Amélioration des prévisions environnementales de tables entrées/sorties par l'utilisation d'un modèle économique d'équilibre général

De nombreux pays voient dans les biocarburants une solution idéale de remplacement des combustibles fossiles en particulier avec le problème des émissions de gaz à effet de serre (GES) qui devient de plus en plus préoccupant. Néanmoins, certaines préoccupations demeurent quant aux avantages globaux de production de biocarburants à grande échelle et il semble que la mise en place d'outils environnementaux plus complets soit nécessaire pour bien comprendre les implications de leur mise en oeuvre. En particuliers, l'implantation d'une méthode permettant de calculer les impacts environnementaux d'un changement survenant au sein de l'économie permettrait de prendre la pleine mesure des conséquences entrainées par les politiques de biocarburants. Les tables entrées/sorties ou tables Input/ Output sont particulièrement appréciées en analyse macroéconomique car elles permettent de décrire les échanges monétaires entre les différents secteurs d'une économie d'un pays ou d'une région. Certaines d'entres elles s'accompagnent d'extensions environnementales qui caractérisent les émissions de chaque secteur économique pour un certain nombre de substances. Le but de l'analyse environnementale Input/ Output est de fournir une modélisation des impacts environnementaux survenant au sein des secteurs économiques d'une région modélisée. Néanmoins ce type d'analyse a uniquement fait l'objet d'études se concentrant sur un nombre restreint de secteurs plutôt que sur l'économie globale. Or, la structure même des tables I/O se base sur une interdépendance entre les secteurs. Étudier un changement économique majeur en ne modélisant la demande que pour quelques secteurs revient donc à sous estimer les impacts appartenant aux secteurs non considérés. GTAP (l'acronyme de Global Trade Analysis Project) est un modèle économique d'équilibre général qui s'appuie sur des tables I/O nationales pour étudier les variations causées par un changement majeur dans l'économie. Il contient aussi d'autres paramètres économiques tels que les échanges bilatéraux entre les pays ce qui lui permet de fournir une modélisation précise des relations entre tous les acteurs économiques du monde. Les tables I/O générées par GTAP sont donc plus complètes que les tables I/O classiques en ce sens que la modélisation de GTAP a intégré des paramètres macro-économiques beaucoup plus variés que ceux utilisés traditionnellement en analyse I/O. Cependant si les tables I/O classiques se basent sur une vi relation fixe entre les secteurs et non sur la modélisation des nouveaux paramètres d'interdépendance suite à une perturbation, le modèle GTAP ne fournit pas d'extensions environnementales reliées aux secteurs économiques ce qui rend difficile la modélisation des conséquences environnementales provoquées par des perturbations économiques. Dans ces conditions, une opportunité de coupler les résultats du modèle GTAP avec les extensions environnementales de la base I/O a été identifiée. De récents développements au sein de GTAP permettent également de modéliser les changements d'utilisation des terres à partir desquels les émissions de gaz à effet de serre, qui leur sont associées, peuvent être calculées. Dans cette étude le modèle GTAP a été utilisé pour deux scénarios : un scénario dit de base qui modélise la croissance économique et démographique prévue à l'horizon 2020. L'autre scénario dit biocarburants qui reprend les mêmes hypothèses économiques que le scénario de base, mais qui incorpore également deux politiques nationales de biocarburants.. Les résultats économiques du modèle GTAP ont été couplés avec les extensions environnementales d'une table I/O internationale. Les impacts dus au changement d'utilisation des terres ont été calculés en utilisant à la fois les données de GTAP et les facteurs du Groupe Intergouvernemental sur l'Évolution du climat (GIEC) Les résultats montrent que pour la plupart des indicateurs environnementaux, le scénario de base cause moins d'impacts environnementaux que le scénario biocarburant. De plus, même si le scénario biocarburant est conçu pour réduire les émissions de gaz à effet de serre cela ne semble pas être le cas. Ce surprenant résultat est causé par les émissions provenant du changement d'utilisation des terres entrainé par les politiques de biocarburants. Néanmoins la différence entre les deux scénarios reste faible si elle est comparée aux impacts environnementaux causés par la croissance économique. Cette étude souligne qu'utiliser GTAP afin de déterminer les données économiques qui sont ensuite couplées directement avec les extensions environnementales des tables I/O permet d'obtenir une ACV se basant sur des variations économiques calculées par un modèle d'équilibre et non sur des relations fixes entre les secteurs. À ce titre, l'analyse I/O proposée dans cette étude permet, grâce à l'utilisation de GTAP, de modéliser des impacts environnementaux plus représentatifs des relations vii d'interdépendance entre les différents secteurs d'une économie touchée par une perturbation que dans le cadre d'une analyse I/O traditionnelle. L'incorporation des émissions provoquées par le changement d'utilisation des terres améliore l'exhaustivité de la méthode.

Abstract

Many countries see biofuels as an ideal replacement to fossil fuels especially when greenhouse gas (GHG) emissions reductions are concerned. Nevertheless, some concerns remain about the overall benefits of large-scale biofuel production and it seems that more comprehensive tools are required to fully understand the implications of their implementation. Input/Output tables describe monetary trades between sectors among a whole economy. Some of them have included environmental extensions that link emitted substances to the economic sectors. I/O analyses are therefore able to model life cycle emissions of an economy. These I/O analyses however have been used in case studies that aim only at a few economic sectors and not at the global economy. The structure of the I/O tables yet relies on the interdependance among sectors. Studying a major economic change while changing only the demand for a few sectors may therefore not consider every affected sector and ultimately underestimate the impacts. GTAP1 is a computable general equilibrium model that relies on national I/O tables to assess the variations due to a major change in the economy. But the model also uses specific economic parameters such as bilateral trade flows between countries. Thus I/O tables that are generated by GTAP are more complete than classical I/O analysis because they have been calculated using more economic relationships. It therefore seems interesting to couple economic results from GTAP with environmental extensions from an I/O database to obtain the environmental impacts for the whole economy of a given region. Recent developments in GTAP have also enabled to model direct and indirect land use changes and the related greenhouse gas emissions using IPCC conversion factors. In this study, GTAP model has been run for two scenarios: a baseline scenario modeling the economic and demographic growth by 2020 assuming a business as usual situation; a biofuel scenario, assuming the same economic hypothesis but also including two national policies regarding biofuels. Economic variations given by GTAP model have then been coupled with the environmental extensions of EXIOBASE an I/O database. Land use change impacts have been 1 Global Trade Analysis Project ix calculated coupling GTAP land use data and IPCC factors. Results show that for most environmental indicators, the baseline scenario causes fewer impacts than the biofuel scenario. In addition, even though the biofuel scenario is designed to mitigate climate change, it causes more impact on the climate change indicator. This unexpected result is due to the emissions from land use changes caused by the biofuel policies. Nevertheless the difference between the two scenarios remains slight if they are compared to the environmental impact of economic growth. Using GTAP to calculate the economic data that are then coupled directly with environmental I/O tables enables a more complete LCA compared to classical I/O analysis. The inclusion of the emissions due to land use change improves the completeness of the method.