Outils de prospective de la demande

Master EDDEE - séance n° 4

Jean-Charles HOURCADE

Une formule simple pour des enjeux complexes

UP F

P F U

ER E ER

E E E Y

Technique de production

Equipements d’usage final

UE

Y Efficacité énergétique effet de structure

L’économétrie de la demande : du Capitole à la roche tarpéienne

• 1950-1960 – l’ambition prédictive et la découverte de “lois”

• 1973-1985 – échecs répétés et succés des modèles d’ingénieurs

• 1985-1955 - revanche des économistes…à quel prix?

• 1995 -> vers des modèles hybrides?

Structure des modèles Bottom-up

Energie primaire

C P G H N ENR

Energie finale

C G PP CH ELEC UNE

Energie utile

BT HT CARB FMF ELEC UNE

MENAGES

M2

Equipements électriques

V/km

Structuration de la VA Industrie

Les enjeux multiples du débat Bottom-up / Top down

• Trends exponentiels versus logistiques : quel découplage E/PIB

• Quelle place pour des politiques « non prix »• Existe-il des potentiels sans-regret dans le

passage EU – EF?• Analyse « partielle » versus effets d’équilibre

général/fiscalité

LA QUESTION DU «SANS-REGRET »

• Complexité de la fonction d’utilité des ménages : le piège de l’énergie-centrisme

• Question de qualité de service et des coûts de maintenance

• Effet rebond (mobilité,confort thermique)

• Coûts de transaction pour corriger les défaillances du marché

Cadre théorique des fonctions « Demande »

• Utilité directe

• Utilité indirecte

• Liées par dualité

),(),(21

EQUxxU

),,(),,(21

RppVRxxVEQ

MAX ),( EQU MIN EpQpCEQ

),(E

pREE est en fait ),,1( RpVE

REpQpEQ

*),,( URppVEQ

Signification du théorème de l’enveloppe

)(

),(

)(

)(

a

axf

ad

adM

)(* axx

*)*,(

i

i

xp

YpC

avec

Egalité de la dérivée totale et de la dérivée partielle d’une fonction par rapport à un paramètre autour de la valeur optimale de ce paramètre

Lemme de SHEPHARD

Identité de Royi

i p

RpYRpx

)*,(

),(R

RpV

)*,(

Problèmes de demande Marshallienne, Hicksienne…et de compensation

Le modèle de base dit ‘statique’

•Plusieurs formules pour une relation simple

1) E = f (Y,p) = k.Yα .pβ

1') LnE = α. LnY + βb. Lnp + k*

1’’) Et = E0 (Yt/Y0)α . (pt/p0)β

•Des résultats convergents pour les pays de l’OCDE (ménages) –0,4 < β < –0, 3 0,7< α < 0,9.

•Des élasticités revenu très instables

•Une forte auto - corrélation des résidus : existence d’un trend non pris en compte

A la recherche d’un trend structurel

•Introduction d’un Autonomous Energy Efficiency Coefficient (AEEI)

E = k(t)Y p

•AEEI entre de 0,5% à 1% par an

•Elasticité-prix plus faibles : – 0,25< β <– 0,1

•Résultat « décevant » : impossibilité d’un découplage important ? •Elasticité revenu et AEEI toujours instables

Modèles dynamiques et distinction CT/LT

•Des variantes ad infinitum de modèles autorégressifs

LnEt = .LnEt-1 + α.LnYt + β.Lnpt + k*

LnEt = α.Ln(Yt-dYt-1) +β.(1-d).Lnpt + δ.LnEt-1 + k*

LnEt = α LnY +β.Lnpt +lnpt-1 + δ.lnpt-2 …Lnpt-1

•Inertie dans le jeu des prix: |βCT| < |βLT|

•βLT supérieures aux élasticités des modèles statiques: (0,40)

•Autocorrélation des résidus réduite : quelle signification ?

- tendance autonome absorbée par l'autorégression?

- attribution aux prix de tendances "autonomes« ?

•Le LT du modèle n’est pas celui de la prospective?

