Strategic interactions in the management of fossil fuels : three essays on game theory in natural resource economics

par Mathias Berthod

Thèse de doctorat en Économie

Sous la direction de Katheline Schubert.

Soutenue le 05-09-2018

à Paris 1 , dans le cadre de École doctorale d'Économie (Paris) , en partenariat avec Paris-Jourdan Sciences Économiques (équipe de recherche) .

Le président du jury était Antoine d' Autume.

Le jury était composé de Katheline Schubert, Mabel Tidball.

Les rapporteurs étaient Fabien Prieur, Aude Pommeret.

  • Titre traduit

    Intéractions stratégiques dans la gestion des combustibles fossiles


  • Résumé

    Dans le cadre de cette thèse, je m'intéresse à la gestion des combustibles fossiles (pétrole, gaz naturel, charbon) en présence d'interactions stratégiques entre diffé­rents types d'agents. Dans un premier temps, j'étudie sous quelles conditions deux firmes asymétriques, exploitant une ressource non renouvelable, peuvent s'entendre autour d'un accord de coopération et ainsi former un cartel. J'analyse en parti­culier l'ensemble des accords possibles ainsi que la possibilité que ceux-ci soient acceptés par toutes les parties prenantes. Dans un second temps, je m'intéresse plus spécifiquement à l'incitation des pays membres du cartel de l'Opep à sures­timer ou sous-estimer leurs réserves de pétrole depuis l'instauration du système des quotas de production en 1982. Enfin, je caractérise la politique optimale d'un gouvernement en faveur du développement des technologies backstop au travers de subventions en R&D afin d'assurer la transition énergétique depuis des énergies fossiles polluantes à des énergies renouvelables non polluantes. Mais, je fais cette analyse dans le contexte où la production est contrôlée par une firme indépendante et lorsque le gouvernement ne peut pas implémenter une taxe sur les émissions. Un point commun de ces trois chapitres est la présence d'agents ayant des intérêts divergents. D'un point de vue méthodologique, j'utilise la théorie des jeux et, en particulier, les jeux différentiels dans les deux premiers chapitres.


  • Résumé

    This dissertation provides an analysis of the management of fossil fuels (oil, gas, coal) in the presence of strategic interactions between different types of agents. First, I study under which conditions two asymmetric firms, extracting a nonre­newable resource, may agree upon a cooperative agreement and, thus, merge into a cartel. I analyse, in particular, the set of feasible agreements and the possibility that every players accept one of them. Second, I focus more specifically on the incentives for the Opec members to over-report or under-report their oil reserves since the set of production quotas in 1982. Third, I characterize the optimal policy of a government in favor of the developing of backstop technologies through R&D subsidies in order to ensure the ecological transition from polluting fossil fuels to non-polluting renewable energies. However, I conduct this analysis in the context where the supply is controlled by an independent firm and when the government cannot implement a Pigovian tax on emissions. A common theme of these dif­ferent chapters is the presence of agents whose interests are contradictory. From a methodological point of view, I use game theory and, in particular, differential games in the two first chapters.

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