Contribution de l'agriculture à la réduction de l'émission de gaz à effet de serre

Contribution de l'agriculture à la

réduction de l'émission

de gaz à effet de serre

Coraline Charbonneau Hélène CoulonLénora JanEmilie PignardMarion Villacampa

Photosynthèse Respiration Déboisement Consommation de combustibles fossiles

Fermentation, décomposition

Carbone organique

Atmosphère

Sols, déchets végétaux, tourbes

Carbone fossile

Carbone minéral

107,9 MteqCO2 émis par le secteur

agricole français[1]

soit 20% des émissions françaises de GES

[1] Les marchés du carbone: quelle place pour l’agriculture française ?SAF – agriculteurs de France, ADEME, CDC – Février 2006

Etat des lieux en 2003

PlanI- Modification des pratiques dans l'élevage

II- Amélioration des pratiques culturales

III- Stockage du carbone et sylviculture

IV- Diminution des émissions des GES par une optimisation du parc agricole

V- L’agriculture et la réduction des émissions de gaz à effet de serre dans les autres secteurs de l’économie

VI- Prise de conscience et orientations à l’échelle mondiale, européenne et nationale.

1ère partie Modification des pratiques

dans l'élevage

Amélioration de la productivité du cheptel bovin

• diminution du cheptel

Réduction d’émission de GES envisagée[2]:

700 000 teqCO2[1]

[2] Calculée pour une augmentation de 2% de productivité du cheptel[1] Les marchés du carbone: quelle place pour l’agriculture française ?

Modification de l’alimentation bovine

• diminution de l’émission de GES liée à la fermentation entérique et aux déjections- digestion plus facile des aliments- part de concentrés- ajout d’additifs (ex: acides gras)- diminution de la quantité de protéines ingérées

Réduction d’émission de GES envisagée[3]:

710 000 teqCO2[1]

[3] Calculée pour une diminution de 5% des émissions liées à la fermentation[1] Les marchés du carbone: quelle place pour l’agriculture française ?

Modification de la gestion des déjections bovines et porcines

Méthanisation- - 80% d’émission de CH4 lors de la phase de stockage- valorisation énergétique du biogaz produit

Réduction d’émission de GES envisagée:3,4 MteqCO2

[1]

[1] Les marchés du carbone: quelle place pour l’agriculture française ?

Modification de la gestion des prairies

• utiliser le semis de trèfles pour éviter l’utilisation d’engrais azoté

Réduction d’émission de GES envisagée[4]:

1 MteqCO2[1][4] Calculée pour 1 million d’hectares de prairies (8% des surfaces fourragères actuelles)

[1] Les marchés du carbone: quelle place pour l’agriculture française ? (émissions liées à l’épandage ainsi qu’à la production industrielle d’engrais)

Bilan

Réduction d’émission de GES envisagée:

5,11 MteqCO2[1]

soit 4,7% des émissions de GES du secteur agricole français

[1] Les marchés du carbone: quelle place pour l’agriculture française ?

Atouts/Contraintes

Atouts- Coûts de mise en œuvre faibles (sauf méthanisation)- Bénéfices environnementaux - Créations d’emploi

Contraintes- Projets suivis par le plus grand nombre- Economiquement pas forcément rentable- Coût d’investissement du méthanisateur

2ème partieAmélioration des pratiques

culturales

• Augmenter la MO du sol (engrais vert, rotation culturale, enfouissement de résidus de culture, cultures intercalaires)

ex: engrais vert réduction de 350 000 teq CO2

• Réduire l’érosion du sol (couverture végétale en hivers, faible travail du sol, semis direct..)

Séquestrer le carbone dans le sol

Cycle de l’azote et fixation biologique

Source: Laval-Martin (1995)

Norg NH4++OH-

• Gérer l’épandage d’engrais en fonction des cultures, des sols

diminution surfertilisation réduction de 900 000 teqCO2

• Limiter le travail du sol (éviter le tassement des sols)

• Utiliser des cultures intermédiaires ou intercalaires (minimiser les quantités de NO3 libres dans le sol)

Limiter l’émission de N2O

• Peu de contraintes techniques

• Économie financière – moins de passage au champs– meilleur rendement pour certaine culture (+ 10 à

50% de profit pour une culture de noyer la somme de la production de bois et de la production agricole d'une parcelle agroforestière est supérieure à la production séparée obtenue par un assolement agriculture-forêt sur la même surface )

– Économie d’engrais/pesticides…

• Effets sur l’environnement

Atouts des BPA

3ème partie Stockage du carbone et

sylviculture

L’utilisation de l’énergie bois

Énergie renouvelable

Stockage de Carbone

Pourquoi ?

