Valorisation de la séquestration du carbone et gestion

Valorisation de la séquestration du carbone et gestion forestière
Jean Jacques Malfait (Maître de Conférences)
Guillaume Pajot (ATER, Doctorant)
Sébastien Rouillon (Maître de Conférences)
Université BORDEAUX 4
GRAPE - Centre Environnement Economie Publique UMR-CNRS 5113
Avenue Léon Duguit 33608 PESSAC
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Résumé :
Les certitudes quant à un réchauffement climatique brutal et préjudiciable à l’humanité sont de
plus en plus fortes. Les forêts en croissance fixent d’importantes quantités de carbone, variables selon les
zones. Ce service assuré par les forêts constitue une externalité dont l’ensemble de la société tire un
bénéfice, mais dont le prix est actuellement nul. Il apparaît néanmoins intéressant de se demander ce qui
se passerait si le carbone constituait à l’avenir un produit de la filière bois. C’est ce que se propose
d’explorer cette communication, au travers de l’introduction d’un système d’incitations économiques
destiné à la prise en compte de production de séquestration de carbone. Une analyse empirique utilisant
les données relatives au pin maritime du 4ième inventaire forestier de la Gironde est réalisée. On discute
des influences du taux d’actualisation, des prix du carbone et de la durée de vie des produits. On montre
l’importance de la valeur sociale du service rendu par les sylviculteurs. On pose la question des
possibilités de mise en place de mécanismes opérationnels de rémunération des sylviculteurs.
Réalisé avec le soutien financier de la Région Aquitaine
1
Valorisation de la séquestration du carbone et gestion forestière
L’effet de serre est un phénomène d’origine naturelle. Le rayonnement solaire est absorbé par la
Terre, puis renvoyé vers l’espace sous forme de rayonnement. Une partie de ce rayonnement est absorbée
et réfléchie par les gaz à effet de serre (GES)1
De nombreuses activités humaines nécessitent l’utilisation de combustibles fossiles (charbon,
pétrole, gaz) fortement émetteurs de GES. Ces émissions de GES génèrent un piégeage accru de l’énergie
et cela se traduit par une augmentation de la température à la surface de la terre.
Ces craintes quant à un réchauffement climatique préjudiciable à l’humanité ont suscité de
nombreuses recherches au cours des dernières années2. Bien que la nature du changement climatique
(horizon temporel éloigné, dommages environnementaux etc.) rende difficile toute tentative d’estimation,
les coûts du changement climatique peuvent être appréhendés à l’aide de deux méthodes :
- le changement climatique devrait occasionner pour de nombreux secteurs et à l’échelle mondiale des
coûts. Ces dommages constituent une première approche de l’estimation des coûts du changement
climatique (coûts des dommages) ;
- une autre façon d’aborder le problème consiste à prendre en compte la nécessité de réduire les
émissions de gaz à effet de serre. Des changements technologiques et des systèmes d’incitations
économiques devraient être mis en place pour réduire les émissions de gaz à effet de serre. Ces
changements devraient générer un certain nombre de coûts d’adaptation pour la société ; ces coûts
constituent une seconde approche des coûts du réchauffement climatique (coûts d’évitement).
Une revue de littérature non exhaustive portant sur l’estimation de ces coûts indique une grande disparité
dans les valeurs obtenues, et ce quelque soit la méthode retenue. Avec la première méthode, les
estimations varient selon les auteurs entre 5 et 30$ par tonne de carbone3. L’autre méthode fournit des
valeurs plus importantes, l’idée d’éviter les émissions de carbone par une taxe étant opérationnelle dans
plusieurs pays comme la Suède ou la Norvège. Son montant s’élève dans ces deux pays à près de 150$
par tonne de carbone (Hoën et Solberg, 1997). En Australie, le AGO (Australian Greenhouse Office)
fournit trois estimations pour le prix des futurs permis d’émissions. Celles-ci s’établissent à 30, 100 et
180 euros par tonne de carbone (Enzinger et Jeffs, 2000). La plupart des études internationales s’accorde
sur un échelonnement de valeurs comprises entre 40 et 180 dollars par tonne de carbone (Van Kooten,
2004). L’an dernier, sur le marché européen anticipant la création cette année d’un marché obligatoire, les
permis s’échangeaient en moyenne à des valeurs allant de 30 à 40 euros la tonne4 et c’est autour de ces
valeurs que semblent s’effectuer les premiers échanges sur le marché fonctionnant depuis le premier
janvier de cette année. Les experts estiment que le prix du carbone pourrait s’élever jusqu’à 75 euros la
tonne en 2008 (voir www.pointcarbon.com).
