Transcript "Place des modèles énergétiques quantitatifs dans la
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Place des modèles énergétiques
quantitatifs dans la démarche
prospective
« Un dieu dans sa sagesse couvre du voile de la nuit les choses du
futurs » Horace, Odes III
Nathalie Popiolek
[email protected]
Institut de Technico-Economie des Systèmes Energétiques – 3 juin 2009
1
Slide 2
Plan
• Qu’est ce que la prospective ?
• Grandes familles de modèles de prévision
énergétiques par scénarios
• Place de ces modèles dans la démarche
prospective
Institut de Technico-Economie des Systèmes Energétiques – 3 juin 2009
2
Slide 3
L’attitude prospective selon G. Berger (1958)
• Voir loin
• Voir large
• Analyser en profondeur
• Prendre des risques
• Penser à l’homme
– « L’avenir n’est pas écrit, il met en jeu les acteurs mais
aussi le hasard et la nécessité.» (J. Lesourne)
Institut de Technico-Economie des Systèmes Energétiques – 3 juin 2009
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Slide 4
La démarche prospective
• 1 Construction du système
–
–
–
–
variables clés (présentes et futures)
relations (aujourd’hui et demain)
acteurs
stratégies
Analyse
structurelle
Variable 6
Variable 1
Mapping de variables
Croissance
Variable 5
Variable 2
Demande
Variable 7
Efficacité
Variable 4
Progrès
Variable 3
Variable k Variable motrice
Variable k Variable dépendante
Institut de Technico-Economie des Systèmes Energétiques – 3 juin 2009
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Slide 5
La démarche prospective
• 2 Etude détaillée du système actuel et de son
histoire
– on en déduit les tendances
– on imagine les ruptures potentielles
• grâce aux signaux faibles
Tendance
Rupture
temps
• 3 Projection du système suivant différents
scénarios
– les futuribles : futurs possibles
Institut de Technico-Economie des Systèmes Energétiques – 3 juin 2009
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Slide 6
La démarche prospective
• 4 Elaboration des choix stratégiques
– analyse SWOTTR
– définition de stratégies flexibles
– construction de scénarios « normatifs »
Futur 1
Ce qu’il faut
faire aujourd’hui
Étapes
intermédiaire
Futur 2
Back-casting
Futur 3
Institut de Technico-Economie des Systèmes Energétiques – 3 juin 2009
6
Slide 7
Exemple de prospective énergétique : scénarios globaux de Shell (2050)
• Application mécanique de la
théorie dite du pic de Hubbert
• Vision prospective de Shell
Ressources
géologiques
Ressources
géologiques
Date
du pic
Demande à
satisfaire
Politiques
règlementaires
et fiscales
Investissements
Progrès
techniques
Contraintes
climatiques
Date
du pic
Jeu des
acteurs
Producteurs
Demande à
satisfaire
Institut de Technico-Economie des Systèmes Energétiques – 3 juin 2009
Etats
Consommateurs
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Slide 8
La prévision
• « Prévision » = voir avant
– En 1846, Le Verrier a prévu par calcul l’existence de la planète
Neptune : prévision concernant le présent
Déduction par calcul
• Dans le secteur énergétique, on a besoin d’éclairer le futur
– délais et coûts de construction élevés
– impacts environnementaux à long terme
• Erreurs dans l’utilisation des modèles lors du 1er choc pétrolier
– prolongement d’une tendance unique
1 passé
1 futur
Modèles de prévision par scénarios
• pour le moyen, long, très long terme
• niveau national, régional ou mondial
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1 passé
des futurs
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A qui et à quoi servent les modèles aujourd’hui ?
• pour qui ?
– AIE, CE, Ministères chargés de l’industrie et de l’énergie,
Département de l’énergie américain…
– Conférence mondiale de l’énergie, GIEC
• pour quoi ?
