POLITIQUE ENVIRONNEMENTALE ET CHANGEMENT TECHNIQUE
I. Approche néoclassique : économie publique et économie du changement technique
I.2. Les effets des instruments de politique environnementale sur le changement technique
En termes d’effets, on oppose les instruments de marché (subventions, taxes, permis d’émission) aux approches réglementaires (normes). L’étude de ces effets est ensuite différenciée selon qu’ils portent sur les deux premières étapes du processus de changement technique, l’invention/innovation, ou sur la troisième, la diffusion des nouvelles technologies. Après avoir présenté les analyses théorique et empirique menées par les auteurs néoclassiques selon cette grille d’analyse, on se focalisera plus particulièrement sur les apports du modèle de concurrence oligopolistique sous contrainte environnementale élaboré par Milliman et Prince (Milliman et Prince, 1989).
I.2.1. Analyse théorique
Le fonctionnement des instruments de marché repose sur des mécanismes qui influent sur le comportement des acteurs via des signaux de marché et non par des réglementations directes concernant les niveaux de pollution. Les taxes, subventions et permis négociables incitent les firmes à entreprendre des actions de réduction de pollution conformes aux objectifs politiques et correspondant à la fois à leur propre intérêt et à celui de la collectivité : « …if they are well designed and implemented, they encourage firms (and/or individuals) to undertake pollution control efforts that are in their own interests and that collectively meet policy goals » (Jaffe et al., 2000). A l’inverse, les approches réglementaires offrent relativement peu de flexibilité dans les moyens d’atteindre les objectifs fixés et contraignent les firmes à effectuer les mêmes réductions sans aucune référence aux coûts des actions à engager. Dans certaines circonstances, leur application peut être jugée inefficace, lorsque les coûts de dépollution varient fortement d’une firme à l’autre.
Quelle que soit l’approche retenue pour l’intervention, tous ces instruments affichent un potentiel d’incitation au changement technique, puisque tous entraînent les firmes à entreprendre des actions de dépollution qu’elles n’auraient pas mises en œuvre autrement.
a. les effets des deux catégories d’instruments sur l’invention/innovation
Bien que les décisions concernant l’invention et la commercialisation d’une nouvelle technologie soient en grande partie fonction du revenu actualisé des ventes anticipées, la majorité des analyses néoclassiques comparant les effets des différents instruments de politique environnementale sur ces deux premières étapes du changement technique porte sur l’étude de l’offre de techniques (Jaffe et al., 2002). Plus précisément, les auteurs étudient les incitations des firmes à investir en R&D suivant les revenus, incertains, qu’elles retireront de leur recherche.
Normes de performance et normes de technologie
Les approches en terme de command and control sont scindées en deux sous
catégories : les normes de performances (performance standard) et celles de standards
technologiques. Si elles peuvent être toutes les deux conçues pour promouvoir le changement
technique (technology forcing standards), elles n’affichent pas les mêmes résultats. Les
normes de performance fixent une limite quantitative de pollution, mais laissent aux entreprises régulées le choix des moyens à mettre en œuvre pour y parvenir. A l’inverse, les normes de technologie spécifient l’utilisation de produits ou processus, reconnus comme les
meilleures technologies disponibles (« Best Available Technology » ou « BAT »), ne laissant
que peu de marge de manœuvre aux firmes concernées. Les premières comparaisons effectuées par Magat (Magat, 1979) placent ainsi les normes de technologie au dernier rang du classement des instruments en terme d’incitation à l’innovation, puisqu’elles imposent l’utilisation d’une technologie existante à l’ensemble de l’industrie. De façon plus générale, l’absence d’incitation à dépasser les normes imposées amène à considérer ces instruments comme des freins à l’innovation.
L’approche réglementaire peut se justifier lorsqu’il existe des barrières à l’apparition de nouvelles technologies, puisque des normes rigoureuses peuvent alors obliger les acteurs privés à investir dans la R&D (Christiansen, 2001). La programmation dans le temps d’une sévérisation progressive de la norme peut également permettre de maintenir une pression incitatrice à l’innovation. Cependant, le manque d’information nécessaire au régulateur pour concevoir de telles normes risque d’entraîner un coût total de la politique extrêmement élevé
obtain precise information on cost functions pertaining to different firms and/or industrial sectors, the overall costs of using standards may be excessive in terms that cost-effectiveness is not achieved » (Hoel, 1998).
