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© 2015 NEOMA BUSINESS SCHOOL
SIMULATIONS AVEC LE MODÈLE GCAM DES
EFFETS DES PRIX DES ÉNERGIES FOSSILES SUR
LA COMPÉTITIVITÉ DES PRODUITS BIOSOURCÉS À
L’HORIZON DE 2050
Mohamed Majdi CHELLY
Chaire de Bio Economie Industrielle
lundi 9 novembre 2015
1
Sommaire
1. Aperçu sur le modèle GCAM et ses modules
2. Description des scénarios
3. Impacts sur le secteur agricole et sur la compétitivité des
produits biosourcés
4. Comparaison avec les scénarios de SCAR
2
The Global Change Assessment Model
•
GCAM a été développé par « Pacific Northwest
National Laboratory » du DOE des Etats-Unis;
•
Modèle d’équilibre partiel (récursif dynamique);
•
Utilisant une période d’exécution qui s’étend de
1990 à 2100 avec des intervalles de 5 années;
Economie
mondiale
Technologies
•
Il peut être utilisé pour simuler des scénarios,
des politiques et des objectifs d'émissions;
•
GCAM a été largement utilisé par le GIEC,
l’administration américaine (Ministère de
l’énergie DOE, Ministère de l’agriculture USDA)
et la communauté de la recherche;
•
Libre accès aux communautés de chercheurs;
•
Fonctionnalités (cf. plus loin).
Energie
Modèle
d’évaluation
des
changements
globaux
Climat
Agriculture et
utilisation des
sols
3
Economie mondiale
Population
Régions de GCAM 3.2
Afrique
Japon
Ex-Union soviétique
Etats-Unis
Moyen Orient
Chine
Australie_NZ
Corée
Inde
Europe de l’Ouest
Asie du Sud-Est
Europe de l’Est
Canada
PIB
Amérique latine
Source : GCAM Wiki
4
Module énergie
PIB
Productivité
Population
Demande
énergétique
Main d’œuvre
3 secteurs: (1) l’industrie,
(2) le transport, (3) le
bâtiment
Ressources
régionales
Entrées du
modèle
Technologies de
conversion de
l’énergie
Emissions
GES
Offre
énergétique
Prix
Prix et
quantités
mondiales
Source : GCAM Wiki
5
Module énergie
Les technologies de raffinage dans GCAM
Source : GCAM Wiki
6
Module agriculture et utilisation des sols
Module
Energie
PIB régional
Population
Demande
- Produits
agricoles
- Elevages
- Produits
forestiers
Technologies
-
caractéristiques
des sols
Source : GCAM Wiki
-
Biomasse
commercialisée
-
Demande en
biomasse
-
Offre
Produits
agricoles
Elevages
Biomasse
Produits
forestiers
-
émissions dues au changement
d‘affectation des sols
Marchés
Prix des produits
agricoles
Prix des élevages
Prix des produits
forestiers
Prix de la
biomasse
Politiques
Taxes
Subventions
Réglementations
-
Production
Produits
agricoles
Elevages
Biomasse
énergie
Produits
forestiers
Utilisation des sols
- Produit
agricoles
- Elevages
- Forêts
aménagées
- Forêts non
aménagées
7
Module agriculture et utilisation des sols
Source : GCAM Wiki
8
Sommaire
3. Impacts sur le secteur agricole et la compétitivité des
9
Description des scénarios
Méthodologie
Méthode 1 : Modifier les prix du gaz
naturel en Europe
Méthode 2 : Modifier les quantités
du gaz naturel en Europe
L’hypothèse consiste à baisser les prix
du gaz dans en Europe de 8 $/MMBTU
à 5 $/MMBTU entre 2020 and 2035.
Total: Les réserves du gaz de schiste en
Europe sont estimés entre 3000 and
12000 milliards de m3 => 1 % to 3 % des
réserves mondiales du gaz de schiste (380
000 milliards m3 d’après l’IEA).
