Une exploration des risques systémiques émergeant de l'interaction entre l'énergie, la finance et l'économie

An exploration of the systemic risks emerging from the interaction between energy, finance and the economy

• Auteur / Autrice : Louis Delannoy
• Direction : Emmanuel Prados, Pierre-Yves Longaretti
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mathématiques appliquées
• Date : Soutenance le 14/09/2023
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences et technologies de l'information, informatique (Grenoble ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut national de recherche en informatique et en automatique (France). Centre de recherche de l'université Grenoble Alpes
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Equipe-projet Soutenabilité, territoires, environnement, économie et politique (Montbonnot, Isère ; 2010-....)
• Jury : Président / Présidente : Jean-François Ponsot
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Victor Court, Olivier Vidal, Sandrine Mathy
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Paul E. Brockway, Ugo Bardi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transition énergétique

Modèles économétriques

Combustibles fossiles

Mots clés libres

Pic pétrolier

Eroi

Macroéconomie écologique

Modèles stock-Flux cohérents

Modèles d'évaluation intégrée

Peak oil

Eroi

Ecological Macroeconomics

Stock-Flow consistent models

Integrated Assessment Models

Résumé

Cette thèse s'inscrit dans le domaine naissant de la macroéconomie écologique pour explorer les risques systémiques mondiaux émergeant de l'interaction entre l'énergie, la finance et l'économie dans un contexte d'intensification des changements socio-écologiques.L'introduction explique comment les risques systémiques sont devenus une caractéristique interne au fonctionnement des économies modernes en raison de l'interaction étroite entre les systèmes énergie-finance-économie, de l'instabilité chronique du capitalisme financier et de l'utilisation immodérée de combustibles fossiles. Après avoir conceptualisé la macroéconomie écologique d'un point de vue historique, et ses apports dans le cadre actuel, on examine les modèles et les questions de recherche découlant de leurs limites, ainsi que l'approche conçue pour y répondre.Le chapitre 1 présente cinq études caractérisant les processus biophysiques des économies modernes, c'est-à-dire la collecte d'énergie nette, l'utilisation de matériaux et le rejet de déchets. Le premier article analyse dans quelle mesure l'approvisionnement en énergie nette des produits pétroliers est affecté par l'utilisation de sources d'énergie de moindre qualité, entre 1950 et 2050. Le deuxième article traite de la même question de recherche et avec une approche similaire, mais pour le gaz fossile. Le troisième article s'appuie sur des tableaux d'entrées-sorties pour calculer l'énergie nécessaire à la production de la consommation finale des ménages et des gouvernements, en tenant compte de l'énergie incorporée dans l'ensemble des chaînes de valeur, pour 49 régions et 2017. Le quatrième article présente un modèle dynamique de comptabilisation des infrastructures mondiales liées à la production de combustibles fossiles, des besoins en énergie et matériaux, ainsi que des émissions de CO2 associés, pour chaque segment de la chaîne d'approvisionnement de 1950 à 2050. Le cinquième article introduit une nouvelle interface de visualisation web en libre accès qui cartographie les émissions de gaz à effet de serre, pour 49 régions de 1995 à 2019.S'appuyant sur les méthodes précédemment développées, le chapitre 2 présente deux études ayant trait à la modélisation des processus biophysiques dans les modèles macroéconomiques. Le premier article introduit un nouveau modèle macroéconomique écologique, stock-flux cohérent, nommé TEMPLE, conçu pour évaluer les conséquences économiques d'un scénario de transition énergétique mondiale compatible avec l'objectif de 1,5° C de l'accord de Paris. Nos résultats indiquent que réaliser cette transition génèrera des dynamiques similaires à celle d'une économie de guerre, avec une inflation et des taux d'investissements ou d'emploi élevés. Une autre conclusion importante est qu'un ralentissement du taux de croissance de l'économie réduit l'inflation et facilite donc la transition. La deuxième étude est un article commentaire fédérant une fraction importante de la communauté d'analyse énergétique nette. À travers l'explicitation du consensus émergent, l'article identifie les domaines d'investigation pour la communauté, discute des conséquences de l'énergie nette dans le contexte de la transition énergétique, et souligne les problèmes liés au fait de ne pas en tenir compte. Il présente en ce sens une évaluation critique de la manière dont l'énergie industrielle du secteur de la production énergétique est prise en compte et dont les interactions entre l'énergie et l'économie sont modélisées dans les modèles d'évaluation intégrée (IAM). Enfin, il suggère des pistes pratiques pour y remédier, en soulignant la nécessité d'intégrer une perspective de macroéconomie écologique et d'encourager les efforts de collaboration entre nos différentes communautés de recherche.La conclusion résume le travail effectué au cours de la thèse et appelle à un changement de paradigme pour la modélisation économique ainsi qu'à l'appréciation du champ de la post-croissance.

This thesis builds upon the incipient field of ecological macroeconomics to explore the global systemic risks emerging from the interaction between energy, finance and the economy in a context of intensifying socio-ecological changes.The introduction details how systemic risks have become a feature of modern economies due to the tight interaction between energy-finance-economy systems, the economic instability of financialized capitalism and the immoderate use of fossil fuels. It also critically reviews ecological macroeconomics modeling frameworks before presenting research questions that arise from their limitations, and the approach designed to address those questions.Chapter 1 presents five studies advancing the understanding of biophysical processes of modern economies, i.e. the collection of net energy, the use of materials, and the release of waste. The first article analyzes the extent to which the net-energy supply of oil products is affected by the use of lower quality energy sources, from 1950 to 2050. The second article treats the same research question and with a similar approach but for gas. The third article relies on input−output tables to calculate the energy necessary to produce households and governments’ final consumption, accounting for the energy embodied in the whole value chain--including capital goods, for 49 regions and in the year 2017. The fourth article presents a dynamic model of the global fossil fuels production infrastructures and materials requirements for each segment of the supply chain, as well as the embedded energy and CO2 emissions from 1950 to 2050. The fifth article presents a novel open-access web visualization interface mapping greenhouse gases emissions for 49 regions from 1995 to 2019.Relying on the methods previously developed, Chapter 2 presents two studies dealing with the modeling of biophysical processes in macroeconomic models. The first paper introduces a new ecological, stock-flow consistent macroeconomic model, named TEMPLE, designed to assess the economic consequences of a global energy transition scenario compatible with the 1.5° C target of the Paris Agreement. Our results indicate that achieving this transition will generate dynamics similar to those of a wartime economy, with high inflation, investment and employment rates. Another important finding is that a slowdown in the economy's growth rate reduces inflation and therefore facilitates the transition. The second study is a comment piece federating an important fraction of the net energy analysis community. By making the emerging consensus explicit, the article identifies areas of investigation for the community, discusses the consequences of net energy in the context of the energy transition, and highlights the problems associated with ignoring it. In this sense, it presents a critical assessment of the way in which industrial energy in the energy production sector is taken into account, and how the interactions between energy and the economy are modeled in integrated assessment models (IAM). Finally, it suggests practical ways forward, highlighting the need to integrate an ecological macroeconomics perspective and encourage collaborative efforts between our different research communities.The conclusion summarizes the work carried out during the thesis, calling for a change of paradigm for macroeconomic modeling and an appreciation of the post-growth research field.