Trends autonomes ou effets d'irréversibilité

• décomposition du prix (Wolffram)maxima historiques baisses cumulées du prix (négative et décroissante) baisses cumulées du prix (négative et décroissante)

hausses cumulées (positive et croissante)

•asymétrie des réponses à la hausse (-0,87) et à la baisse (-0,33) pour les carburants en France • encourageant pour l’action mais de faible qualité économétrique

max, , , 1log 1 (log ) (log ) (log ) log logt m t c cut t r rec t t tE a b P b P b P g Y E

Abandonner l’ambition forte de l’économétrie?

•Ambition : une capacité prédictive et des liaisons causales adossées sur la théorie

•L’interprétation des fonctions demande comme utilités indirectes

E = E (R,pe) ≡ E(R,pe,pq) ≡ MaxU(Q,E) PqQ + PEE = R avec PQ = 1

•Demande Marshallienne vs demande Hicksienne : quand on n’observe pas ce qu’il faudrait observer

•Le théorème Debreu-Mantel-Sonnenschein : quand l’équilibre général brouille le jeu

•Et si l’évolution des prix de l’énergie n’était que du bruit ?

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1970

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2006

Brent $2005/bDemande mondiale

$2005/b ou Mb/d

Sources : AIE, Bloomberg, Total

Trajectoire des prix du pétrole; une volatilité qui ne doit rien aux “alea”

Prix des logements et des carburants (France 1960- 2003)

Evolution comparée du prix réel du carburant et du logement

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1994

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1996

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2000

2001

2002

2003

Ind

ice

de

pri

x d

u l

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emen

t (1

995=

100)

0.75

0.80

0.85

0.90

0.95

1.00

1.05

1.10

1.15

1.20

1.25

Pri

x ré

el d

u c

arb

ura

nt

(€95

/l)

Indice de prix des logementsPrix réel du carburantTendance de l'indice de prixTendance du prix du carburant

Question de séparabilité Vague de froid, choc pétrolier et politique de relance

S2 p3

p2

p0

p1

E0

E3

E2

E1

q3

S1

D0

D2

D1

quantité consommée d'énergie

prix de l'énergie

q2 q1 q0

Le lemme de Shepard dans le cas d’une Cobb-Douglas

• Comment on passe de

• à

• Et à

Q k K L E

1 1s ss

k L E s s

e

P P PE Q Q k

P

ePE

C Q

Réalisme et irréalisme des fonctions CES (Solow et Chenery)

• Elasticité de substitution :

• avec a+b+c=1

• Constance de l’élasticité de substitution quelque soit la modification des prix relatifs?

1

Q a K b L c E

E

E L E

E

PQ

P P Pa b c

E Q P

NESTED CES-Cobb-Douglas de l’importance d’un détail technique

• conséquences pour la discussion macroéconomique si on relève les prix de l'énergie, on renchérit le coût du capital ce qui a mécaniquement un effet dépressif sur l'économie

1(1 ) 1Q aK L bE M

1

1Q A KE L

Fonction translog (Jorgenson-Law-Christensen, 1971)

une souplesse peu contrôlable

01 1 1 1

1ln , ln ln ln ln ln ln

2

N N N N

i i ij i j i ii i j i

C p Q Q p p p p Q

1

ln lnN

i ii ij j i

j

p Ep Q

C p Q

ur

•Un comportement très pratique pour qui veut des stratégies agressives de découplage

•Mais qui peut amener à transgresser les lois de la thermodynamique

• « ’Winkle’ is acceptable only at an aggregate level (for specific purposes) and implies to be cautious about the interpretation of the macroeconomic production functions as referring to a specific technical content » (Solow)

in Solow RM. (1988) « Growth Theory and After », American Economic Review 78(3),

307-317

Un « caveat » pour rendre le dialogue plus aisé avec les ingénieurs

Ne pas « sur-interpréter » une astuce commode

« […] total-factor-productivity calculations require not only that market prices can serve as a rough-and-ready approximation of marginal products, but that aggregation does not hopelessly distort these relationships […] over-interpretation is the endemic econometric vice » (Solow)

in Solow RM. (1988) « Growth Theory and After », American Economic Review 78(3), 307-317