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An empirical analysis of household direct and indirect rebound effects
Maison d'édition
Neuchâtel
Date de parution
2022
Mots-clés
- Efficacité énergétique
- politiques énergétiques
- effets rebonds
- consommation d’énergie des ménages
- chauffage résidentiel
- mobilité privée
- données longitudinales KEYWORDS : Energy efficiency
- energy policies
- rebound effects
- household’s energy consumption
- residential heating demand
- private mobility
- panel data
Résumé
Cette thèse aborde la question de la manière dont les ménages réagissent à l’amélioration de l’efficacité énergétique dans deux domaines : le chauffage (chapitres 1 et 2) et la mobilité privée (chapitre 3). Etant donné que des gains en termes d’efficacité énergétique entraînent une baisse du prix du service énergétique en question, les ménages pourraient décider de consommer davantage de ce service. En outre, grâce aux économies financières réalisées après ce gain d’efficience, les ménages pourraient également consommer davantage d’autres biens ou services. Ces deux effets vont contrebalancer une partie des économies d’énergie prévues initialement. <br>Les données utilisées dans les trois chapitres de cette thèse proviennent d’une enquête annuelle portant sur la consommation d’énergie des ménages en Suisse. L’enquête, s’étendant sur sept ans, constitue un ensemble riche et nouveau de données longitudinales. Environ 5000 ménages ont été interrogés chaque année et tout a été mis en œuvre pour qu’un maximum d’entre eux soient conservés lors des différentes vagues de l’enquête. Comme cette thèse a été rédigée durant la période de l’enquête, le nombre de vagues disponibles diffère selon les chapitres. Ainsi, alors que le chapitre 1 ne se base que sur la première année d’enquête, les données longitudinales de respectivement six et cinq vagues d’enquête sont utilisées dans les chapitres 2 et 3 (le chapitre 2 ayant été écrit en dernier, une vague supplémentaire par rapport au chapitre 3 était disponible). <br>En détail, le premier chapitre est basé sur l’approche des “préférences déclarées” (<i>stated preferences</i>) et comprend une expérience innovante concernant la consommation d’énergie des ménages pour le chauffage. Le questionnaire inclut des questions pour mesurer l’effet rebond direct ainsi que l’effet rebond indirect dans le domaine du chauffage des ménages. Dans l’ensemble, des effets de rebond directs relativement faibles sont constatés. Cependant, après la prise en compte du rebond indirect, le rebond total moyen est estimé à environ un tiers, signifiant qu’un tiers des économies d’énergie attendues après une amélioration de l’efficacité énergétique du système de chauffage est perdu. <br>La réaction des ménages à un gain d’efficacité dans le domaine du chauffage est également étudiée dans le deuxième chapitre de cette thèse. Cette fois-ci, la méthode des “préférences révélées” (<i>revelead preferences</i>) est utilisée. Dans la première partie, une augmentation de la température intérieure (effet rebond direct) pour les ménages vivant dans des logements peu gourmands en énergie est étudiée, par rapport à des ménages vivant dans des logements moins efficients. Dans la deuxième partie, l’énergie contenue dans les biens et services acquis suite aux économies d’énergie est mesurée (effet rebond indirect). Dans l’ensemble, environ 20% des économies d’énergie potentielles sont contrebalancées par ces deux effets : le rebond direct est estimé entre 4% et 8% et le rebond indirect à environ 15%. En outre, on constate que les ménages à faibles revenus augmentent davantage leur consommation de chauffage que les ménages aisés après une rénovation énergétique, indiquant que la rénovation des bâtiments peut considérablement améliorer les conditions de vie des ménages les plus pauvres. <br>Le troisième chapitre de cette thèse analyse les réactions des ménages à une amélioration de l’efficacité de leur véhicule privé. En 2020, de nouvelles normes concernant la consommation de carburants des voitures neuves sont entrées en vigueur en Suisse et dans l’Union européenne, réduisant le coût d’utilisation des véhicules pour les individus. Cette réduction de coût peut encourager les individus à conduire davantage. Cet effet rebond amène un débat pour savoir s’il faut le limiter et par quel moyen. Pourtant, il n’existe pratiquement aucune analyse économique des conséquences de cet effet rebond sur le bien-être des individus et de la société. Ce chapitre comble en partie cette lacune. En premier, l’effet rebond direct est calculé pour les véhicules privés en Suisse. Un rebond entre 30% et 40% est mesuré. Ensuite, l’utilité additionnelle de conduire davantage est estimée pour chaque ménage, une estimation en moyenne de 7 centimes par kilomètre supplémentaire. <br> Finalement, ce montant est comparé aux coûts externes de la conduite en Suisse, qui sont d’environ 15 centimes par kilomètre. Cet écart plaide en faveur d’une internalisation des coûts externes, par exemple en élaborant une taxe sur la distance parcourue ou en introduisant une pénalité lorsqu’une certaine limite de kilométrage est dépassée.
