemble de ses réacteurs nucléaires, le dernier démantèlement étant effectué en 2015.
On suppose par ailleurs, que les exportations d’électricité sont progressivement réduites, les exportations ne faisant qu’équilibrer exactement les importations.
Tableau : Impact de l’interruption en 1985 du programme électronucléaire sur le secteur de l’électricité
Capacités de production installées (GW)
Nucléaire 37,4 35,6 35,4 0
Charbon 14,6 23,2 16,2 13,2
Cycle combiné au gaz 0 0 16,8 67,6
Total 52,0 58,8 68,4 80,8
Nucléaire 65 65 53 0
Charbon 12 16 21 18
Cycle combiné au gaz 0 0 9 68
Hydroélectricité 19 18 14 12
autres 4 1 3 2
Variation du prix de l’électricité par rapport au scénario de référence (en %) 0 + 4 % + 4 % + 8 %
Consommation domestique d’électricité (en TWh) 305 390 494 565
La première conséquence de l’arrêt du programme d’équipement est qu’en fin de période, le prix de l’électricité est supérieur de 8 % au prix du scénario de référence. En conséquence, la consommation d’électricité baisse de 6,3 % par rapport à la référence. Les capacités installées de production d’électricité sont inférieures de 17,6 % à celles du scénario de base.
Concernant la part de chaque filière, conformément aux spécifications du scénario, le cycle combiné détient en 2015 une place prédominante dans la production d’électricité, avec 68 % du total, le charbon assurant quant à lui 18 % du total. En conséquence, la consommation nationale de charbon augmente de 21 millions de Tep et celle de gaz de 43 millions de Tep en 2015, par rapport au scénario de référence.
Les conséquences de cette situation s’expriment, comme dans tous les modèles d’équilibre général, par les prix, internes ou externes.
S’agissant des prix internes, l’interruption en 1985 du programme électronucléaire et son remplacement par des investissements moins capitalistiques provoquent une baisse des taux d’intérêt.
Par ailleurs, par construction, le modèle utilisé suppose que la balance commerciale est équilibrée à chaque période. L’ajustement s’effectue donc par la dépréciation du franc par rapport au scénario de référence. Deux mécanismes sont à l’oeuvre : l’augmentation du coût de production de l’électricité et la détérioration des termes de l’échange du fait de l’augmentation des importations de charbon et de gaz naturel.
Le tableau suivant résume les évolutions entraînées par l’interruption prématurée du programme nucléaire en 1985, sur les taux d’intérêt et les taux de change.
Tableau : Impact sur les taux d’intérêt et la parité du franc de l’interruption en 1985 du programme électronucléaire
France (différence de points de %) 0 -1,3 -1,0 -1,7
Europe 0 0,4 0,0 0,0
Reste du Monde 0 0,2 0,2 0,6
1 Ecu = x francs (différence en %) 0 2,1 1,9 4,4
1 dollar = y francs (différence en %) 0 1,6 1,4 4,3
L’interruption prématurée du programme électronucléaire entraîne une baisse du franc par rapport à l’Ecu et par rapport au dollar. A contrario, le modèle confirme l’impact positif de l’indépendance énergétique sur le taux de change du franc.
Tableau : Impact sur le Pib, la consommation et l’investissement français d’une interruption en 1985 du programme électronucléaire
Variations en volume et en % par rapport aux valeurs du scénario de référence 1985 1995 2005 2015
PIB 0 -0,1 -0,2 -0,8
Importations 0 -0,3 -0,2 -0,2
Exportations 0 1,0 1,0 3,8
Consommation 0 -0,4 -0,5 -1,2
Investissement 0 -0,7 -0,7 -4,0
Les variations sur les exportations mettent en évidence la nature du modèle. L’équilibre extérieur étant réalisé chaque année, les exportations doivent croître en volume pour équilibrer l’augmentation des importations de combustibles fossiles – charbon et gaz – et pour compenser la détérioration du taux de change. Au total, l’économie française doit dégager un surplus extérieur plus important, au détriment de l’investissement et de la consommation, pour payer ses importations accrues d’énergie.
Un indicateur de bien-être matériel, qui n’intègre pas les externalités, a été défini par les auteurs du modèle en utilisant la notion de surplus économique. On voit dans le tableau que le verdict d’un arrêt en 1985 des investissements dans le nucléaire est négatif en termes de surplus économique (voir tableau ci-après).
Tableau : Impact sur le surplus économique de l’interruption du programme électronucléaire en 1985
Variations en % par rapport à la consommation finale des ménages du scénario de référence 1985 1995 2005 2015
France 0 -0,4 -0,6 -1,7
Autres pays de l’Europe des 12 0 0,2 0,2 0,3
Reste du Monde 0 0 0 -0,1
Un effet négatif de l’arrêt du programme est ainsi détecté par le modèle sur la richesse entendue comme un surplus de revenu des ménages français.
Les partenaires de la France ne bénéficient pas pour autant d’un transfert à due concurrence. Il y a bien un surplus pour les consommateurs étrangers en Europe. Mais l’Europe toute entière est perdante car l’un de ses membres, dans le cadre d’analyse du modèle, a renoncé à utiliser la technique de production d’électricité la plus efficace.
Le modèle GEMINI-E3/96 utilisé pour cette étude, fournit enfin des indications intéressantes sur les variations des émissions de CO2 qui auraient résulté d’un arrêt des investissements dans le nucléaire en 1985. Le tableau suivant montre bien l’ampleur des menaces supplémentaires introduites par le scénario étudié.