Rôle du bois dans la séquestration des GES

(exemple des haies)

- Séquestration directe de Carbone

- Absorption des éléments excédentaires

- Recyclage des éléments minéraux dans la biomasse

- Érosion : protection des premiers horizons

- Zone refuge pour la biomasse animale et végétale

- Ressource énergétique valorisable (combustible, carburant, chauffage)(ADEME)Exemples d’augmentation de

séquestrationSource: La séquestration de carbone en forêt, INRA, http://www.inra.fr/la_science_et_vous/dossiers_scientifiques/chimie_verte/questions_a_la_recherche/la_sequestration_de_carbone_en_foret

4ème partie

Diminution des émissions des GES par une optimisation du

parc agricole

- Carburants : • Réglage

• Entretien, BEM

Source: Plan Climat 2003, groupe agriculture-forêt-produits dérivés, 12 propositions pour lutter contre le changement climatique dans le secteur de l'agriculture, SOLAGRO, http://www.solagro.org/site/im_user/124pc2003v7.pdf

- Mesures sur les bâtiments agricoles:

• Amélioration rendement chaudière

• Demande en électricité

• Construction

390 000 T éq CO2

175 000 T éq CO2

L’utilisation de l’énergie sur l’exploitation: les économies

d’énergie

5ème partieComment l’agriculture peut-elle

participer à la réduction des émissions de gaz à effet de serre dans

les autres secteurs de l’économie?

Le végétal va devenir une matière première de base:- pour l’industrie- comme source d’énergie.

La chimie verte versus la pétrochimie

Source: http://lca.ensiacet.fr/

Substitution progressive de la chimie du carbone fossile par celle du carbone renouvelable

Utilisation nécessaire de cultures dédiées (blés pauvres en protéines, oléagineux aux profils d’huile contrôlés, cultures à fortsrendements en matière sèche, …)

Pourquoi l’utilisation du biogaz peut-elle permettre la limitation des émissions des

GES?

L’intérêt de la méthanisation

BIOGAZAgricole (retour à la terre des produits traités)

Environnemental: solution de dépollution par traitement des déchets de matières organiques

Energétique: production d’électricité, de chaleur, de carburant… par substitution aux autres énergies (fossile et nucléaire)

A l’intersection entre les domaines:

« le biogaz à la ferme »: économie d’énergie pour les agriculteurs et opportunité de diversification en créant une nouvelle source de revenu par revalorisation des tarifs d’achat de l’électricité

produite

Quel avenir pour la valorisation des productions agricoles non-

alimentaires?

Dangers de la production et de la valorisation de la biomasse d’origine agricole Le faible rendement énergétique des biocarburants

Ethanol à base de maïs = 1,25 à 1,35 Biodiesel de soja = 1, 93 à 3, 21

Emission de GES pour la filière essence

Emission de GES pour la filière gazole

Etapes où se réalisent les émissions de GES

Source: Les marchés du carbone : quelle place pour l’agriculture française ?

Une solution: les biocarburants de deuxième génération = produits à partir de déchets végétaux et à base de cellulose.

Ex: L'éthanol produit à partir de cellulose (déchets de bois, herbes, autres végétaux): - ratio énergétique de 5 à 6 - diffusion de 82 à 85% de gaz à effet de serre de moins que l'essence- culture nécessitant moins d'intrants fossiles, elle serait donc moins polluante

Les dangers de la production et de la valorisation de la biomasse d’origine agricole

6ème partie Prise de conscience et orientations à l’échelle mondiale, européenne et

nationale

Décisions au niveau international

• 1992 : Convention de Rio Stabilisation des émissions de GES

• 1997 : Protocole de Kyoto Réduction des émissions de GES

• Mécanismes du marché• Permis d’émission• Mise en œuvre conjointe• Mécanisme de développement propre

La politique Climat de l’Union Européenne

• Protocole de Kyoto Engagement à réduire de 8 % le niveau des

émissions de GES par rapport à 1990 Efforts répartis entre les Pays membres

• 2000 : Programme Européen sur le Changement Climatique

La politique Climat de la France

• 2000 : Programme National de Lutte contre le Changement Climatique (PNLCC)

