GEMINI-E3 est un modèle CGE spécialement conçu pour évaluer l'impact des politiques d'atténuation du changement climatique dans différentes régions du monde. Il a récemment été utilisé pour évaluer les engagements pris lors de la COP21 et une trajectoire équitable de 2 °C compatible avec les objectifs de l'accord de Paris. Dans une autre étude récente, le modèle a été étendu afin de permettre une représentation plus détaillée des pays du Golfe et de leur exposition au risque d'actifs échoués. Le modèle a été construit sur la base de données GTAP 9, avec 2011 comme année de référence. Dans cette version, dix groupes détaillés (régions ou coalitions) de pays, y compris les pays du Gulf Cooperation Council (GCC), ont été pris en compte. Il s'agit de l'Union européenne (28 pays), des États-Unis, de la Chine, de l'Inde, du GCC de la Russie, d'autres pays asiatiques, d'autres pays exportateurs d'énergie, de l'Amérique latine et du reste du monde. L'extraction des combustibles fossiles est modélisée en fonction de la teneur en carbone afin d'évaluer l'effet « pétrole non brûlable » des politiques d'atténuation du changement climatique. Trois secteurs/produits fossiles ont été représentés : le charbon, le pétrole brut et le gaz naturel. Dans le modèle, l'impact des voies de décarbonisation profonde sur les actifs fossiles échoués se produit par deux canaux principaux : (i) les ressources fossiles situées dans les pays exportateurs d'énergie perdent leur valeur, les rentes énergétiques associées à ces ressources diminuent (c'est-à-dire que les réserves souterraines deviennent des actifs échoués) et le bien-être est directement affecté de manière négative dans les pays qui possèdent ces ressources ; (ii) les capitaux investis dans les secteurs énergétiques (extraction du charbon, raffineries, infrastructures de pipelines) et les secteurs industriels à forte intensité énergétique se déprécient davantage, ce qui a à son tour un impact négatif sur les ménages qui possèdent ces actifs. Dans GEMINI-E3, comme dans la plupart des modèles CGE, les ménages possèdent des capitaux et d'autres ressources, telles que des terres ou des combustibles fossiles.

À titre de référence, voir ci-dessous l'article présentant l'application de GEMINI-E3 à l'évaluation économique d'une transition vers des émissions nettes nulles pour les pays du Golfe. Cliquez ici pour télécharger l'article complet en libre accès.

GEMINI-E3 est un modèle d'équilibre général calculable (CGE) multisectoriel et multinationale. Il simule tous les marchés pertinents, nationaux et internationaux, considérés comme parfaitement concurrentiels, ce qui implique que les prix correspondants sont flexibles sur les marchés des matières premières (par le biais des prix relatifs), du travail (par le biais des salaires) et de l'épargne nationale et internationale (par le biais des taux d'intérêt et des taux de change). Les périodes sont reliées dans le modèle par des taux d'intérêt réels endogènes, qui sont déterminés par l'équilibre entre l'épargne et l'investissement. Les modèles nationaux et régionaux sont liés par des taux de change réels endogènes résultant de contraintes sur les déficits ou les excédents commerciaux extérieurs. Il existe une exception notable – et habituelle – à cette hypothèse générale de concurrence parfaite, qui concerne le commerce extérieur. Les biens du même secteur produits par différents pays ne sont pas censés être parfaitement concurrentiels ; ils sont considérés comme des biens économiquement différents, plus ou moins substituables selon une élasticité de substitution connue sous le nom d'hypothèse d'Armington. Les principaux résultats du modèle GEMINI-E3 sont présentés par pays et par année : taxes sur le carbone, coûts marginaux de réduction et prix des permis négociables (le cas échéant), réduction effective des émissions de CO2, ventes nettes de permis négociables (le cas échéant), perte nette totale de bien-être et ses composantes (perte nette due aux termes de l'échange, perte sèche due à la taxation et achats nets de permis négociables, le cas échéant), agrégats macroéconomiques (par exemple, production, importations et demande finale), taux de change réels et taux d'intérêt réels, et données au niveau industriel (par exemple, évolution de la production et des facteurs de production, et prix des biens).

GEMINI-E3 est un modèle annuel récursif-dynamique, avec des anticipations rétrospectives (adaptatives). Le modèle simule l'économie mondiale jusqu'en 2050. L'année de référence du modèle est 2017.

