É missions, régulation et impacts des gaz à effet de serre dorigine agricole en France et dans...
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Émissions, régulation et impactsdes gaz à effet de serre d’origine agricole
en France et dans l’UE
Séminaire GICC - Toulouse 25-26 avril 02
Stéphane De Cara, Stefano CasalegnoCaroline Godard, Pierre-Alain Jayet
UMR Économie Publique INRA INAPG
GICC - Toulouse 25-26/04/02 - INRA Grignon
2
Problématique : GES d’origine agricole (UE)
• De l’agriculture vers l’atmosphère:Émissions (outre CO2 direct ou indirect)
– N2O (engrais/cultures) ; CH4 (aliments/ruminants)
– C (séquestration sols et biomasse aérienne / « bois »)
Impacts de la régulation / analyse et modèle de facture micro-économique
APR GICC 1999
• Spatialisation des émissions et des impactsSIG / modélisation économique / UE-15
APR GICC 2001 (stade initial)
• Du changement climatique vers l’agriculture:Couplage modèles économique et biophysique
Faisabilité : APR GICC 1999
Mobilisation des données RICA, sol, climat (UE) : Projet APR 2002
GICC - Toulouse 25-26/04/02 - INRA Grignon
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Modélisation technico-économique
Modèle de facture micro économique
Modules
• Intégrer et évaluer les impacts des politiques agri-environnementales sur : producteur, contribuable, environnement
• représenter la diversité des systèmes de production agricole
• réagir au progrès technique et aux changements biophysiques
• Rationalité individuelle : maximisation sous contraintes
• systèmes de production représentatifs
• «blocs» techniques et économiques
• instruments de politiques et scénarios
• paramètres
• variables d’intérêt
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typologie AROPAj
• géographie : Etat membre, régionrégion administrative
• critère technique :ferme type / orientations techniques
• information micro-économique :accessibilité (RICA / protection données)
• maquette :activités et contraintes
• contraintes informatiques
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La maquette
<
Svég Pvég On-f Aliments Kanim activPAC n
Agron.
Destin. végét.
Alimentation an.
Démog
bloc PAC
0
1 N=
-S
-S
-S
Ferme type
<
Sveg Pveg On-f Breed LiveSt CAPact n
Agron
Vegetal use
Breeding
Demog
CAP
0
1 N=
-S
-S
-S
FT 1
<
Sveg Pveg On-f Breed LiveSt CAPact n
Agron
Vegetal use
Breeding
Demog
CAP
0
1 N=
-S
-S
-S
FT 2
<
Sveg Pveg On-f Breed LiveSt CAPact n
Agron
Vegetal use
Breeding
Demog
CAP
0
1 N=
-S
-S
-S
FT 3
<
Sveg Pveg On-f Breed LiveSt CAPact n
Agron
Vegetal use
Breeding
CAP
0
1 N=
-S
-S
-S
FT k
Agrégation externe
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Modèle(programmes linéaires)
Country farm type number
France 97
Italy 99
Great Britain 36
Spain 64
Germany 64
Portugal 37
Greece 36
Denmark 10
Nether-land 8
Ireland 7
Belgium 11
Luxembourg 3
UE 12 472
rotating andtranslating constraints
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Evaluation des émissionsde GES d’origine agricole
• Approche technique «INRA»
– méthane «entérique»
• E-CH4 / EB = a + b DE
• 2 types d’aliments
(Sauvant et al., 1996)
– protoxyde d’azote
• N2O = a + b N
(Bouwman, 1989)
• Approche normes «IPCC»
– méthane «entérique»• type d’animal• GE = f(DE ; poids, lait, ...)• E = g(GE ; ...)
– méthane déject. anim.• type d’animal• Déj = f(GE, DE, frac_minér)• E = g(Déj, gestion, climat)
– protoxyde d’azote
• N2O = f(N, Népand,
App_fix_bio, ...)
Séquestration carbone– sol (selon cultures)
– C aérien (forêt)
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Evaluation sur modèleEstimation GES agricoles
belg
deut
espa
gbre ita
l
nede
S1 05
1015
20
25
30
35
t e
q C
O2
Estimation GES agricole
0
5
10
15
20
25
30
35
belg
dani
deut ella
espa fran
gbre irla ital
luxe
nede port
Mt eq CO2
INRA
IPCC
1994 / France (in Gg of CO2 equivalent) source : UNFCCC 2002
. CH4 N2O Total
Enteric Fermentation
28,376 .
28,376
Agricultural Soils
484 49,811 50,295
28,860 49,811 78,671
France / AROPAj version UE-12 / RICA 1994
(Mt eq CO2)
!!! Erreur N / N2O !!!
CH4 entérique 1.185 * 21 = 24.9
N20 cultures 0.054 * 310 = 16.7 (!!!)