Instruments de marché
Une tentative de classement théorique des instruments de marché1 en terme de
capacité à atteindre un niveau optimal a été proposée par Fischer et al. (Fischer et al., 1998). Dans leur modèle, les auteurs posent comme hypothèse de départ les bénéfices attendus de l’innovation par les firmes, puis étudient les effets des différents instruments en tenant compte des coûts d’adoption pour la firme, des fonctions de bénéfices environnementaux et du nombre de firmes émettant les polluants concernés. Le modèle comprend trois étapes :
- d’abord, les firmes décident du montant de leur investissement en R&D en égalisant le
coût marginal de l’innovation au bénéfice marginal attendu ;
- ensuite, elles décident d’adopter ou non cette innovation, de l’imiter ou encore de ne
rien faire ;
- enfin, elles minimisent leurs dépenses de réduction de pollution en égalisant leur coût
marginal au prix de la pollution.
Les auteurs n’obtiennent aucun classement non équivoque des effets des différentes politiques sur l’innovation, mais identifient quatre effets exercés par les instruments de marché sur les décisions de la firme :
- l’effet coût de dépollution : la volonté des firmes à investir en R&D pour la mise au
point d’une nouvelle technologie croît avec l’impact de l’innovation en terme de diminution des coûts de dépollution ;
- l’effet d’imitation : la volonté des firmes non innovatrices à investir en R&D pour une
nouvelle technologie décroît avec la possibilité croissante de réduire les coûts de dépollution offerte par imitation de l’innovation ;
- l’effet paiement des émissions : l’innovation peut réduire dans certain cas le coût à
payer pour la pollution émise (permis) ;
1
Trois instruments sont considérés dans l’analyse de Fischer et al. : la taxe sur les émissions, les permis distribués gratuitement et les permis vendus aux enchères.
- l’effet prix d’adoption : la réduction du prix du permis découlant de l’innovation diminue l’incitation à innover des autres firmes puisqu’elle allège le coût de la pollution émise et donc le montant des royalties que les firmes non innovatrices sont prêtes à verser pour adopter cette nouvelle technologie, ce qui se répercute sur les anticipations de l’innovateur potentiel.
Les résultats de ces déterminants sur l’incitation à l’innovation impulsée par les différentes politiques étudiées sont présentés dans le tableau 1.
Tableau 1 : Déterminants des incitations à l’innovation (Fischer et al., 1998)
taxe sur les émissions permis distribués
gratuitement
permis vendus aux enchères
effet coût de dépollution + + +
effet d’imitation - -
-e f f -e t p a i -e m -e n t d -e s émissions
0* 0 +
effet prix d’adoption 0* -
-* les taxes sont ici considérées comme fixes : aucun ajustement n’est réalisé après l’innovation.
En conclusion de cette étude, les instruments de marché encouragent l’innovation via l’effet coût de dépollution, mais la freine via les effets d’imitation et prix d’adoption. L’établissement d’un classement définitif est donc ici impossible puisqu’il dépend de la force relative des ces quatre effets.
Une étude, méthodologiquement proche de celle-ci, menée par Ulph (Ulph, 1998) montre deux autres effets opposés inhérents à la régulation environnementale. D’un côté, elle accroît directement les coûts incitant les firmes à investir en R&D afin de développer de nouvelles méthodes ou technologies pour réduire les coûts de dépollution, mais de l’autre, elle induit indirectement une réduction de la production qui freine l’innovation.
b . les effets des deux catégories d’instruments sur la diffusion de l’innovation
En ce qui concerne l’étude de la diffusion, le cadre d’analyse théorique néoclassique
dominant est le « discrete technology choice model » (Jaffe et al., 2000). Dans ce modèle, les
firmes décident ou non d’adopter une innovation en considérant l’utilisation d’une technologie réduisant les coûts marginaux de réduction de la pollution. Elles disposent de
toute l’information concernant les coûts associés à cette décision. Les diverses études théoriques ayant utilisé ce modèle d’adoption (Zerbe, 1970 ; Dowing et White, 1986, Milliman et Prince, 1989 ; Jung et al., 1996) concluent à l’efficacité supérieure des instruments de marché sur ceux de régulation directe.
