- - Rapport sur l'aval du cycle nucléaire Chapitre III (partie III) III. La synthese par le calcul des externalités avec ExternE : une percee methodologique qui confirme linteret economique et environnemental du nucleaire 265 A. Les principes de la méthode des externalités développée par létude ExternE 268 1. Lobjectif de létude : le chiffrage des coûts environnementaux des différentes filières de production de lélectricité 268 2. Le cadre méthodologique dExternE 271 3. Lapproche par les chemins dimpact 273 4. Une question difficile : la valeur statistique de la vie humaine 277 5. Les questions connexes : les aspects qualitatifs 281 B .Les coûts externes de la production délectricité dans lUnion européenne, selon les résultats de 1995 283 1. Principales hypothèses 283 2. Les résultats de 1995 hors effet de serre 283 3. Les résultats de 1995 pour leffet de serre 286 III. La synthese par le calcul des externalités avec ExternE : une percee methodologique qui confirme linteret economique et environnemental du nucleaire La Direction générale XII (Science, Recherche et Développement) de la Commission européenne a fait réaliser, depuis le début des années 1990 et par un ensemble déquipes de recherche et de scientifiques universitaires, une étude sur les coûts externes de lénergie. Cette étude fournit un cadre méthodologique détaillé et cohérent pour lanalyse des coûts sur la santé et lenvironnement de chacune des étapes du cycle du combustible et de la production délectricité. Ce cadre est dailleurs sensiblement le même que celui utilisé par le Department of Energy des Etats-Unis qui a été dailleurs été associé à ExternE lors des travaux méthodologiques préliminaires Un paramètre clé de la méthode des externalités est la valeur statistique de la vie humaine Les méthodes de calcul de la « valeur » de la vie humaine peuvent être classées en deux grandes catégories. La première catégorie est celle des évaluations institutionnelles élaborées par les Etats ou les secteurs économiques comme, par exemple, les compagnies dassurance ou les compagnies aériennes. Ces évaluations institutionnelles correspondent à un point de vue extérieur à la personne humaine, celle-ci étant considérée essentiellement comme un agent économique. La deuxième catégorie dévaluations correspond à un point de vue individuel et subjectif où des personnes interrogées expriment un point de vue, lui-même entaché dartefact. Létude ExternE a publié une série de résultats très complets en 1995, qui ont été ultérieurement discutés en profondeur non seulement par les différentes parties prenantes du projet mais également dans différents colloques et symposiums scientifiques. Des modifications et des ajustements méthodologiques qui ont ensuite été réalisés, il résulte les résultats publiés en 1998, qui dénotent des changements des montants exacts de coûts externes de production de lélectricité, changements qui, toutefois, ne touchent pas les ordres grandeur. En réalité, on peut considérer ExternE comme la référence en termes de méthode et de résultats pour lévaluation des coûts externes de lénergie. Comme toute méthode, ses limites doivent être posées ainsi que lintervalle de confiance de ses résultats. Ses limites proviennent principalement de lutilisation de valeurs moyennes pour la concentration des polluants dans les modèles de transmission et dexposition. Ce fait néglige la possibilité daccumulations ponctuelles et momentanées et leurs conséquences éventuelles à la fois sur la santé et lenvironnement. Néanmoins, il faut considérer la prudence systématique des études, qui se traduit par le choix répété des valeurs les plus élevées pour les dommages. Un élément renforce toutefois la crédibilité des résultats dExternE. Cest que cette étude est essentiellement comparative, ayant essentiellement pour objet de comparer les coûts de plusieurs énergies. Lessentiel dans ce cas de figure est la mise au point dune méthode pertinente pour chaque cas spécifique. Les valeurs absolues sont alors moins à retenir que les valeurs relatives. On peut donc considérer que les hiérarchies établies par ExternE ont une vraisemblance satisfaisante. Pour améliorer lévaluation des coûts externes du nucléaire, et pour aller dans le sens de la Commission européenne, des évaluations ont été faites par le CEPN, en intégrant laversion pour le risque et en prenant des hypothèses majorantes. En réalité, il semble bien que lapproche monétaire touche à ses limites dans le cas difficile à traiter des