La construction et l'étalonnage du modèle CGE reposent sur des données économiques et énergétiques généralement contenues dans des bases de données exhaustives créées spécialement à cette fin. En particulier, cette version de GEMINI-E3 s'appuie sur GTAP Power 11, une base de données qui fournit une représentation cohérente des marchés de l'énergie en unités physiques (tonnes équivalent pétrole) ainsi que des matrices socio-comptables détaillées en dollars américains pour un large éventail de pays ou de régions et les flux commerciaux bilatéraux. La base de données GTAP est complétée par d'autres informations, notamment sur la fiscalité indirecte et les dépenses publiques, provenant principalement de l'Agence internationale de l'énergie (AIE), de l'OCDE et du Fonds monétaire international. Des efforts importants ont été déployés pour harmoniser toutes ces sources d'information. Il en résulte une matrice de comptabilité sociale cohérente pour chaque pays/région.

La croissance démographique est exogène et repose sur les prévisions des Nations Unies (Nations Unies 2019). La projection médiane est généralement retenue. Ces projections permettent de déterminer la croissance de l'offre de main-d'œuvre à partir d'hypothèses sur les taux d'activité par sexe et par âge.

La croissance économique (c'est-à-dire la croissance du PIB) et les prix internationaux de l'énergie (c'est-à-dire le prix du pétrole brut, du gaz naturel et du charbon) sont généralement basés sur les prévisions de l'AIE dans son rapport World Energy Outlook (AIE, 2018). Les progrès techniques en matière de main-d'œuvre ainsi que la dynamique des ressources énergétiques sont calibrés afin de reproduire les chiffres fournis par le World Energy Outlook.

À l'instar d'autres modèles macroéconomiques mondiaux, GEMINI-E3 détermine de manière endogène toutes les variables économiques par secteur, région et année. Le modèle calcule le niveau de production (et les intrants associés : main-d'œuvre, capital, énergie et matériaux), ainsi que la demande (demande des ménages, investissements et exportations) par secteur/bien et par région. Les prix associés à chaque bien sont déterminés de manière endogène. Cependant, la dynamique du modèle dans le scénario de référence est principalement déterminée par des variables exogènes, qui sont énumérées ci-dessous.

Enfin, les hypothèses relatives aux progrès techniques liés à la consommation d'énergie (c'est-à-dire l'amélioration autonome de l'efficacité énergétique) sont déterminées de manière exogène et généralement calibrées sur la base de données historiques.

GEMINI-E3 fournit en permanence de nombreuses variables économiques aux niveaux mondial et national/régional. Le premier ensemble de variables concerne les indicateurs macroéconomiques tels que :
• PIB
• Consommation des ménages et des administrations publiques
• Investissements
• Exportations et importations
• Épargne publique
Ces variables sont exprimées en volume (c'est-à-dire aux prix de l'année de référence), mais les prix associés à chacun de ces agrégats macroéconomiques sont également calculés (prix du PIB, prix de la consommation des ménages, etc.).
Le deuxième ensemble concerne les données sectorielles :
• Production par secteur
• Demande par secteur et par utilisation (demande finale, utilisation intermédiaire)
• Facteurs de production par secteur (demande de main-d'œuvre, consommation d'énergie, capital, etc.)
Une fois encore, pour ces données sectorielles, les variations de prix et de volume sont calculées.
Enfin, le modèle fournit les flux internationaux de biens et de services (c'est-à-dire les importations et les exportations) entre les régions/pays décrits par le modèle.

Pour chaque secteur et chaque région, le modèle calcule la demande totale comme étant la somme de la demande finale (investissement, consommation et exportations) et de la consommation intermédiaire dans tous les secteurs. La demande est ensuite répartie entre les importations et la production intérieure selon l'hypothèse d'Armington. Les technologies de production nationale sont décrites à l'aide de fonctions CES imbriquées, qui diffèrent selon les secteurs. Par exemple, la figure suivante montre la structure de production CES imbriquée du secteur produisant « d'autres biens et services ». La production repose sur quatre agrégats : le capital, la main-d'œuvre, les matériaux et l'énergie. Dans un deuxième temps (imbrication), les matériaux et l'énergie sont ventilés en biens individuels à l'aide, là encore, de fonctions CES.