Cependant, les analyses théoriques comparant les instruments de marché entre eux n’ont pas permis de dégager un consensus solide. Les résultats obtenus en comparant les incitations à la diffusion au niveau de la firme, avec ou sans l’hypothèse de coûts de réduction identiques (Milliman et Prince, 1989 et 1992), comme au niveau du marché (Jung et al., 1996) présentent le classement suivant : les permis distribués aux enchères procurent l’incitation la plus grande, suivis des taxes et subventions, puis des permis distribués gratuitement. Toutefois, des analyses récentes viennent contester certains aspects du classement. Dans le cas des permis négociables, la diffusion de la technologie diminue le prix de marché des certificats. Kehoane (Kehoane, 1999) critique le raisonnement précédent qui indiquait qu’il en résultait une augmentation globale des bénéfices des adopteurs. Pour l’auteur en effet, si les
firmes sont price takers sur le marché des permis, l’incitation à l’adoption exercée par les
permis vendus aux enchères est en fait égale (et non supérieure) à celle exercée par les permis délivrés gratuitement. Les systèmes de taxes deviennent alors les instruments affichant les performances supérieures (Denicolo, 1999).
Comme dans le cas de l’innovation, l’obtention d’un classement théorique non ambigu, notamment entre les permis et les taxes, paraît difficile, du fait principalement de l’incertitude reposant sur la forme des courbes de dommage marginal. La règle de Weitzman
(Weitzman, 1974) concernant la pente des courbes s’applique alors dans cette situation : « if
the marginal damage curve is relatively flat and there is uncertainty in marginal costs (from the regulator’s perspective) due to potential innovation at the firm level, then a price instrument is more efficient » (Jaffe et al., 2002). Le modèle de Weitzman sera étudié plus en détail dans la suite de notre recherche (cf. Chapitre 6).
I.2.2. Analyse empirique
Les apports des études empiriques au débat concernant les effets des instruments de politique environnementale sur le rythme et la direction du changement technique sont trop
peu nombreux pour éclairer les analyses théoriques présentées précédemment. Toutefois, certains résultats méritent d’être soulignés. De fait, même si les études concernant précisément les innovations technologiques en matière de réduction des émissions et autres technologies vertes sont rares, faute de données disponibles, celles, plus nombreuses, appliquées à l’efficience énergétique ont cependant permis quelques avancées.
Une des rares études portant sur l’évaluation de l’incitation à innover créée par une politique de réduction des émissions est celle de Bellas (Bellas, 1998). Elle consiste en une
analyse statistique des progrès effectués dans le domaine de la désulfurisation (scrubbing) des
centrales à charbon américaines suite aux normes de performances établies par les Clean Air
Acts de 1970 et 1977. L’auteur conclut au faible impact des normes de performances sur
l’innovation dans ce cas.
Une autre approche, appliquée au domaine de l’efficience énergétique, considère l’innovation, sur un graphique dont les abscisses représentent les coûts de production et les ordonnées l’intensité énergétique, comme un déplacement de la courbe vers l’intérieur, traduisant une meilleure intensité à coûts inchangés ou une réduction des coûts à intensité énergétique égale. Elle reprend, et élargit au domaine de la régulation environnementale, l’hypothèse d’innovation induite, édictée pour la première fois par Hicks (Hicks, 1932), selon laquelle un changement dans les prix relatifs des facteurs de production est en lui-même une incitation à l’innovation, innovation particulière puisqu’elle vise à économiser le facteur qui est devenu relativement plus cher. Newell et al. (1999) ont utilisé cette méthode pour évaluer les effets sur la stimulation de l’innovation exercés par les changements dans les prix de l’énergie et par les normes d’efficacité énergétique. Leur évaluation mène à la conclusion qu’une proportion importante des progrès observés peut être considérée comme autonome (c'est-à-dire exogène au modèle et liée au temps), mais qu’une partie non négligeable des innovations résulte des changements de prix de l’énergie et des normes d’efficacité énergétique, sans pour autant répartir les effets entre ses deux déterminants.
Pour Popp, appréhendant l’innovation via le nombre de brevets déposés dans le domaine des technologies énergétiques et suivant la même méthodologie, la réponse globale en terme de consommation d’énergie à un changement de prix s’explique pour
approximativement un tiers par l’hypothèse d’innovation induite, les deux tiers restants étant associés à la substitution de facteurs (Popp, 2001).
