É missions, régulation et impacts des gaz à effet de serre dorigine agricole en France et dans lUE Séminaire GICC - Toulouse avril 02 Stéphane De Cara, Stefano Casalegno Caroline Godard, Pierre-Alain Jayet UMR É conomie Publique INRA INAPG

GICC - Toulouse 25-26/04/02 - INRA Grignon2 Problématique : GES dorigine agricole (UE) De lagriculture vers latmosphère: 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 impacts SIG / modélisation économique / UE-15 APR GICC 2001 (stade initial) Du changement climatique vers lagriculture: 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 Grignon3 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 dintérêt

GICC - Toulouse 25-26/04/02 - INRA Grignon4 typologie AROPAj géographie : Etat membre, région région administrative critère technique : ferme type / orientations techniques information micro-économique : accessibilité (RICA / protection données) maquette : activités et contraintes contraintes informatiques

GICC - Toulouse 25-26/04/02 - INRA Grignon5 La maquette < Svég Pvég On-f Aliments Kanim activPAC n Agron. Destin. végét. Alimentation an. Démog bloc PAC 0 1 N = -S Ferme type < Sveg Pveg On-f Breed LiveSt CAPact n Agron Vegetal use Breeding Demog CAP 0 1N = -S FT 1 < Sveg Pveg On-f Breed LiveSt CAPact n Agron Vegetal use Breeding Demog CAP 0 1N = -S FT 2 < Sveg Pveg On-f Breed LiveSt CAPact n Agron Vegetal use Breeding Demog CAP 0 1N = -S FT 3 < Sveg Pveg On-f Breed LiveSt CAPact n Agron Vegetal use Breeding CAP 0 1N = -S FT k Agrégation externe

GICC - Toulouse 25-26/04/02 - INRA Grignon6 Modèle (programmes linéaires) rotating and translating constraints

GICC - Toulouse 25-26/04/02 - INRA Grignon7 Evaluation des émissions de GES dorigine agricole Approche technique «INRA» –méthane «entérique» E-CH4 / EB = a + b DE 2 types daliments (Sauvant et al., 1996) –protoxyde dazote N2O = a + b N (Bouwman, 1989) Approche normes «IPCC» –méthane «entérique» type danimal GE = f(DE ; poids, lait,...) E = g(GE ;...) –méthane déject. anim. type danimal Déj = f(GE, DE, frac_minér) E = g(Déj, gestion, climat) –protoxyde dazote N2O = f(N, Népand, App_fix_bio,...) Séquestration carbone –sol (selon cultures) –C aérien (forêt)

GICC - Toulouse 25-26/04/02 - INRA Grignon8 Evaluation sur modèle Estimation GES agricoles 1994 / France (in Gg of CO 2 equivalent) source : UNFCCC CH 4 N2ON2OTotal Enteric Fermentation 28,376. Agricultural Soils 48449,81150,295 28,86049,81178,671 France / AROPAj version UE-12 / RICA 1994 (Mt eq CO2) !!! Erreur N / N2O !!! CH4 entérique1.185 * 21 = 24.9 N20 cultures0.054 * 310 = 16.7 (!!!) Carbone sol Total 32.5

GICC - Toulouse 25-26/04/02 - INRA Grignon9 Analyse duale de « premier rang » ( coûts marginaux de réduction du carbone ) Autorisation de boiser les jachères fixesPAC 1995 Distribution des coûts marginaux dabattement pour différents niveaux communs de réduction individuelle (%) Modèle France / RICA 1990 / actualisé (82 groupes types, 691 sous-groupes) Coût en / t eq CO2

GICC - Toulouse 25-26/04/02 - INRA Grignon10 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).

GICC - Toulouse 25-26/04/02 - INRA Grignon11 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).

GICC - Toulouse 25-26/04/02 - INRA Grignon12 Régulation de « second rang » (CH4) Impact dun 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

GICC - Toulouse 25-26/04/02 - INRA Grignon13 Emissions nettes de GES dorigine agricole UE-12 protoxyde dazote (origine minérale) méthane (entérique) séquestration de carbone -sol

GICC - Toulouse 25-26/04/02 - INRA Grignon14 Comparison of the results of the model with IPCC estimates for methane and nitrous oxide emissions (IPCC estimates from : enteric fermentation (CH4) and agricultural soils (N2O), year 1994).

GICC - Toulouse 25-26/04/02 - INRA Grignon15 Burden-sharing among EU Member States

GICC - Toulouse 25-26/04/02 - INRA Grignon16 Analyse duale Autorisation de boiser les jachères fixesPAC 1995 Distribution des coûts marginaux dabattement pour différents niveaux communs de réduction individuelle (%) Modèle UE-12 / RICA 1994 / actualisé (472 groupes types) Coût en / t eq CO2

GICC - Toulouse 25-26/04/02 - INRA Grignon17 ? Rendement fonction de réponse à lengrais minéral azoté r(x; CO2, T, …) ??? Impact « biophysique » du changement climatique et implication économique

GICC - Toulouse 25-26/04/02 - INRA Grignon18 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 AROPAj mobilisation des méthodes dévaluation 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 laide à la décision analyse duale (coût dabattement) analyse de second rang ? Revenir aux théories des négociations approche coalitionnelle et partage de leffort (UE) stabilisation des accords internationaux (Kyoto) ? Sortir du cadre théorique des jeux pour des résultats quantifiés

GICC - Toulouse 25-26/04/02 - INRA Grignon19 Conclusion / questions ouvertes Biens environnementaux et pollutions substituts ou compléments : Effet substitut ou complément (problèmes de minéralisation, dénitrification et lessivage : transfert de lazote 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 darbitrer et de réguler efficacement ? Effets redistributifs des politiques de régulation : Donner des crédits démission aux céréaliers, en primant ou simplement en autorisant le boisement des jachères fixes, ne risque t il pas daggraver le déséquilibre des marges dexploitation 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 linstauration 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 leau) ? Plus généralement, comment aborder lacceptabilité sociale de ce type de régulation (en dépassant la seule approche économique) ?