Si on prend en compte le fait que la déforestation est, après la combustion des énergies fossiles,
la seconde source des émissions de Co2 (principal responsable de l’amplification de l’effet de serre), on
peut utiliser le potentiel des forêts en tant que puits de carbone, solution qui pourrait s’avérer moins
coûteuse que la réduction des émissions de GES. Les forêts jouent en effet un rôle important dans le cycle
du carbone et contribuent de façon non négligeable à l’atténuation du changement climatique. On parlera
de puits de carbone lorsque la forêt capte plus de carbone qu’elle n’en émet ; d’une source lorsque la forêt
émet plus de carbone qu’elle n’en capte. Généralement, une forêt jeune en croissance va être un puits de
carbone, tandis qu’une forêt mature, plus ou moins en équilibre aura une contribution neutre au cycle du
carbone. Au prélèvement de la ressource ou en cas de catastrophe naturelle la forêt peut constituer une
source de carbone à un horizon plus ou moins éloigné dans le temps5.
Ce service (parmi de nombreux autres) assuré par les forêts est une externalité. C’est un service
dont la société tire une utilité, mais il n’est pas rémunéré. Puisque le prix de ce service est nul, il n’est pas
pris en considération dans les décisions de gestion des propriétaires forestiers et ne peut pas interférer
avec les objectifs de gestion sylvicoles. Il en est de même pour les industriels de la première
transformation. La nullité du prix n’implique pas cependant pas la nullité de la valeur6, et il serait
intéressant de se demander ce qui se passerait si le carbone constituait comme le bois un produit des
activités forestières. C’est ce que l’on propose ici, à travers l’introduction d’un système d’incitation
économique, destiné à la prise en considération de la « production » de séquestration de carbone.
On peut dire que la société tire son utilité d’une part de la production de bois, d’autre part de la
fonction de séquestration de carbone. On supposera également que la valeur économique du carbone est
approximée par le coût des dommages associé au réchauffement climatique. Le bénéfice pour la société
d’un investissement forestier peut être décomposé en trois éléments :
- le bois qui est une production marchande contribue à l’utilité de la société ;
2
- le stockage de carbone dans la forêt qui permet au moins de retarder l’effet des émissions de
carbone sur le climat;
- enfin, le stockage de carbone ne s’arrête pas lorsque la forêt est coupée. Si les arbres morts
émettent du carbone le temps de leur décomposition, en revanche, les arbres qui sont transformés en
produits continuent de stocker du carbone.
On se propose dans ce travail d’évaluer la pertinence économique de la valorisation de la
séquestration du carbone pour la sylviculture et de voir en quoi les critères habituels de gestion en seraient
affectés.
Nous analyserons comment le modèle de gestion sylvicole classique peut intégrer la
problématique de la séquestration du carbone. On cherchera à maximiser le rendement économique de la
production de bois avec celui de l’optimisation de la séquestration de carbone. On étudiera les
conséquences induites sur les conduites traditionnelles de gestion sylvicole par un mécanisme de
rémunération du stockage du carbone. On se place dans le cadre de la rémunération des flux de carbone
séquestrés et libérés sur une période donnée ou technique de la « variation des stocks » (Pajot 2005). Tout
opération de séquestration se voit rémunérée, toute émission fait l’objet d’un paiement. Le capital
correspondant est détenu par l’agent durant la période considérée. Dans le cas de la production ligneuse il
restera à définir la date réelle de sortie des stocks de carbone.