accidents très peu probables. Sans doute faudrait-il en premier lieu comparer entre eux les risques daccidents liés à chacune des filières. Sans doute faudrait-il également sur ce sujet raisonner avec une méthode faisant appel aux courbes dindifférence entre le gain en termes de revenus et le risque daccident et donc mettre au point une autre approche spécifique cette fois pour le traitement des accidents. Létude ExternE a récemment exposé une approche originale et prometteuse visant à déterminer les marges derreur pour les valeurs des coûts externes calculés pour la France. Cette approche a pour objectif de définir une courbe enveloppe pour les résultats des coûts externes, en se basant sur les caractéristiques statistiques de la distribution des valeurs proposées pour les différents coûts. Ainsi, compte tenu des incertitudes sur les émissions, sur la dispersion, sur lexposition et sur les effets sanitaires, et au terme de raisonnements complexes sur les méthodes destimation, ExternE définit des intervalles de confiance assortis de probabilités. On constate que les incertitudes sur les coûts externes en fonctionnement normal ne remettent pas en cause la hiérarchie des coûts. La même démarche reste à faire pour lévaluation des risques daccident pour lensemble des filières de production de lélectricité. A. Les principes généraux de la méthode des externalités développée par létude ExternE Létude ExternE1, conduite par la Commission européenne, porte sur lévaluation des externalités environnementales de lutilisation de lénergie. Cette étude de très grande ampleur a mobilisé plusieurs équipes de recherche dans plusieurs pays de lUnion européenne et sest déroulée en deux temps. La première étape a commencé en 1991 et sest achevée en 1995. Dans le cadre dune coopération avec le Département de lEnergie américain, une méthodologie globale a dabord été mise au point pour la mesure des coûts environnementaux des différentes énergies. Cette méthodologie a ensuite été appliquée par la Commission, en coopération avec différents laboratoires ou organismes de recherche appartenant à différents pays membres de lUnion européenne. La deuxième étape sest achevée fin 1998. Elle est consacrée à lapprofondissement de questions fondamentales comme lévaluation de limpact des différentes énergies en termes deffets de serre, comme la valeur statistique de la vie humaine, lamélioration de la prise en compte des accidents majeurs, et la définition dintervalles de confiance pour les résultats obtenus. Les développements qui suivent font le départ entre les résultats de 1995 et ceux de 1997, dans la mesure ou des améliorations significatives ont été apportées à la méthodologie, sans toutefois rendre totalement obsolètes les résultats initiaux. 1. Lobjectif de létude : le chiffrage des coûts environnementaux des différentes filières de production de lélectricité Cest limpact sur lenvironnement et la santé qui est étudié pour chacune des énergies, impact mesuré en termes physiques et en termes monétaires. La totalité du cycle du combustible est prise en compte dans les évaluations, depuis lextraction jusquà la gestion des déchets en passant par la production dénergie, celle-ci incluant lexploitation et les accidents. En outre, pour certaines formes dénergie, en particulier les énergies renouvelables, la fabrication des matériaux utilisés dans le cycle est également intégrée, si elle nest pas négligeable cest-à-dire du second ordre. Cest le cas pour léolien du fait de la technicité et du contenu relatif en émissions de CO2 des matériaux utilisés. Tableau 1 : Champs de létude ExternE2
Les résultats dExternE fondée sur les contextes nationaux Ce sont des équipes de recherche nationales qui ont eu la responsabilité de mener à bien les évaluations dExternE. Les informations détaillées nécessaires à la réalisation des calculs ont pu être puisées dans les systèmes nationaux. Du fait de la disparité des structures énergétiques nationales et sans doute aussi dans une certaines mesure, des différences de performances des filières de production de chacun des pays, la mention du contexte national est systématiquement faite pour les résultats. Le tableau suivant présente les auteurs des différentes évaluations ainsi que les bases concrètes de celles-ci, pour lensemble des filières étudiées. Tableau 2 : Principaux organismes contributeurs et principales références technologiques de létude ExternE 3