Tableau : Impact sur les émissions de CO2 de l’interruption du programme électronucléaire en 1985
Variation des émissions de CO2 en % par rapport au scénario de référence
France 0 15 20 45
Autres pays de l’Europe des 12 0 2,5 2,6 2,2
Reste du monde 0 0 -0,1 -0,3
Monde entier 0 0,5 0,4 0,7
Variations des émissions des autres principaux polluants atmosphériques en % par rapport au scénario de référence
SO2 0 29 38 36
Nox 0 12 28 50
Comme on peut s’y attendre, l’interruption prématurée du programme électronucléaire se traduit par une augmentation de 45 % en 2015 des émissions de CO2. La principale explication vient de l’augmentation de l’utilisation de combustibles fossiles pour produire de l’électricité. Cet effet massif est modulé à la marge par la diminution de la consommation totale et de la consommation d’énergie en particulier, déjà mis en évidence.
Une augmentation des émissions de CO2 est aussi observée dans les autres pays de l’Europe des 12, puisque ceux-ci réduisent leurs importations d’électricité en provenance de la France et les compensent par une production thermique classique accrue. Les résultats pour les autres polluants majeurs que sont le SO2 et le NOx sont comparables.
Il n’en demeure pas moins que le modèle GEMINI-E3/96, comme tous les modèles macroéconomiques, souffre d’imperfections qu’il est nécessaire d’analyser pour mieux apprécier la portée des résultats qu’il délivre.
· Les limites du modèle GEMINI-E3/96
Le premier type de limites du modèle GEMINI-E3/96 tient à sa nature de modèle d’équilibre général calculable.
Les hypothèses de l’équilibre général walraso-parétien sont bien connues. Elles correspondent rarement à l’économie réelle.
Comme tous les modèles de ce type, GEMINI-E3/96 suppose une représentation fiable des facteurs de production et des biens et services échangés, ainsi que de l’offre et de la demande. Il suppose aussi que les mécanismes de la formation des prix répondent à la seule confrontation de l’offre et de la demande sur les marchés. Le modèle suppose aussi que les prix s’ajustent de façon à réaliser l’équilibre. Cette hypothèse est sans doute la plus éloignée de la réalité.
La conséquence de ce choix théorique est que, par exemple, le modèle ne délivre aucun enseignement en ce qui concerne le chômage, puisque ce dernier ne peut exister en vertu du fait que les salaires sont supposés s’ajuster à la baisse en cas de chômage pour diminuer le coût du travail pour les entreprises et favoriser l’embauche.
Une autre conséquence des hypothèses de construction du modèle est que ses résultats ne sont à prendre en considération que pour la fin de la période. Autrement dit, les indications intermédiaires données pour les années 1995 et 2005 sont à considérer avec prudence. Il s’agit là d’un trait commun à tous les modèles d’équilibre général calculable.
L’autre limite de GEMINI-E3/96, commune à tous les modèles macroéconomiques, est d’être une maquettee autres limites de GEMINI-E3 tiennent aux simplifications de la réalité, auxquelles il recourt comme tout modèle économique.
· L’importance du choix de la technique la plus efficace
Avec les limites méthodologiques décrites plus haut, l’exercice réalisé par A. Bernard et M. Vielle avec le modèle GEMINI-E3/96 met toutefois en évidence un enseignement majeur en termes de politique énergétique.
Le programme électronucléaire français apparaît bien comme le choix pertinent de la technique de production d’électricité la plus efficace. L’arrêt prématuré du programme aurait été, en réalité, un renoncement coûteux à la technique la plus efficace.
Cette conclusion des simulations rétrospectives réalisées avec GEMINI-E3/96 confirme un intuition de bon sens.
Le choix des technologies les plus avancées et les plus efficaces économiquement est toujours payant dans tous les domaines, que ce soit pour la croissance, pour l’évolution du revenu des ménages, et pour la compétitivité internationale.
Cliquer ici pour accéder à la partie III du chapitre I:
III. En terme de coûts d'exploitation, le nucléaire actuel est sans rival.
1 Les résultats de la deuxième étude, relatifs à un scénario « La France avec un programme nucléaire interrompu en 1985 » sont présentés dans la sous-partie suivante.
2 A. Charmant, JG Devezeaux, N. Ladoux et M. Vielle, La France sans nucléaire, Revue de l’énergie, n0 434, octobre 1991.
3 Source : Commission PEON jusqu’en 1979, DIGEC à partir de 1981, cité par A. Charmant et al. , op. cit.
4 En contrepartie, les exportations des 6 ilôts nucléaires de Framatome sur la période 1973-1990 sont annulées.
5 Non prise en compte dans le scénario la France sans le nucléaire
6 Les 2 Mwe de différence entre la puissance installée réelle et celle du scénario représentent les 3 tranches de Tricastin approvisionnant Eurodif.
7 Moyenne des prix de vente de l’électricité aux ménages et à l’industrie
8 Les pertes en ligne réelles ont atteint 26 TWh en 1989, soit 6,7 % de la production.
9 A ; Charmant et al., op.cit.
10 Résultats pour l’hypothèse basse concernant l’évolution du prix du charbon
11 Le programme électronucléaire français : une évaluation avec un modèle d’équilibre général, A. BERNARD et M. VIELLE, Congrès de l’Association Internationale des Economistes de l’Energie, San Francisco, 1997.
12 en cas de réévaluation, les termes de l’échange s’améliorent, en cas de dévaluation, ils se détériorent
13 Les « coûts de référence » 1997 de la production électrique, DIGEC-DGEMP, Ministère de l’Economie, des Finances et de l’Industrie, Secrétariat d’Etat à l’Industrie, Paris, mai 1997.
14 Durée de vie de référence des réacteurs nucléaires : 30 ans
15 Les coûts de référence de la production électrique, Digec, Secrétariat d’Etat à l’Industrie, Paris, 1997.