Carbone sol - 9.2
Total 32.5
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Analyse duale de « premier rang »(coûts marginaux de réduction du carbone)
Autorisation de boiser les jachères fixesPAC 1995
Distribution des coûts marginaux d’abattementpour différents niveaux communs de réduction individuelle (%)
Modèle France / RICA 1990 / actualisé(82 groupes types, 691 sous-groupes)
Coût en € / t eq CO2
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Average marginal abatement costs when forestry is not allowed on the set-aside land (farmers are ordered according to the ratio of livestock numbers to acreage).
12
34
56
78
910
1%
5%
20%
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
(€)
Deciles of the total population
1-
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Average marginal abatement costs when forestry is allowed on the set-aside land (farmers are ordered according to the ratio of livestock numbers to acreage).
12
34
56
78
910
1%
5%
20%
0
25
50
75
100
125
150
175
200
225
(€)
Deciles of the total population
1-
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Régulation de « second rang » (CH4)Impact d’un couple de taxes « animal » et « aliment »
sous différents niveaux de prime du carbone
Dommage(équivalent monétaire)
Critère social(profits – dommage 450F/teqCO2 – budget – coût export.)
Scénario 1 : PAC 1995 ; scénarios i : boisement primé à (i-1)*800 F/ha
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Emissions nettes de GES d’origine agricole UE-12
• protoxyde d’azote (origine minérale)• méthane (entérique)• séquestration de carbone -sol
belg dani deut ella espa fran gbre irla ital luxe nede port
calibr_ES
santer1_ES
santer2_ES
0
5
10
15
20
25
30
35
Effet de serre d'origine agricole (M tonnes équivalent Carbon / CO2)
calibr_ES
santer1_ES
santer2_ES
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Comparison of the results of the model with IPCC estimates for methane and nitrous oxide emissions
(IPCC estimates from http://www.ghg.unfccc.int/: enteric fermentation (CH4) and agricultural soils (N2O), year 1994).
0
10
20
30
40
50
60
70
80
FR GB GE IT SP IR ND DK GR BE PT LU
MtC
O2
N2O (IPCC) CH4 (IPCC) N2O CH4
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Burden-sharing among EU Member States
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400
Tax (euro/tCO2)
Ab
atem
ent
(,00
0 tC
O2)
FR IT GB GE PT GR IR SP BE ND DK LU
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Analyse duale
Autorisation de boiser les jachères fixesPAC 1995
Distribution des coûts marginaux d’abattementpour différents niveaux communs de réduction individuelle (%)
Modèle UE-12 / RICA 1994 / actualisé(472 groupes types)
Coût en € / t eq CO2
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?-w
p
r
x
r0
x0
-w
p
r1
x1
Rendement fonction de réponse à l’engrais minéral azotér(x; CO2, T, …) ???
Impact « biophysique » du changement climatique et implication économique
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Conclusion / travail de recherche Fertilisation croisée des projets (UE, MATE/GICC, …) Fertilisation croisée des disciplines scientifiques :
questions économiques au modèle agronomique STICS questions agronomiques au modèle AROPAjmobilisation des méthodes d’évaluation physique dans les modèles économiques (Balesdent, Bouwman, Sauvant / IPCC)
Spatialisation des évaluations
données (RICA, sol, climat, phénologie) / géo-référencement
Mobilisation de la théorie économique pour l’aide à la décisionanalyse duale (coût d’abattement)analyse de second rang
? Revenir aux théories des négociations approche coalitionnelle et partage de l’effort (UE)stabilisation des accords internationaux (Kyoto)? Sortir du cadre théorique des jeux pour des résultats quantifiés
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Conclusion / questions ouvertes
Biens environnementaux et pollutions substituts ou compléments : Effet substitut ou complément (problèmes de minéralisation, dénitrification et lessivage : transfert de l’azote en N2O (atmosphère) et NO3 (nappes) ? Au delà de la détermination de la pollution optimale (entre « 0 » et le niveau résultant des équilibres des marchés hors prise en compte des externalités), dispose t on des connaissances permettant d’arbitrer et de réguler efficacement ? Effets redistributifs des politiques de régulation :Donner des crédits d’émission aux céréaliers, en primant ou simplement en autorisant le boisement des jachères fixes, ne risque t il pas d’aggraver le déséquilibre des marges d’exploitation agricoles, subventions comprises, au détriment des éleveurs ? Peut-on demander au secteur qui reste globalement émetteur net de GES, de financer les primes à la séquestration de C via des redéploiements de subvention ou l’instauration de taxes forfaitaires, à budget constant (en inversant le mécanisme de taxes et de redistribution mis en place pour certains types de pollution : ex. redistribuer aux pollueurs le produits des taxes mises en œuvre par les Agences de l’eau) ?Plus généralement, comment aborder l’acceptabilité sociale de ce type de régulation (en dépassant la seule approche économique) ?