On voit quont été mises à contribution des équipes de recherche, le plus souvent universitaires, de plusieurs pays. Par ailleurs, dans le cas du nucléaire, les évaluations réalisées par la France en 1995 et en 1998 ont été doublées dévaluations britanniques pour 1998. 2. Le cadre méthodologique dExternE Létude ExternE se caractérise par des limites générales et des limites spécifiques au nucléaire. Le coeur de cible dExternE a été défini comme étant la production délectricité et les transports4. Ce nest que par raccroc que létude a porté sur lutilisation de lénergie dans lhabitat, au travers des économies dénergie. Il semble que ceci soit un biais important, même si lon peut reconnaître que le traitement méthodologique des économies dénergie est particulièrement difficile. En effet le traitement des rejets est beaucoup plus efficace sur un plan technique pour des sites centralisés de production délectricité que pour des sites décentralisés. Ceci pourrait ainsi fausser lévaluation des impacts des politiques de réduction des émissions polluantes. Par ailleurs, les externalités positives ou économies externes ne sont pas prises en compte expressément par létude. Des études complémentaires ont été faites pour la sécurité dapprovisionnement. Mais la création demplois directs et induits et limpact sur la balance des paiements ne sont pas pris en compte. Tableau 3 : Principales options méthodologiques dExternE 5
Lévaluation des dommages sur la santé suppose une valeur donnée à la vie humaine. Létude ExternE adopte une valeur située plutôt dans le haut de lintervalle des estimations disponibles, avec un montant de 2,6 millions deuros. 3. Lapproche par les chemins dimpact Figure 1 : Lapproche par les chemins dimpact des rejets et lévaluation de leurs coûts 6 Parmi les différentes étapes de lanalyse, certaines sont critiques. Le schéma simplifié présenté ci-après permet de resituer les enjeux de la méthode générique utilisée par létude ExternE. Figure : Schéma de principe de lanalyse par les chemins dimpacts A chacune des étapes évaluation des caractéristiques de lémission, évaluation de la dispersion, impact sur la santé et au final évaluation économique intervient une modélisation physique, biologique ou économique qui comporte des hypothèses pour permettre lindispensable simplification de la réalité et sa représentation. Cette analyse est appliquée dans létude ExternE à chaque étape du cycle complet de chacune des filières de production de lélectricité selon le schéma ci-après. Figure : Application de la méthode des chemins dimpact au cycle de production de lélectricité
Les solutions apportées dans le cadre dExternE pour différentes étapes délicates sont discutées dans la suite. Laddition des coûts externes entre eux La question est la suivante. Une centrale électrique dune technologie donnée occasionne plusieurs nuisances. Supposons que lon sache mesurer avec une précision raisonnable le coût de chacune de ces nuisances. Est-il possible dadditionner chacun de ces coûts pour avoir le coût global ? Il existe une solution théorique à cette question. Mais elle difficile à mettre en uvre. Elle suppose en tout état de cause que les composantes du coût soient des variables indépendantes. Il sagit dune hypothèse forte. En effet on peut considérer par exemple que la sensibilité au NOx et donc le dommage occasionné à lorganisme par ce polluant ne soient pas indépendants de la présence dun autre polluant comme les SOx. En tout état de cause, les études croisées sur les interactions des polluantes sont rares et semblent constituer une limite aux connaissances épidémiologiques actuelles. Létude ExternE ne peut que refléter cette indépendance supposée des effets des polluants. Une solution cohérente pour additionner coûts privés et coûts externes La méthode des externalités apporte une réponse intéressante à la difficile question de laddition de coûts privés et de coûts externes. Les coûts privés sont les coûts assumés par le producteur dans le cadre de son activité. Les coûts externes sont assumés par lenvironnement et par la collectivité. Les coûts privés de production sont calculés par les exploitants. Ils dépendent du système de prix des facteurs et des biens de production. Ils sont également tributaires des conventions comptables internes à lentreprise, conventions elles-mêmes issues de choix nationaux en la matière. Les coûts externes sont soit dérivés de systèmes de prix soit forgés à partir de méthodes de substitution. A supposer quils existent, les systèmes de prix invoqués dans lestimation des coûts