On a simulé les résultats qui seraient obtenus sur des peuplements équiens de pin maritime. On
étudie les effets des variations du taux d’actualisation, des prix du carbone et des durées de vie des
produits. Les pistes ouvertes par la réflexion s’orientent une rémunération de type taxes-subventions
réalisée sous l’égide d’une agence décentralisée, ou la mise en œuvre d’un véritable marché de permis
d’émission où s’échangeraient les droits d’émission et de séquestration7.
1. Les principes d’optimisation de la production forestière
On part du modèle classique de gestion sylvicole prenant en compte les coûts d’opportunité
engendrés par les investissements forestiers (coût du temps, des options alternatives à la forêt). On se
place à l’échelle d’un peuplement équien, c'est-à-dire que les arbres qui composent le peuplement ont le
même âge. On suppose que le prix du bois, le taux d’intérêt, la fonction de croissance des arbres, ainsi
que leurs états futurs, sont connus avec certitude. L’objectif du propriétaire forestier est de choisir la
durée de révolution T qui va permettre de maximiser le rendement économique de son activité.
Il est fréquent que l’on raisonne sur une seule rotation. On peut dire dans ce cas que l’optimum
est atteint lorsque l’accroissement de valeur marginal des coupes rapporté à leur valeur totale est égal au
taux d’intérêt r. Autrement dit, au-delà de ce point il vaudrait mieux placer le capital sur le marché
financier puisque le rendement du capital y serait supérieur.
Cependant il est établi depuis assez longtemps8 que la façon correcte de poser la question est
d’envisager une suite de rotations9, ce qui conduit de fait à réduire la durée de la rotation T. En effet dans
ce cas le rendement attendu doit être supérieur à r 10 . Sans entrer dans le détail on montre en effet qu’il
faut couper des arbres plus jeunes car leur accroissement marginal individuel en valeur commence à
décroître relativement tôt.
On peut exprimer les conditions d’optimum obtenues sous d’autres formes, mais cela n’a pas
d’utilité ici11.
Quel peut être maintenant l’effet de la prise en compte du bénéfice engendré par la séquestration
du carbone. Supposons qu’il existe un prix pour le carbone et que celui-ci permette la détermination d’une
rémunération lorsque le carbone est séquestré, et réciproquement d’un paiement lorsque les produits issus
de l’exploitation forestière se dégradent et que des émissions de carbone se produisent. On est dans le
cadre d’analyse des méthodes de variations de stocks.
2. La prise en compte de la valorisation du carbone dans la gestion sylvicole
Les méthodes de variation des stocks s’appuient sur le suivi des variations comptables des stocks
de carbone. Des crédits sont attribués lorsque les stocks de carbone augmentent et des débits sont portés
au compte de l’entité lorsque les stocks de carbone diminuent (G.Pajot, 2005). On peut envisager des
rémunérations pour les variations marginales de ces stocks de carbone (c'est-à-dire les flux). La
rémunération que va recevoir ici le sylviculteur (le prix par tonne de carbone stockée) est censée couvrir
le stockage permanent (à l’infini) des émissions de CO2 qu’il assume. Si l’on fait abstraction de la
3
destination du bois le sylviculteur sera conduit à verser à son tour un paiement relatif au stock libéré en
fin de période. Dans ce cas il devra assumer le coût des émissions de CO2 résultant de la destruction ou de
la dégradation finale de la ressource ligneuse. On supposera dans un premier temps que les émissions de
carbone ont lieu dès la coupe des arbres, c'est-à-dire que l’on ne s’occupe pas pour le moment de la durée
de vie des produits.
Ce scénario de référence constituera une première étape d’analyse pour intégrer ensuite les
produits transformés du bois dans des stratégies plus complexes.
La notion de variation de stock de bois correspond à l’accroissement de volume (en m3) pour
une période donnée (l’année le plus souvent) et une superficie donnée (l’hectare le plus souvent). On peut
passer à la tonne de carbone par un ensemble de coefficients. De même pour le passage en CO2 en fin de
cycle.
A un coefficient près et avec un prix relatif à la seule quantité de carbone contenue par les tiges
c’est une formule de type Faustmann12 qui servira au calcul en valeur de la somme des accroissements de
volumes de la période13.