Les études concernant les effets des politiques environnementales sur la diffusion de l’innovation sont un peu plus nombreuses et offrent cette fois des résultats pour les instruments réglementaires et pour ceux reposant sur les mécanismes de marché.
Les analyses menées par Jaffe et Stavins sur l’adoption des technologies solaires thermales aux Etats-Unis dans le secteur des nouvelles constructions résidentielles offrent une comparaison des effets des taxes énergétiques avec ceux des subventions à l’adoption de nouvelles technologies (Jaffe et Stavins, 1995). Leurs résultats, corroborés par ceux d’une étude sur les investissements de maîtrise de la consommation d’énergie dans le résidentiel (Hasset et Metcalf, 1995), confèrent aux subventions une efficacité 3 à 8 fois supérieure à celle des taxes pour la stimulation de l’adoption. Les auteurs relativisent cependant ces résultats en soulignant qu’à l’inverse des taxes, les subventions concernant l’efficacité énergétique n’incitent pas à la réduction de la consommation et surtout requièrent un budget public important. La comparaison menée par Jaffe et Stavins s’élargit ensuite aux approches
de régulation directe sous la forme des state building codes. Ils ne discernent cette fois aucun
effet de ces normes sur la diffusion des innovations et rappellent que l’écueil le plus courant
de l’approche « command and control » consiste en la fixation de norme en deçà des pratiques
existantes.
L’un des plus grands succès de politique environnementale américaine a été obtenu dans les années 1980 par le programme de diminution progressive de la teneur en plomb des carburants. Dans ce cadre, un système de permis a été mis en place, permettant aux raffineries d’échanger ou de mettre en réserve leurs réductions excédentaires. L’étude des effets sur la diffusion des technologies réalisée sur toute la durée du programme (Kerr et Newell, 2000) a permis de mettre en évidence l’efficacité des permis dans l’incitation à adopter des technologies plus efficaces, grâce notamment à l’observation de divergences significatives dans les comportements d’adoption entre les firmes affichant des coûts élevés de mise en conformité (qui ont constitué la demande sur le marché des permis) et celles présentant des coûts plus faibles (qui ont constitué l’offre). Les auteurs concluent à l’efficacité supérieure de marchés de permis par rapport aux normes de performances utilisées auparavant.
L’étude empirique menée sur un autre système de permis, celui du « sulfur dioxide allowance program » initié par les amendements du Clean Air Act américain de 1990 confirme ces résultats. De fait, l’analyse économétrique (Kehoane, 2001) montre que la flexibilité offerte par le marché de permis a créé une forte incitation à l’adoption des technologies : les firmes ont été sensibilisées au choix à effectuer entre l’achat d’un charbon de meilleur qualité et la technologie de désulfurisation du fait des différences de coûts en résultant.
Enfin, l’examen des effets des normes d’économie de carburant aux Etats-Unis
(CAFE, Corporate Average Fuel Economy) sur l’évolution du parc automobile révèle quant à
lui que l’effet de la norme a été significatif en termes d’incitation à l’innovation car, même si l’évolution du prix des carburants est reconnue comme le facteur le plus important, il aurait fallu une taxe élevée sur l’essence pour obtenir les mêmes résultats (Goldberg, 1998).
Bien que le nombre restreint de ces études ne permette pas de valider l’une ou l’autre des études théoriques présentées ci-dessus, elles confirment l’idée selon laquelle les instruments de marché présentent une incitation supérieure aux instruments de régulation directe concernant l’adoption et la diffusion des technologies efficaces dans la protection de l’environnement.