SHALE GAS
SCENARIO
IN EUROPE
Source : GCAM Wiki
Europe
(NBP)
Japon (GNL)
juin-13
avril-12
février-11
décembre-…
octobre-08
juin-06
août-07
avril-05
février-04
décembre-…
octobre-01
juin-99
août-00
Etats-Unis
(Henry Hub)
avril-98
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
février-97
$/MMBTU
Source: EIA
BAU
SCENARIO
GCAM
REFERENCE
SCENARIO
Evolution des prix du gaz naturel dans les différents marchés
Source: World Data Bank
10
Description des scénarios
90
10
80
9
70
8
2014$/MMBTU
2014$/Barrel
Méthodologie
60
50
40
30
7
6
5
4
3
20
2
10
1
0
0
BAU scenario
Shale gas scenario
GCAM reference scenario
BAU scenario
Shale gas scenario
Scénarios d’évolution des prix du pétrole et du gaz naturel en Europe entre 1990 et 2050
11
Sommaire
12
Impacts sur le secteur agricole et la compétitivité des
produits biosourcés : Région Europe de l’Ouest
Oil crop production (Mt)
Sugar crop production (Mt)
40
140
35
120
30
100
25
80
20
60
15
40
10
20
5
0
0
1990 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
BAU scenario
Shale gas scenario
1990 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
BAU scenario
Shale gas scenario
13
Wheat production (Mt)
Fertilizer demand (Mt N)
140
16
120
14
100
12
10
80
8
60
6
40
4
20
2
0
0
1990 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
BAU scenario
Shale gas scenario
1990 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
BAU scenario
Shale gas scenario
14
Primary Energy Consumption
(Average Fossil Efficiency Conversion)
Biomass (Mtoe)
Refined liquids production
Biomass liquids-FT (Mtoe)
25
180
160
20
140
120
15
100
80
10
60
40
5
20
0
0
1990 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
BAU scenario
Shale gas scenario
1990
2005
2010
BAU scenario
2015
2020
2025
Shale gas scenario
2030
2035
2040
2045
2050
15
Gas production by biomass gasification (109 m3)
Refined liquids production
Biomass liquids-ethanol (Mtoe)
30
25
25
20
20
15
15
10
10
5
5
0
0
1990 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
BAU scenario
Shale gas scenario
1990 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
BAU scenario
Shale gas scenario
16
Sommaire
17
Comparaison des résultats de GCAM avec les scénarios
du SCAR
4th Foresight Exercise of the SCAR (Standing Committee on Agricultural Research)
BIO-MODESTY Scenario
• Faible croissance de la
demande en biomasse
pour les biomatériaux et
les bioénergies,
• Demande mondiale en
biomasse en 2050 estimée
à 18,2 milliards de tonnes
de matière sèche.
BIO-BOOM Scenario
• Augmentation de la
demande pour la
valorisation non
alimentaire de la
biomasse.
• 23,9 milliards de tonnes
de biomasse en 2050;
BIO-SCARCITY Scenario
• Basé sur une approche
"Food Processing First“, la
quantité de biomasse
disponible pour une
valorisation non
alimentaire
(biomatériaux, bioénergie)
sera inférieure à
aujourd’hui (zéro pour les
biocarburants).
• La quantité de biomasse
qui pourrait être produite
est limitée à 13 milliards
de tonnes;
18
Comparaison des résultats de GCAM avec
les scénarios du SCAR
2500,0%
2000,0%
1500,0%
SCAR SCENARIO BIO-MODESTY
SCAR SCENARIO BIO-BOOM
1000,0%
SCAR SCENARIO BIO-SCARCITY
GCAM SCENARIO LOW-ENERGY-PRICES
GCAM SCENARIO HIGH-ENERGY-PRICES
500,0%
0,0%
Food
Feed
Bio-based
chemicals &
materials
Bioenergy
Biofuels
Total supply of Total demand
biomass
for biomass
-500,0%
Evolution de la demande mondiale en biomasse par secteur entre 2010 et 2050
19
Merci pour votre attention.
[email protected]
Site de la chaire : http://chaire.neoma-bs.fr/bio-economie-industrielle/
20

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