– appui à la négociation entre les pays
– pour favoriser la transition vers un système énergétique durable
Couplage avec des modules « climat »
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Les modèles de prévision énergétiques par scénarios : les grandes familles
Modèles de
projection de la
Demande
Modèles d’équilibre
Offre - Demande
•Modèles
économétriques
•Modèles d’équilibre
général calculable
HERMES
(NTUA)
GEM-E3 (NTUA)
GEMINI-E3 (CEA)
•Modèles
d’optimisation
dynamique
•Modèles
technicoéconomiques
•Modèles de
simulation avec
équilibre partiel
énergétique
MARKAL
(AIE…)
MEDEE
(ENERDATA)
Modèles
d’optimisation
de l’Offre
Modèles
économiques
d’ensemble
Modèles
sectoriels
(secteur
énergétique)
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POLES (LEPII)
PRIMES (NTUA)
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Slide 11
Fonction de production du modèle équilibre général GEMINI-E3
Demande
Prix
Production
distribuée
Production
nationale
Importations
Travail
Energie
Capital
Autres Inputs
•Charbon
•Agriculture
•Pétrole
brut
•Sylviculture
•Gaz
•Produits
raffinés
•Electricité
•Chimie
•…
•…
•Service
•Logement
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Modèle de simulation offre/demande avec équilibre sectoriel (POLES)
Ressources
Marché international de l’énergie
charbon
gaz
pétrole
Contraintes d’émissions
Bilans
énergétiques
régionaux
Technologies
Import
/export
en t
Progrès technique
Prix en
t+1
Production
Consommation
Emissions
Démographie, PIB, Revenu…
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Complémentarité prospective - modélisation
Choix
modèle,
paramètres
Analyse
prospective
1 Cadre
d’hypothèses
Choix
Inputs
exogènes
Simulations
ou
optimisation
par le
modèle
Outputs
Scénarios
• La Vision commune acquise par les acteurs ayant dialogué autour
du modèle facilite la décision
• Le modèle vit avec eux dans une démarche de prospective.
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Conclusion
• Moyen terme (2020-2030), forte inertie
– La complémentarité prospective – modélisation est certaine.
• Long terme (2050)
– Savoir forcer les contraintes des modèles pour anticiper les
transitions :
•
•
•
•
nouvelles technologies
nouvelles infrastructures
nouveaux comportements
nouvelles organisations
• Pour le très long terme (2100)
– Scénarios issus des modèles sont à interpréter avec prudence
• difficile anticipation des ruptures (nature, intensité)
– Ils servent de guides pour préparer les transitions
• Mais l’imagination et l’utopie, chères à l’analyse prospective, ne
sont guère compatibles avec la formalisation et la quantification.
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Slide 15
•A l’I-Tésé, nous suivons les deux
approches :
– le recours à des modèles pour structurer
les faits,
– une culture de prospectiviste pour «voir
large» et «éclairer loin».
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Place des modèles énergétiques
quantitatifs dans la démarche
prospective
« Un dieu dans sa sagesse couvre du voile de la nuit les choses du
futurs » Horace, Odes III
Nathalie Popiolek
[email protected]
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Plan
• Qu’est ce que la prospective ?
• Grandes familles de modèles de prévision
énergétiques par scénarios
• Place de ces modèles dans la démarche
prospective
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Slide 3
L’attitude prospective selon G. Berger (1958)
• Voir loin
• Voir large
• Analyser en profondeur
• Prendre des risques
• Penser à l’homme
– « L’avenir n’est pas écrit, il met en jeu les acteurs mais
aussi le hasard et la nécessité.» (J. Lesourne)
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La démarche prospective
• 1 Construction du système
–
–
–
–
variables clés (présentes et futures)
relations (aujourd’hui et demain)
acteurs
stratégies
Analyse
structurelle
Variable 6
Variable 1
Mapping de variables
Croissance
Variable 5
Variable 2
Demande
Variable 7
Efficacité
Variable 4
Progrès
Variable 3
Variable k Variable motrice
Variable k Variable dépendante
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La démarche prospective
• 2 Etude détaillée du système actuel et de son
histoire
– on en déduit les tendances
– on imagine les ruptures potentielles
• grâce aux signaux faibles
Tendance
Rupture
temps
• 3 Projection du système suivant différents
scénarios
– les futuribles : futurs possibles
Institut de Technico-Economie des Systèmes Energétiques – 3 juin 2009
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La démarche prospective
• 4 Elaboration des choix stratégiques
– analyse SWOTTR
– définition de stratégies flexibles
– construction de scénarios « normatifs »
Futur 1
Ce qu’il faut
faire aujourd’hui
Étapes
intermédiaire
Futur 2
Back-casting
Futur 3
Institut de Technico-Economie des Systèmes Energétiques – 3 juin 2009
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Exemple de prospective énergétique : scénarios globaux de Shell (2050)
• Application mécanique de la
théorie dite du pic de Hubbert
• Vision prospective de Shell
Ressources
géologiques
Ressources
géologiques
Date
du pic
Demande à
satisfaire
Politiques
règlementaires
et fiscales
Investissements
Progrès
techniques
Contraintes
climatiques
Date
du pic
Jeu des
acteurs
Producteurs
Demande à
satisfaire
Institut de Technico-Economie des Systèmes Energétiques – 3 juin 2009
Etats
Consommateurs
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La prévision
• « Prévision » = voir avant
– En 1846, Le Verrier a prévu par calcul l’existence de la planète
Neptune : prévision concernant le présent
Déduction par calcul
• Dans le secteur énergétique, on a besoin d’éclairer le futur
– délais et coûts de construction élevés
– impacts environnementaux à long terme
• Erreurs dans l’utilisation des modèles lors du 1er choc pétrolier
– prolongement d’une tendance unique
1 passé
1 futur
Modèles de prévision par scénarios
• pour le moyen, long, très long terme
• niveau national, régional ou mondial
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1 passé
des futurs
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A qui et à quoi servent les modèles aujourd’hui ?