I.2.3. Analyse graphique : l’approche de Milliman et Prince
Un progrès important dans l’analyse des effets des politiques environnementales sur le changement technique a été réalisé par Milliman et Prince, que ce soit au niveau de l’analyse entière du processus (prise en compte de la réponse du régulateur), ou de celui de la
comparaison entre instruments : « Theoretical comparisons among market-based instruments
have produced some inconsistencies, but these disagreements seem to have been resolved. In a frequently cited article, Milliman and Prince (1989) examined firm level incentives for technology diffusion provided by five instruments » (Jaffe et al., 2002).
a. présentation du modèle
Le modèle construit par les auteurs vise à établir un classement relatif des instruments de politique environnementale selon leur efficacité dynamique à inciter les firmes au changement technologique dans le domaine du contrôle de la pollution (Milliman et Prince, 1989). Le processus de changement technique y est abordé en trois étapes : l’innovation, la diffusion et la réponse optimale de l’agence (optimal agency response) qui consiste en l’ajustement de l’optimum de pollution par le régulateur, suite à la prise en compte de la diffusion de l’innovation. L’intérêt de ce découpage est qu’il permet d’étudier les gains sociaux correspondant à chacune de ces étapes (cf. Figure 1), ainsi que l’incitation perçue par la firme, représentée par l’augmentation de surplus attendue (cf. Figure 2).
Figure 1 : Les gains sociaux associés au changement technique dans le contrôle de la pollution (Milliman et Prince, 1989)
La variable de contrôle du régulateur est E, le montant total des émissions de l’industrie pour la période de temps. Elle est maximale en Em (hors régulation) et optimale à l’état initial en E*. MD et MC sont les courbes de dommage et de coût marginaux associées à E. L’innovation induit un abaissement de la courbe de coût marginal de MC en MC’, générant
Em $/E A B C D E* E** Emission/an 0 MD MC MC’ MC’’
+ Emissions plus élevées Emissions plus basses
gains issus de l’innovation gains issus de la diffusion gains issus de la réponse optimale de l’agence
les gains sociaux représentés par la surface EmAB ; la diffusion celui de MC’ à MC’’ avec les
gains égaux à la surface EmBC ; enfin, la réponse optimale de l’agence consiste à diminuer le
niveau des émissions de E à E**, produisant les gains à hauteur de l’aire CAD (cf. Figure 1).
Dans l’étape initiale du processus, le régulateur, possédant par hypothèse une information parfaite sur les technologies de réduction d’émission, mais faisant face à un certain délai dans la perception des innovations, fixe le niveau des émissions à son optimum E* (intersection des courbes MC et MD, point A, cf. Figure 1). Selon les données du modèle, il dispose alors de 5 instruments pour amener les firmes à réaliser cet effort (cf. Figure 2) :
- fixation d’une norme d’émission au niveau e* pour chaque firme (avec E*= e*.N),
- fixation d’une taxe unitaire sur les émissions de niveau T*,
- octroi d’une subvention unitaire sur les réductions d’émissions de niveau T*,
- distribution de e* permis gratuitement à chaque firme et à intervalles réguliers,
- mise aux enchères d’une quantité de permis E* à une fréquence réglée.
L’incitation d’une entreprise à se lancer dans l’une des étapes du processus dépend des changements induits dans ses coûts de réduction d’émission. Les auteurs les classent en trois catégories :
- les coûts directs de réduction : investissement en équipements, frais
d’exploitation, etc…
- les pertes de transfert associées : paiement de la taxe, achat des permis, etc…
- les gains de transfert associés : subventions, royalties, etc…
L’hypothèse qui sous-tend ensuite l’analyse des incitations exercées par les différents instruments est l’existence d’une corrélation positive entre les coûts totaux économisés et la probabilité qu’une firme s’engage dans une étape du processus de changement technique. Elle sert également de critère principal pour le classement des instruments (changement anticipé dans le surplus du producteur). Suivant l’étape analysée, les auteurs se réfèrent au graphique concernant soit la firme innovatrice (innovation et diffusion), soit les N-1 firmes non innovatrices (diffusion), soit encore l’industrie entière (réponse du régulateur) (cf. Figure 2).
Figure 2 : Un modèle simple de contrôle de la pollution (Milliman et Prince, 1989)
b. l’incitation à l’innovation
Avant l’innovation, les firmes supportent les coûts suivants (cf. Figure 2) :
- coûts directs : emae* quel que soit le régime. Cela correspond aux coûts de
réduction des émissions nécessaires à l’atteinte de l’objectif fixé par le
régulateur (réduction de em à e*).
- pertes de transfert : e*aH0 pour l’achat des permis aux enchères ou le paiement
de la taxe sur les émissions.
- gains de transfert : emT*ae* correspondant à la subvention obtenue pour la
réduction.
Après l’innovation, la courbe de coût marginal passe de CM à CM’ pour la firme