externes ne sont pas automatiquement en mesure de donner une appréciation correcte des coûts. Quand les systèmes de prix nexistent pas, ce qui est le cas le plus fréquent, des systèmes de substitution sont utilisés. On recourt au sondage, au vote ou à un marché fictif pour conduire les consommateurs à révéler leurs préférences. Il nest pas acquis que ces substituts soient performants. La deuxième question porte sur les incertitudes entachant les évaluations respectives des coûts privés et celles des coûts externes. La comptabilité analytique des entreprises permet de cerner avec une erreur très faible les coûts de production. Lincertitude provient essentiellement des règles et des méthodes comptables utilisées. En revanche la question des marges derreur sur les coûts externes est importante. Ces erreurs sont sensiblement plus élevées que pour les coûts privés. Laddition des coûts nécessite donc des précautions. Un champ dinvestigation de plus en plus large Le tableau suivant montre le champ couvert par ExternE, qui sest élargi au fur et à mesure du temps et atteint presque lexhaustivité. Tableau 4 : Opérations dont les coûts externes sont pris en compte par ExternE pour chaque filière 7
4. Une question au coeur de la méthode des externalités : la « valeur » statistique de la vie humaine Les méthodes de calcul de la valeur statistique de la vie humaine peuvent être classées en deux grandes catégories9. La première catégorie est celle des évaluations institutionnelles élaborées par les Etats ou les secteurs économiques comme, par exemple, les compagnies dassurance ou les compagnies aériennes. Ces évaluations institutionnelles correspondent à un point de vue extérieur à la personne humaine, celle-ci étant considérée essentiellement comme un agent économique. La deuxième catégorie dévaluations correspond à un point de vue individuel et subjectif où des personnes interrogées expriment un point de vue, lui-même entaché dartefact. Le schéma suivant indique la classification que lon peut faire des méthodes utilisées. Figure : Classification des méthodes de calcul de la « valeur » de la vie humaine a) les estimations institutionnelles La méthode institutionnelle la plus usitée est celle des pertes productives. On considère lindividu dans sa seule dimension dagent économique, sa contribution productive étant représentée par ses revenus du moment. La valeur de la vie à un instant donné est égale à la somme actualisée des revenus espérés durant le reste de vie. Au-delà de ces postulats restrictifs, des imperfections de la connaissance des revenus par âge et des espérances de vie par classe dâge, le choix du taux dactualisation est dune grande importance. Le second grand type dévaluations institutionnelles est celui de la disponibilité sociale à payer que lon peut considérer comme lestimation sociale consensuelle. On trouvera ci-après quelques estimations datant de 1989 dont les disparités soulignent les difficultés de lexercice. Tableau : Estimations institutionnelles de la valeur statistique de la vie humaine
Le premier paramètre est le niveau de développement du pays considéré. Entre le Portugal et la France, par exemple, le rapport des estimations de la « valeur » de la vie humaine est de 1 à 20. Le deuxième paramètre est celui de la méthode utilisée, avec une différence considérable entre le résultat calculé par la méthode des coûts et pertes de production bruts et celui obtenu par la disponibilité à payer. Ces divergences de résultats peuvent être un obstacle important au bon déroulement des négociations internationales. La figure suivante montre quelle est la dispersion des valeurs de référence telles quelles étaient utilisées en 1993 pour la protection de la vie humaine. Léchelle des abscisses est logarithmique et est exprimée en livres sterling de 1990. On voit sur ce graphique la dispersion très importante des valeurs de références. Celles-ci sétagent entre environ 100 000 francs et 100 millions de francs, avec une valeur moyenne dun million de francs. Ce graphique, établi à la suite dun recensement effectué en 1993 par Ives10, montre aussi que les valeurs de référence de la vie humaine suivent une loi de probabilités « log normale ». Cette propriété est utilisée dans le calcul derreur sur les externalités (voir IIIème partie). Figure : Distribution des valeurs institutionnelles de référence de la vie humaine utilisées pour la protection de la vie humaine, exprimées en £1990, telles que recensées en 199311 b) les estimations