A marginal abatement cost curve for climate change mitigation by additional carbon storage in French agricultural land

Réduction des émissions de gaz à effet de serre permise par le stockage additionnel de carbone sur les terres agricoles Françaises: courbe de coût marginal d'abattement

Laure Bamière, Valentin Bellassen (valentin.bellassen@inrae.fr), D. Angers, R. Cardinael (remi.cardinael@cirad.fr), Eric Ceschia (eric.ceschia@inrae.fr), Claire Chenu (claire.chenu@inrae.fr), Julie Constantin (julie.constantin@toulouse.inra.fr), Nathalie Delame (nathalie.delame@inrae.fr), Abdoul Diallo (abdoul.diallo@inrae.fr), Anne-Isabelle Graux (anne-isabelle.graux@inrae.fr), Sabine Houot (sabine.houot@inrae.fr), K. Klumpp (katja.klumpp@inrae.fr), C. Launay (camille.launay@inrae.fr), Elodie Letort (elodie.letort@inrae.fr), Raphaël Martin (raphael.martin@inrae.fr), Delphine Mézière (delphine.meziere@inrae.fr), Claire Mosnier (claire.mosnier@inrae.fr), Olivier Rechauchère (olivier.rechauchere@inrae.fr), Michele Schiavo (michele.schiavo10@gmail.com), Olivier Therond (olivier.therond@inrae.fr) and Sylvain Pellerin (sylvain.pellerin@inra.fr)
Additional contact information
Valentin Bellassen: CESAER - Centre d'économie et de sociologie rurales appliquées à l'agriculture et aux espaces ruraux - UBFC - Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement - Institut Agro Dijon - Institut Agro - Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement
D. Angers: Centre de recherche et de développement sur les aliments, Agriculture et Agroalimentaire Canada [Saint Hyacinte, Québec, Canada]
R. Cardinael: UPR AIDA - Agroécologie et intensification durables des cultures annuelles - Cirad - Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement, Direction Persyst - Direction du département Performances des systèmes de production et de transformation tropicaux - Cirad - Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement, UZ - University of Zimbabwe
Eric Ceschia: CESBIO - Centre d'études spatiales de la biosphère - IRD - Institut de Recherche pour le Développement - UT3 - Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT - Université de Toulouse - INSU - CNRS - Institut national des sciences de l'Univers - OMP - Observatoire Midi-Pyrénées - IRD - Institut de Recherche pour le Développement - UT3 - Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT - Université de Toulouse - INSU - CNRS - Institut national des sciences de l'Univers - CNES - Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] - CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique - Météo-France - CNES - Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] - CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement
Claire Chenu: ECOSYS - Ecologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes - AgroParisTech - Université Paris-Saclay - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement
Julie Constantin: AGIR - AGroécologie, Innovations, teRritoires - Toulouse INP - Institut National Polytechnique (Toulouse) - UT - Université de Toulouse - INP - PURPAN - Ecole d'Ingénieurs de Purpan - Toulouse INP - Institut National Polytechnique (Toulouse) - UT - Université de Toulouse - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement
Nathalie Delame: UMR PSAE - Paris-Saclay Applied Economics - AgroParisTech - Université Paris-Saclay - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement
Abdoul Diallo: CESAER - Centre d'économie et de sociologie rurales appliquées à l'agriculture et aux espaces ruraux - UBFC - Université Bourgogne Franche-Comté [COMUE] - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement - Institut Agro Dijon - Institut Agro - Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement
Anne-Isabelle Graux: PEGASE - Physiologie, Environnement et Génétique pour l'Animal et les Systèmes d'Elevage [Rennes] - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement - Institut Agro Rennes Angers - Institut Agro - Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement
Sabine Houot: ECOSYS - Ecologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes - AgroParisTech - Université Paris-Saclay - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement
K. Klumpp: UREP - Unité Mixte de Recherche sur l'Ecosystème Prairial - UMR - VAS - VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement
C. Launay: ECOSYS - Ecologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes - AgroParisTech - Université Paris-Saclay - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement, AGIR - AGroécologie, Innovations, teRritoires - Toulouse INP - Institut National Polytechnique (Toulouse) - UT - Université de Toulouse - INP - PURPAN - Ecole d'Ingénieurs de Purpan - Toulouse INP - Institut National Polytechnique (Toulouse) - UT - Université de Toulouse - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement
Elodie Letort: SMART - Structures et Marché Agricoles, Ressources et Territoires - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement - Institut Agro Rennes Angers - Institut Agro - Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement
Raphaël Martin: UREP - Unité Mixte de Recherche sur l'Ecosystème Prairial - UMR - VAS - VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement
Delphine Mézière: UMR ABSys - Agrosystèmes Biodiversifiés - Cirad - Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement - CIHEAM-IAMM - Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier - CIHEAM - Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement - Institut Agro Montpellier - Institut Agro - Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement
Claire Mosnier: UMRH - Unité Mixte de Recherche sur les Herbivores - UMR 1213 - VAS - VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement
Olivier Rechauchère: Agronomie - AgroParisTech - Université Paris-Saclay - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement, DEPE - Direction de l'Expertise scientifique collective, de la Prospective et des Etudes - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement
Michele Schiavo: SMART - Structures et Marché Agricoles, Ressources et Territoires - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement - Institut Agro Rennes Angers - Institut Agro - Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement, DEPE - Direction de l'Expertise scientifique collective, de la Prospective et des Etudes - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement, IDDRI - Institut du Développement Durable et des Relations Internationales - Institut d'Études Politiques [IEP] - Paris
Olivier Therond: LAE-Colmar - Laboratoire Agronomie et Environnement - Antenne Colmar - LAE - Laboratoire Agronomie et Environnement - UL - Université de Lorraine - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement
Sylvain Pellerin: UMR ISPA - Interactions Sol Plante Atmosphère - Bordeaux Sciences Agro - Ecole Nationale Supérieure des Sciences Agronomiques de Bordeaux-Aquitaine - INRAE - Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement

