La Blockchain au service d'une tarification du carbone ?

Patrice Geoffron et Stéphane Voisin

Patrice Geoffron, Université Paris-Dauphine, PSL, Laboratoire d’Économie de Dauphine (LEDa),
Stéphane VoisinInstitut Louis Bachelier, PSL.

La Blockchain est une technologie de stockage et de transmission d’informations, transparente, sécurisée et fonctionnant sans organe central de contrôle. Elle repose sur la formation de grands registres « distribués », c'est-à-dire dupliqués dans le réseau : les transactions sont réalisées de pair-à-pair, sans autorité centrale, compilées en blocs au sein du registre qui contient leur historique. Les informations contenues dans les blocs (transactions, titres de propriété, contrats divers, etc.) sont protégées par des procédés cryptographiques qui empêchent les utilisateurs de les modifier a posteriori.

Les applications potentielles de la Blockchain sont très vastes dans des domaines généralement administrés par des « tiers de confiance » : réserve de valeur, enregistrement et transfert d’actifs (financiers, propriété foncière, propriété industrielle ou intellectuelle, etc.), garantie de traçabilité (supply chains dans l’agroalimentaire, le médicament, etc.), affichage d’empreinte environnementale (dans les systèmes de transport), exécution automatique de contrats (dans l’assurance notamment), Internet des objets…

Enjeux énergétiques à l'actif et au passif de la Blockchain

Les controverses sur l’empreinte énergétique du Bitcoin ont tendance à brouiller les arguments en faveur de l'usage de la Blockchain pour développer des cas d'usage au service de la transition environnementale. Les problématiques énergétiques en représentent cependant un des plus importants champs d'expérimentation après la finance.

De nombreux projets pilotes sont en cours, notamment autour d’une production électrique décentralisée (à base de photovoltaïque généralement) et échangée de pair-à-pair dans un voisinage (un écoquartier, une zone industrielle, etc.). L’objectif est l’émergence de systèmes énergétiques dans lesquels les agents économiques concluent des contrats de fourniture d’énergie de manière automatisée et sans intermédiaire, favorisant ainsi des modes d’autoconsommation collective.

Le niveau de consommation énergétique est intimement lié à celui de la sécurité du réseau…

La Blockchain permet également de certifier l’origine verte de l’énergie échangée et à en encourager le développement. Certes, dans le cadre de la « transition énergétique », les usages de la Blockchain exigent de faire preuve de vigilance relativement à leur consommation électrique sous-jacente.

Schématiquement, le niveau de consommation énergétique est intimement lié à celui de la sécurité du réseau. Un système informatique peut-être jugé inattaquable que lorsque ça coûte trop cher de l’attaquer. L’absence d’un tiers dans les transactions sur la Blockchain suppose de disposer d’un protocole de validation des informations insérées dans la chaîne qui permette d’établir la confiance. À cette fin, certains protocoles de validation des blocs (d’établissement du « consensus ») requièrent une grande puissance de calcul informatique qui permet d’apporter une « proof of work » (preuve de travail, comme dans le cas du Bitcoin), très intensive en consommation électrique.

La consommation d'électricité associée au « minage(1) » du seul Bitcoin atteindrait de 20 TWh/an selon Bloomberg à 140 TWh/an selon MorganStanley, soit l’équivalent des productions électriques annuelles cumulées de l’Autriche et de la Suisse(2).

Il convient cependant de relativiser ces chiffres dont la mesure présente une crédibilité limitée, sachant d'une part que l'ensemble des blockchains ne représentent de toute façon qu'une infime fraction de la consommation des data centers et d'autre part que l'immense majorité des nouveaux protocoles envisagés, comme la « proof of stake » (preuve d’enjeu) et ses dérivés sont justement élaborés pour limiter efficacement l'empreinte énergétique de leur transaction.

Une infrastructure technologique distribuée au service de l'Accord de Paris

Les expérimentations ayant recours à la Blockchain - aux registres distribués, fiables et infalsifiables - présentent un intérêt réel dans le cadre de l’Accord de Paris, par exemple pour crédibiliser les processus de MRV (measurement, reporting and verification)(3). SouthPole, la IXO Foundation et Gold Standard développent notamment une application Blockchain dont l’objectif est de rationaliser et d’accélérer les procédés de vérification des données pour la gestion des inventaires de gaz à effet de serre et la génération de crédits carbone. Les coûts du MRV peuvent être réduits potentiellement de 90% par rapport aux procédures usuelles.

Dans le cadre du transfert des 100 milliards de dollars par an prévus par l’Accord de Paris, à partir de 2020, à destination des pays les plus fragiles, un suivi des effets de ces flux financiers est également nécessaire au sein d’États dont les institutions ne disposent pas toujours des moyens adaptés (mais dont les MRV devront néanmoins faire preuve de robustesse et de transparence).

Une large coalition agrège les initiatives et expérimentations de Blockchain au service de l’Accord de Paris : la Climate Chain Coalition (dont l’Institut Louis Bachelier est membre fondateur)(4). L'ambition affichée de cette coalition – soutenue par la CCNUCC(5) et la Banque mondiale – est de convaincre les États que la Blockchain peut supporter des solutions pertinentes pour faciliter la mise en œuvre de l'Accord de Paris et notamment de son article 6 relatif aux principes d'une tarification du carbone.

L’optimum serait certes de disposer d’un mécanisme unifié mais la création d’une Blockchain mondiale du climat ou d'un token(6) carbone global a peu de chance de voir le jour, compte tenu de la réticence des États à altérer leur souveraineté sur une fiscalité (question jugée, à raison, socialement explosive) et du rejet quasi épidermique des banques centrales vis-à-vis des cryptoactifs.