Adopté suite au Protocole de Kyoto

• 2004 : Plan Climat 2004 Objectif : atteindre voire dépasser l’engagement

souscrit à Kyoto Regroupe des mesures dans tous les secteurs de

l’économie

La politique Climat de la France

• 2004 : Plan Climat 2004 Prolonger la réduction des émissions de GES du

secteur agricole Valoriser et dynamiser la production de biomasse

sous forme d’énergie et de matières premières Plan ambitieux : réduction de 5,6 Mtéq CO2 d’ici

2010

La politique Climat de la France

• 2005 : Loi de Programme sur l’Energie 4 objectifs dont celui de préserver la santé humaine

et l’environnement, en particulier en luttant contre l’aggravation de l’effet de serre

Objectifs chiffrésDivision par 2 des émissions de GES d’ici 2050Production de 10 % des besoins énergétiques français à partir de sources d’énergie

renouvelablesPlan mobilisateurs – Plan « Terre Energie »

• Grenelle de l’Environnement

Conclusion

Economie potentielle de 10,5 Mteq CO2 soit 9,7% des émissions de GES du secteur agricole français (sous-estimé)

Résultat dépendant de l’implication du milieu agricole et de l’industrie

Compatibilité de ces mesures avec la sécurité alimentaire future?

ANNEXES

Minéralisation et organisation de l’azote

Les flux de carbone dans les forêts françaises

Les haies et l’amélioration des rendements

Les contraintes liées à l’utilisation du biogaz

Les bioproduits issus de la valorisation non-alimentaire de l’agriculture

Norg Nmin

1) Ammonification

Norg NH4+

+OH-

2) Nitrification

NH4++2O2 NO3

-

+H2O+2H+

Nitriation

NH4+ NO2

-

Nitratation

NO2- NO3

-

Minéralisation et organisation de l’azote

sol

biomasseforestière

produitsbois

décharges

boisénergie

carbone fossile

ATMOSPHERE

Source : INRA (2004) : Les flux de carbone dans les forêts françaises : l'approche par inventaire : www.avignon.inra.fr/stcavignon/centre/unites/agroclimatologie/journees_MICCES/MICCES_2004_JLD.doc

Les haies et l’amélioration des rendements

Source: Mission bocage, Les rôles de la haie brise-vent, juillet 2006

Objectifs communs:-Économie d’énergie par choix des systèmes de production-Autonomie énergétique-Utilisation rationnelle des équipements-Utilisation « énergie renouvelables « en intra-consommation(solaire, éolien, hydrolique)

Sources: bois, biogaz, paille, solaire, éolien,…

-Loi POPE 2005 -Grenelle de l’environnement : réduire les consommations d’énergie d’environ 20 % dans les bâtiments tertiaires et 12% dans les bâtiments résidentiels en 5 ans, et de plus d’un tiers à l’horizon 2020.

Contexte

Pratiques dominantes :- technologie peu connue des

investisseurs,- absence de projet similaire dans la

zone géographique considérée.

Les contraintes liées à l’utilisation du biogaz Barrières liées au projet de méthanisation

Investissement :innovation présentant un risque trop élevé pour- attirer les investisseurs en capital- obtenir un prêt bancaire

Technologie:- présence de déchets organiques méthanisables à proximité en quantité et qualité suffisante - présence de débouchés chaleur importants à proximité

Administratifs :- réglementation et usages pas encore figés- l’agriculteur doit s’attendre à voir évoluer leurs installations et à effectuer des démarches réglementaires correctives après la mise en service.

Source: Association d’initiatives locales pour l’energie. (2006) la méthanisation à la ferme.

Les bioproduits issus de la valorisation non-alimentaire de l’agriculture

Sources: Intervention de PRONOVIAL, Colloque biomasse, avril 2006, ministère de l’agriculture Desmarescaux

Barrières liées au projet de méthanisation: la nécessaire maitrise environnementale

Source: Vedrenne,F. (2007) Etude des processus de dégradation anaérobies et de production de méthane au cours du stockage des lisiers. 232p. Thèse, sciences de l’environnement. ENSA Rennes.

CH4 50 à 80%

CO2 30 à 50 %

H2O saturation

NH3 traces

H2S 0 à 1%

N2 0 à 1%

CO 0 à 1%Composition du biogaz issu de la digestion déchets organiques agricoles

Fuites dans les installations!

Les contraintes liées à l’utilisation du biogaz