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Abstract: Following the Paris agreement in 2015, the European Union (EU) set a carbon neutrality objective by 2050, and so did France. The French agricultural sector can contribute as a carbon sink through carbon storage in biomass and soil, in addition to reducing GHG emissions. The objective of this study is to quantitatively assess the additional storage potential and cost of a set of eight carbon-storing practices. The impacts of these agricultural practices on soil organic carbon storage and crop production are assessed at a very fine spatial scale, using crop and grassland models. The associated area base, GHG budget, and implementation costs are assessed and aggregated at the region level. The economic model BANCO uses this information to derive the marginal abatement cost curve for France and identify the combination of carbon storing practices that minimizes the total cost of achieving a given national net GHG mitigation target. We find that a substantial amount of carbon, 36.2 to 52.9 MtCO2e yr-1, can be stored in soil and biomass for reasonable carbon prices of 55 and 250 € tCO2e-1, respectively (corresponding to current and 2030 French carbon value for climate action), mainly by developing agroforestry and hedges, generalising cover crops, and introducing or extending temporary grasslands in crop sequences. This finding questions the 3-5 times lower target of 10 MtCO2e.yr-1 retained for the agricultural carbon sink by the French climate neutrality strategy. Overall, this would decrease total French GHG emissions by 9.2 to 13.8%, respectively (reference year 2019).

Keywords: Soil organic carbon sequestration; Climate change mitigation; Greenhouse gas; Carbon neutrality; Agriculture; Abatement cost; France (search for similar items in EconPapers)
Date: 2023-01-10
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Published in Journal of Cleaner Production, 2023, 383, pp.135423. ⟨10.1016/j.jclepro.2022.135423⟩

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DOI: 10.1016/j.jclepro.2022.135423

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