Le comportement des ménages repose sur trois décisions interdépendantes : 1) l'offre de main-d'œuvre ; 2) l'épargne ; et 3) la consommation de divers biens et services. Dans GEMINI-E3, l'offre de main-d'œuvre et le taux d'épargne sont supposés exogènes. La demande pour les différents produits est fonction des prix de consommation et du revenu (plus précisément du revenu « dépensé », c'est-à-dire du revenu après épargne) et est dérivée de fonctions d'utilité CES imbriquées. Au premier niveau de la fonction de consommation, les ménages choisissent entre trois agrégats : le logement, les transports et les autres consommations. La consommation d'énergie est divisée en deux parties : les transports et le logement. La demande de transport est divisée en transports achetés et transports propres. Le modèle distingue trois types de véhicules personnels en fonction du carburant utilisé. Les véhicules électriques (VE), qui sont principalement destinés aux trajets courts ou moyens, et deux autres types utilisant la même motorisation (c'est-à-dire à combustion interne, ou CI), l'un utilisant des produits pétroliers et l'autre des biocarburants. Chaque véhicule est caractérisé par un capital véhicule (appelé groupe motopropulseur dans la figure suivante) et un type de carburant utilisé (pétrole raffiné, biocarburant ou électricité).
La consommation totale des administrations publiques est exogène et son évolution dans le temps, déterminée lors du calibrage du modèle, est fonction des taux de croissance des principaux agrégats de l'économie. Le modèle répartit la consommation totale entre les biens sur la base de parts budgétaires fixes.
Les exportations sont la somme des importations de tous les autres pays/régions qui sont déterminées de manière endogène dans le modèle.
L'investissement par produit est dérivé de l'investissement par secteur à l'aide d'une matrice de transfert. L'investissement par secteur est déterminé à partir d'une demande de capital « anticipée » à l'aide de la fonction CES de chaque secteur. Les prix et la demande de production anticipés sont basés sur des anticipations adaptatives.
L'excédent ou le déficit public correspond à la différence entre les recettes fiscales (directes et indirectes, y compris les cotisations sociales) et les dépenses, qui sont de deux types : la consommation publique et les transferts aux ménages (principalement les prestations sociales).

Le modèle a été utilisé pour un large éventail d'analyses économiques. Plus de 50 publications scientifiques ont été publiées à l'aide du modèle GEMINI-E3. La liste ci-dessous fournit quelques exemples récents illustratifs :

• Mécanisme européen d'ajustement carbone aux frontière

Le mécanisme européen d'ajustement carbone aux frontières (CBAM) est une politique européenne qui impose un prix du carbone sur les importations de certains biens à forte intensité carbone, tels que le ciment, le fer et l'acier, l'aluminium, les engrais, l'électricité et l'hydrogène, afin de garantir que ces produits soient soumis aux mêmes coûts carbone que ceux produits au sein de l'UE et d'éviter les fuites de carbone. Les importateurs doivent déclarer les émissions liées à ces marchandises et, une fois le mécanisme pleinement mis en œuvre, acheter des certificats CBAM reflétant le coût du carbone, ce qui permet d'uniformiser les règles du jeu pour les producteurs de l'UE et ceux des pays tiers.

·       Carbon border adjustment mechanism in the transition to net-zero emissions: collective implementation and distributional impacts, Perdana, S. and Vielle, M. (2023), Environmental Economics and Policy Studies, 25(3), pp. 299–329.

·       Making the EU Carbon Border Adjustment Mechanism acceptable and climate friendly for least developed countries, Perdana, S., Vielle, M. (2022), Energy Policy, 170, 113245

• Impact économique de l'embargo européen sur l'énergie russe

L'Union européenne a pris des mesures décisives pour mettre fin à sa dépendance énergétique vis-à-vis de la Russie, notamment en réponse à l'invasion à grande échelle de l'Ukraine par la Russie en 2022. L'embargo vise à la fois le gaz et le pétrole russes, dans le but d'éliminer complètement les importations d'ici la fin 2027.

• European economic impacts of cutting energy imports from Russia: a computable general equilibrium analysis, Perdana, S., Vielle, M., Schenckery, M. (2022), Energy Strategy Review, 44, 101006

• Révision de la politique climatique chilienne

Le Chili a récemment mis à jour ses contributions déterminées au niveau national, passant d'une réduction des émissions basée sur l'intensité à un objectif d'émissions effectif. Cet article vise à évaluer les impacts économiques et environnementaux de ce changement dans le contexte actuel de grande incertitude auquel est confronté le Chili, avec les protestations sociales et la pandémie de COVID-19. À l'aide du modèle d'équilibre général calculable GEMINI-E3, nous avons effectué une analyse de sensibilité en supposant différents niveaux de croissance économique jusqu'en 2030.

·       A post-COVID-19 economic assessment of the Chilean NDC revision, Babonneau, F., Vielle, M. (2023), Climate Change Economics 14(1), 2350002

• La politique climatique européenne « Fit for 55 »

La politique « Fit for 55 » est un ensemble complet de mesures législatives de l'UE visant à réduire les émissions nettes de gaz à effet de serre d'au moins 55 % d'ici 2030 par rapport aux niveaux de 1990, en alignant tous les secteurs de l'économie de l'UE sur les objectifs climatiques du bloc et en ouvrant la voie à la neutralité climatique d'ici 2050.

• A multi-model analysis of the EU's path to net zero, Boitier, B., Nikas, A., Gambhir, A., ... Zagamé, P., Mittal, S. (2023), Joule, 7(12), pp. 2760–2782