résultant de consultations du public La deuxième grande catégorie destimations résulte de consultations directes ou indirectes du public. On distingue alors deux situations, celle où le risque est supposé connu de la population interrogée et celle où une information préalable est nécessaire avant lenquête proprement dite. Au sein de cette catégorie destimations, intervient la méthode consistant en létude des compensations salariales. Cette méthode souffre la critique dêtre fondée sur une notion de risque accepté plutôt que sur un risque imposé, de concerner des populations qui ne sont pas toujours représentatives de la population globale et de faire intervenir de près ou de loin des rapports de force sur un marché rarement parfait. Au demeurant les valeurs trouvées aux Etats-Unis selon cette approche se situent entre 8 et 42 millions de francs. Le tableau suivant synthétise les principales valeurs récentes, en rappelant la méthode utilisée.12, 13,14 Tableau : Principales estimations récentes de la valeur statistique de la vie humaine
5. Les questions connexes : les différents types datteinte à la santé et les aspects qualitatifs Les atteintes à la santé actuellement prises en compte dans les études sur les coûts externes sont essentiellement les atteintes graves pouvant se traduire par une augmentation des décès dans la population de référence. Les pertes de qualité de la vie, due à des atteintes physiques non létales, ne sont pas chiffrées. Il est clair que ceci constitue une autre limitation importante à la méthode des coûts externes. Cette limitation est en fait fréquente dans la plupart des méthodes dévaluation. Pour la surmonter, il est nécessaire délaborer des indicateurs rendant compte de différences qualitatives, ce qui est une tâche difficile en soi, qui doit saccompagner, au surplus, de méthodes complémentaires pour additionner des aspects quantitatifs et des aspects qualitatifs. B. Les coûts externes de la production délectricité dans lUnion européenne, selon les résultats de 1995 Létude ExternE a publié une série de résultats très complets en 1995, qui ont été ultérieurement discutés en profondeur non seulement par les différentes parties prenantes du projet mais également dans différents colloques et symposiums scientifiques. Bien que des ajustements méthodologiques aient été faits en conséquence, un bref rappel des principaux résultats de 1995 est utile et est fait dans la suite. Les principales hypothèses dExternE dans sa version 1995 sont indiquées dans le tableau suivant. On remarquera quà cette date, la valeur statistique de la vie humaine est prise égale à 17 millions de francs. Par ailleurs, lévaluation monétaire des décès est faite par une méthode majorante, consistant à multiplier le nombre de décès par la valeur statistique de la vie humaine. Enfin, la valeur de la tonne de CO2 est de 2 à 20 euros. Tableau : Principales hypothèses de létude ExternE de 1995
Compte tenu des incertitudes sur les coûts externes du CO2, il paraît nécessaire de comparer les filières entre elles dabord hors effet de serre et ensuite de les comparer entre elles vis-à-vis des rejets de CO2. 2. Les résultats de 1995 hors effet de serre Les résultats concernant les centrales thermiques classiques sont indiqués dans le tableau suivant. Ainsi, sagissant des polluants classiques, les coûts externes du charbon représentent 8 centimes par kWh, contre 1,5 pour le gaz. Tableau : Coûts externes de la production délectricité avec les combustibles fossiles résultats de 199520
La figure suivante détaille les coûts externes pris en compte pour le nucléaire. Tableau 5 : Coûts externes pris en compte pour le nucléaire résultats de 1995 21 - Travailleurs du nucléaire : impacts radiologiques et non-radiologiques - Rejets atmosphériques : impacts radiologiques sur la santé publique - Effluents liquides : impacts radiologiques sur la santé publique - Stockage des déchets en couche géologique : impacts radiologiques sur la santé publique - Transport des combustibles et des déchets : impacts radiologiques et non-radiologiques sur les travailleurs et la santé publique - Accidents : impacts sur la santé publique et coûts des protections contre les radiations Les résultats des calculs montrent une grande sensibilité au taux dactualisation choisi. Ceci est dû au fait que lactualisation écrase les coûts à long terme, qui sont majoritaires dans le cas du nucléaire. Tableau 6 : Coûts externes de la production délectricité dorigine nucléaire résultats de 1995 22