Cryptomonnaies et signal-prix carbone

À défaut de solution globale, la technologie Blockchain ouvre la voie à un signal-prix carbone intégrant des mécanismes fiscaux innovants (susceptibles d’être socialement acceptables). La raison d'être des projets de création de cryptodevises dans de nombreux États (Estonie, Suède, Singapour, Japon, etc.) pourrait être de contribuer à aligner les flux financiers sur la trajectoire « 2°C » de ces pays (comme le requiert l'article 2.C. de l'Accord de Paris).

Des cryptoactifs privés tels que Climate Coin, le Good Coin ou le projet de compte épargne CO2 français proposent d'embarquer un « facteur carbone » sous la forme d’un paramètre intelligent capable de mesurer et d’encourager la réduction de l’empreinte carbone des échanges économiques.

En intégrant le compte épargne CO2 à une blockchain, ses promoteurs visent à inciter toute personne (morale ou physique) à réduire chaque kg de CO2 en échangeant sa valeur contre des bons d’achat ou de les monétiser auprès d'entreprises et institutions qui compensent localement une part de leurs propres émissions.

Dans la plupart des cas, la création de cryptomonnaies carbone soulève au moins deux problèmes : la confiance conférée à ce type d’actif et son mécanisme de valorisation.

À côté des nombreux projets consistant à « blockchainer » des bourses d'échanges de crédit ou de compensation carbone comme le Verde Coin lancé par IBM, émergent également des initiatives telles que SolarCoin visant à valoriser des actions pro-climatiques, par exemple à travers la « tokenisation » d'émissions de CO2 compensées ou évitées. Versé au porteur de projet pour chaque mégawattheure d’électricité photovoltaïque produite, le SolarCoin peut être valorisé sous forme de coupons de réduction chez plusieurs fournisseurs alternatifs en attendant d'être monétisé au sein d'un écosystème de partenaires publics et privés ayant la même ambition de réduire leur empreinte carbone, tout en favorisant l'autoconsommation verte et locale.

Dans la plupart des cas toutefois, la création de cryptomonnaies carbone soulève au moins deux problèmes : la confiance conférée à ce type d’actif et son mécanisme de valorisation. Faute d'inspirer confiance (notamment sur le niveau de sécurité des transactions) et d'être relié à une ressource financière susceptible d'en alimenter la valeur, le prix de ces cryptoactifs menace de tendre vers zéro. Les États et les institutions internationales désireux de stimuler la transition vers une économie bas carbone pourraient cependant s’engager dans l’accréditation des cryptoactifs les plus utiles à cet objectif. En associant la cybermonnaie à des « contrats intelligents » (smart contracts), leur trajectoire pourrait être adossée à une cible de prix du carbone conforme à un objectif de politique publique (ex : la valeur tutélaire du rapport Quinet(7)).

En pratique, ces blockchains climat bénéficiant d'une forme de garantie publique s'apparenteraient à un mécanisme de fiscalité incitative pour récompenser des citoyens qui font des efforts, ou de fiscalité négative au bénéfice de ceux qui n'ont aucune marge de manœuvre pour en fournir. Adossées à des initiatives communautaires et ancrées à leur territoire, elles tireraient leur légitimité de leur caractère local, granulaire et solidaire.

Au final, la force et l'intérêt de ces modèles - par rapport à tous les modèles de tarification centralisés - serait bien sûr leur acceptabilité sociale, condition nécessaire pour rendre le signal-prix carbone à la fois « désirable » par les citoyens et conforme à l'esprit d’engagement volontaire de l'Accord de Paris.

Sources / Notes
  1. Procédé par lequel les transactions sont sécurisées.
  2. Digiconomist évalue cette consommation à 60 TWh/an. Rapport de l’Office parlementaire publié le 4 avril 2018.
  3. Les processus de MRV désigne l'« ensemble de procédures qui permettent de collecter et de rapporter des informations factuelles et de les vérifier dans le but de déterminer si, quand et comment les pays ont atteint leurs obligations respectives ». Ils articulent différentes tâches : la mesure et la collecte des données sur les émissions ; les actions et le soutien à la réduction des émissions ; le rapport des informations collectées dans des formats normalisés ; la vérification régulière de la conformité aux normes par des examinateurs certifiés.
  4.  Cette Climate Chain Coalition a pour objectif de faire progresser la collaboration entre les membres travaillant sur des questions d'intérêt commun, d'aider à améliorer l'intégrité environnementale et les résultats des applications de Blockchain pour le climat, ainsi que leurs effets en matière de développement.
  5. Convention-cadre des Nations unies sur les changements climatiques (UNFCCC en anglais).
  6. Actif numérique émis et échangeable.
  7. La valeur de l’action pour le climat, Une valeur tutélaire du carbone pour évaluer les investissements et les politiques publiques. Rapport de la Commission Quinet, février 2019.

Commentaire

Hervé

Bonjour,
Les compagnies ont commercialisé sans blockchain jusque à maintenant et ont quand même la confiance de leurs clients. Je ne sais pas exactement ce que la blockchain va apporter sur ce sujet mais ça ne doit pas être bien indispensable.
La blockchain est à la mode, on veut en mettre partout, mais est ce vraiment nécessaire pour ce type d'application?

Georges F Selvais

Great article.
There is no doubt that having an auditable shared ledger accounting for carbon reduction would render the whole CDM process a lot more efficient. Right now the CDM mechanism is heavy in upfront cost and only affordable by relatively large projects. By focusing only on solar generation SolarCoin can lower the cost to access this value but it's value would need to be convertible in CERs. I suppose that has not yet been established and the SolarCoin process would need to be audited and certified by a UNFCCC authority.

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