ABSTRACT :
This thesis investigates how households react to improved energy efficiency in residential heating (Chapters 1 and 2) and in private transportation (Chapter 3). Since efficiency gains may lead to a price decrease of the energy service in question, households could decide to consume more of this service. Households may also decide to consume more of other goods or services thanks to the savings made after the efficiency improvement. Both effects offset parts of the initial potential energy savings. <br>The data used in the three chapters comes from an annual survey on household energy demand in Switzerland. The survey spans seven years and builds a rich and novel panel dataset for Switzerland. About 5000 households were surveyed each year, and as many households as possible were kept in all the survey waves. This thesis was written at the same time the survey was running, so not all survey years were already existing and available for each chapter. Thus, while Chapter 1 is based only on the first wave, Chapter 2 and Chapter 3 use respectively six and five waves (Chapter 2 was written the last) and can therefore take advantage of the panel dataset. <br>The first chapter is based on the stated preference approach with an innovative choice experiment. The design includes questions to quantify both the direct and indirect rebound effects. Overall, relatively low direct rebound effects are found for heating in the residential sector. However, after accounting for the indirect rebound, the average total rebound is estimated at about one third, meaning that one third of the expected energy savings after an efficiency improvement are lost. <br>The second chapter also explores households’ adjustments to efficiency gains in heating, but revealed preferences are used instead of stated preferences. First, an increase in temperature for households living in more efficient dwellings is studied (direct rebound). Second, the energy embodied in the re-spending of the efficiency gains savings on other goods and services than heating is assessed (indirect rebound). Overall, about 20% of the potential energy savings are taken back by those households’ adjustments, with a direct rebound estimated between 4% and 8%, and an indirect rebound of 15%. In addition, low income households are found to increase more their heating usage than affluent households, indicating that buildings retrofits have the potential to substantially improve the living conditions of the poorest households. <br>The third chapter analyses households’ reactions to an efficiency improvement of their private vehicle. In the European Union and in Switzerland, much tighter fuel economy standards for new vehicles came into force in 2020. Such standards reduce the vehicle usage cost, encouraging people to drive more. Whether and how to prevent this rebound effect is an ongoing policy debate, yet almost no economic analysis of the welfare implications of the rebound exists. To fill this gap, the direct rebound effect for private vehicles in Switzerland is calculated first, and is found to be around 30% to 40%. Second, the utility surplus from the extra kilometers is estimated for each household, at 7 cents per kilometer on average. This is half the external costs of driving in Switzerland (15 cents per km). This gap supports an internalization of external costs, for instance with a tax on the distance driven, or an insurance penalty when a certain limit of kilometer is exceeded.
ABSTRACT :
This thesis investigates how households react to improved energy efficiency in residential heating (Chapters 1 and 2) and in private transportation (Chapter 3). Since efficiency gains may lead to a price decrease of the energy service in question, households could decide to consume more of this service. Households may also decide to consume more of other goods or services thanks to the savings made after the efficiency improvement. Both effects offset parts of the initial potential energy savings. <br>The data used in the three chapters comes from an annual survey on household energy demand in Switzerland. The survey spans seven years and builds a rich and novel panel dataset for Switzerland. About 5000 households were surveyed each year, and as many households as possible were kept in all the survey waves. This thesis was written at the same time the survey was running, so not all survey years were already existing and available for each chapter. Thus, while Chapter 1 is based only on the first wave, Chapter 2 and Chapter 3 use respectively six and five waves (Chapter 2 was written the last) and can therefore take advantage of the panel dataset. <br>The first chapter is based on the stated preference approach with an innovative choice experiment. The design includes questions to quantify both the direct and indirect rebound effects. Overall, relatively low direct rebound effects are found for heating in the residential sector. However, after accounting for the indirect rebound, the average total rebound is estimated at about one third, meaning that one third of the expected energy savings after an efficiency improvement are lost. <br>The second chapter also explores households’ adjustments to efficiency gains in heating, but revealed preferences are used instead of stated preferences. First, an increase in temperature for households living in more efficient dwellings is studied (direct rebound). Second, the energy embodied in the re-spending of the efficiency gains savings on other goods and services than heating is assessed (indirect rebound). Overall, about 20% of the potential energy savings are taken back by those households’ adjustments, with a direct rebound estimated between 4% and 8%, and an indirect rebound of 15%. In addition, low income households are found to increase more their heating usage than affluent households, indicating that buildings retrofits have the potential to substantially improve the living conditions of the poorest households. <br>The third chapter analyses households’ reactions to an efficiency improvement of their private vehicle. In the European Union and in Switzerland, much tighter fuel economy standards for new vehicles came into force in 2020. Such standards reduce the vehicle usage cost, encouraging people to drive more. Whether and how to prevent this rebound effect is an ongoing policy debate, yet almost no economic analysis of the welfare implications of the rebound exists. To fill this gap, the direct rebound effect for private vehicles in Switzerland is calculated first, and is found to be around 30% to 40%. Second, the utility surplus from the extra kilometers is estimated for each household, at 7 cents per kilometer on average. This is half the external costs of driving in Switzerland (15 cents per km). This gap supports an internalization of external costs, for instance with a tax on the distance driven, or an insurance penalty when a certain limit of kilometer is exceeded.
Notes
Doctorat, Université de Neuchâtel, Institut de recherches économiques
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Type de publication
doctoral thesis
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