La figure compare les coûts externes des différentes filières, en distinguant le cas où la méthode de lactualisation est appliquée et celui où lon ny recourt pas. Figure : Coûts externes en cF/kWh hors effet de serre de la production délectricité, selon ExternE 1995. Au total, il est intéressant de noter que le nucléaire présente les coûts externes les moins élevés dans le cas dune actualisation à 3 %. En revanche, si lon ne recourt à aucune actualisation, les coûts externes du gaz viennent à son niveau. Le cas des énergies renouvelables a aussi été traité par ExternE. Le tableau suivant indique les résultats obtenus pour léolien et lhydroélectricité. Tableau 7 : Coûts externes de la production délectricité avec des énergies renouvelables résultats de 1995 23
Comme on peut sy attendre, les coûts externes de léolien et de lhydroélectricité sont extrêmement réduits. Toutefois, les coûts externes de cette dernière sont relativement élevés, supérieurs à ceux du gaz, ce qui ne laisse pas de surprendre si lon ne prend pas en considération les atteintes au milieu naturel. 3. Les résultats de 1995 pour leffet de serre Le tableau suivant donne les résultats dExternE pour les coûts externes des différentes centrales thermiques classiques, en ne considérant que le seul effet de serre. Tableau : Comparaison des coûts externes des différentes filières à combustibles fossiles en matière de CO2
Le coût externe du nucléaire en matière deffet de serre est considéré comme nul. La figure suivante montre les valeurs minimales et maximales des coûts externes des centrales tels quils résultent dExternE version 1995. On voit que le gaz est le mieux placé, quel que soit le taux dactualisation retenu. Figure : Coûts externes du CO2 émis par les centrales électriques en cF/kWh selon ExternE 1995. Hormis le nucléaire, dont le coût externe en matière deffet de serre est considéré comme nul, le gaz apparaît comme le mieux placé, quel que soit le taux dactualisation retenu. Cliquer ici pour accéder à la fin de la partie III du
chapitre III: Cliquer ici pour retourner au sommaire général 1 ExternE, Externalities of Energy, Commission européenne, DG XII, Eur 16520EN, Bruxelles, 1995. 2 P. Valette, DG XII Commission européenne, audition du 19/11/98, Paris. 3 source : Externalities of Energy « ExternE » - Vol. 5, Nuclear, EUR 16524 EN, DGXII Science, Recherche et Développement, Commission Européenne, Office des Publications officielles des Communautés européennes, 1995. 4 Ce champ est totalement laissé de côté, compte tenu de lobjet du présent rapport. 8 stockage au sens de dépôt définitif sans reprise ultérieure. 9 O.Chanel, G. Genieaux, F. Rychen, C. Deniau, B . Ghattas, Evaluation monétaire des effets à court terme de la pollution atmosphérique sur la santé. Application à lIle-de-France, groupement de recherche en économie quantitative dAix-Marseille, 1996, cité dans M. Cohen de Lara et D. Dron, Evaluation économique et environnement dans les décisions publiques, Rapport au ministre de lenvironnement, Paris, 1997. 10 DP Ives, RV Kemp, The statistical value of life and safety investment research, Report n°13, Norwich, Environmental Risk Assessment Unit, University of East Anglia, 1993, cité par E. Rabl et JV Spadaro, Damages and costs of air pollution, voir plus loin. 11 A. Rabl et JV Spadaro, Damages and Costs of Air Pollution : an Analysis of Uncertainties, Environment International, Vol. 25, n°1, 1999. 12 M. Cohen de Lara, D. Dron, Evaluation économique et environnement dans les décisions publiques, rapport au ministre de lenvironnement, Documentation française, Paris, 1997. 13 A. Markandya et al. Green Accounting in Europe, The Role of Damage Estimation, Four Case Studies, Commission européenne, DGXII, 1996. 14 A. Rabl and J.V. Spadaro, Damages and Costs of Air Pollution, op. cit. 15 M. Le Net, Le prix de la vie humaine, Commissariat général du Plan, Paris, 1992 16 M. Le Net, Le prix de la vie humaine : calcul par la méthode des préférences individuelles, Commissariat Général du Plan, Paris, 1994. 17 B. Desaigues, A. Rabl, Reference Values for Human Life, dans N. Schwab et N. Soguel (Eds), Contingent Valuation, Transport Safety and Value of Life, Kluwer, 1995. 18 ExternE, Externalities of Energy, Commission européenne, DG XII (Science, Recherche, Développement), Eur 16520 EN. 19 W. Viscusi, Fatal Tradoffs : Public and Private Responsibilities for Risk, Oxford University Press, New York, 1992.
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