• pour qui ?
– AIE, CE, Ministères chargés de l’industrie et de l’énergie,
Département de l’énergie américain…
– Conférence mondiale de l’énergie, GIEC
• pour quoi ?
– appui à la négociation entre les pays
– pour favoriser la transition vers un système énergétique durable
Couplage avec des modules « climat »
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Les modèles de prévision énergétiques par scénarios : les grandes familles
Modèles de
projection de la
Demande
Modèles d’équilibre
Offre - Demande
•Modèles
économétriques
•Modèles d’équilibre
général calculable
HERMES
(NTUA)
GEM-E3 (NTUA)
GEMINI-E3 (CEA)
•Modèles
d’optimisation
dynamique
•Modèles
technicoéconomiques
•Modèles de
simulation avec
équilibre partiel
énergétique
MARKAL
(AIE…)
MEDEE
(ENERDATA)
Modèles
d’optimisation
de l’Offre
Modèles
économiques
d’ensemble
Modèles
sectoriels
(secteur
énergétique)
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POLES (LEPII)
PRIMES (NTUA)
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Fonction de production du modèle équilibre général GEMINI-E3
Demande
Prix
Production
distribuée
Production
nationale
Importations
Travail
Energie
Capital
Autres Inputs
•Charbon
•Agriculture
•Pétrole
brut
•Sylviculture
•Gaz
•Produits
raffinés
•Electricité
•Chimie
•…
•…
•Service
•Logement
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Modèle de simulation offre/demande avec équilibre sectoriel (POLES)
Ressources
Marché international de l’énergie
charbon
gaz
pétrole
Contraintes d’émissions
Bilans
énergétiques
régionaux
Technologies
Import
/export
en t
Progrès technique
Prix en
t+1
Production
Consommation
Emissions
Démographie, PIB, Revenu…
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Complémentarité prospective - modélisation
Choix
modèle,
paramètres
Analyse
prospective
1 Cadre
d’hypothèses
Choix
Inputs
exogènes
Simulations
ou
optimisation
par le
modèle
Outputs
Scénarios
• La Vision commune acquise par les acteurs ayant dialogué autour
du modèle facilite la décision
• Le modèle vit avec eux dans une démarche de prospective.
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Conclusion
• Moyen terme (2020-2030), forte inertie
– La complémentarité prospective – modélisation est certaine.
• Long terme (2050)
– Savoir forcer les contraintes des modèles pour anticiper les
transitions :
•
•
•
•
nouvelles technologies
nouvelles infrastructures
nouveaux comportements
nouvelles organisations
• Pour le très long terme (2100)
– Scénarios issus des modèles sont à interpréter avec prudence
• difficile anticipation des ruptures (nature, intensité)
– Ils servent de guides pour préparer les transitions
• Mais l’imagination et l’utopie, chères à l’analyse prospective, ne
sont guère compatibles avec la formalisation et la quantification.
Institut de Technico-Economie des Systèmes Energétiques – 3 juin 2009
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•A l’I-Tésé, nous suivons les deux
approches :
– le recours à des modèles pour structurer
les faits,
– une culture de prospectiviste pour «voir
large» et «éclairer loin».
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