On s’abstiendra ici de donner les formes fonctionnelles qui reproduisent les conditions de
maximisation pour le sylviculteur de la production jointe de bois et de carbone ou fonction objectif (voir
par exemple Appels, 2001 ; Enzinger et Jeffs, 2000).
Dans un premier temps nous avons voulu nous référer à la pratique passée à l’échelle d’une zone
forestière importante. Nous avons choisi le département de la Gironde au travers des résultats du 4°
inventaire national. Le phénomène d’accumulation du carbone est représenté ci-dessous. Le flux
cumulées se retrouvent la dernière année abstraction faîte des volumes prélevés lors des éclaircies :
Stocks et flux de carbone par hectare et par an (Gironde 4° inventaire IFN)
100 t
90 t
80 t
Variations de stocks de
carbone
Stocks de carbone
70 t
60 t
50 t
40 t
30 t
20 t
10 t
0t
05 ans
10 ans
15 ans
20 ans
25 ans
30 ans
35 ans
40 ans
45 ans
50 ans
55 ans
Notons qu’il s’agit d’une représentation annuelle non observée. En effet l’Inventaire Forestier
National (IFN) fournit des résultats moyens par tranche de 5 ans puis de 10 ans à partir de 40 ans. Les
flux sont recalculés à partir d’une estimation des stocks annuels14. La somme des flux de carbone
susceptible d’être rémunérée est transférée à la 1° transformation lors de la coure rase, située ici
arbitrairement à 60 ans.
Nous avons cherché à estimer en pratique l’intérêt pour le sylviculteur de s’engager dans un
processus de rémunération de la séquestration du carbone. Cette démarche se heurte à nombreux
problèmes d’estimation. Cependant on peut dégager des conclusions globales robustes.
4
3. Le passage aux formes fonctionnelles du modèle
La première étape est d’estimer le bénéfice retiré de la production de bois à la date optimale de
coupe. On se place dans le cadre d’une parcelle ayant les caractéristiques moyennes de celles observées
par unité de surface (un hectare) en Gironde pour le 4° inventaire.
Pour mener un calcul d’optimisation précis on doit disposer annuellement du volume et du prix
de vente.
Pour la détermination du volume moyen à l’hectare diverses formes fonctionnelles ont été
testées. Aucune ne s’avère pleinement satisfaisante. Soit elles décrivent bien la phase de pousse intense
des premières années, mais mal la stagnation de pousse à partir de 25-30 ans, soit c’est l’inverse. Pour ce
département la stagnation de pousse moyenne de certaines classes est très marquée15.
Fonc t ion d'a just e me nt de s volume s (m3 /ha ) sur un pe uple me nt de pin ma rit ime (G ironde 4 ° inve nt a ire IFN )
300 m3
250 m3
200 m3
150 m3
100 m3
50 m3
0 m3
0 ans
05 ans
10 ans
15 ans
20 ans
25 ans
30 ans
35 ans
40 ans
45 ans
50 ans
55 ans
60 ans
Les points représentent les données observées du 4° inventaire
On a choisi une forme polynomiale pour caler la série des données sur celle de l’IFN. De même
on peut utiliser la série « volumes coupés » pour estimer les prélèvements effectués sous forme
d’éclaircie16.
Pour la détermination des prix on a retenu le rapport prix au cube unitaire moyen de ventes
récentes de l’Office National des Forêts. On peut trouver une forme fonctionnelle de type polynomiale
satisfaisante pour représenter la relation cube moyen - prix17.
Une autre difficulté apparaît cependant pour l’exploitation des données IFN par classe d’âge en
matière de prix. Le nombre de tiges étant donné par classes le volume unitaire subit de brusques hausses
au changement de classe. Ceci entraîne les mêmes ruptures dans le calcul de la valeur actualisée des
coupes de bois. Il est préférable de lisser aussi le nombre de tiges en fonction de l’âge18.
On a analysé les résultats pour différents types d’ajustements. Pour le revenu net actualisé sur
une période infinie la différence entre les solutions extrêmes n’est que de 20%19. Le taux d’actualisation
choisi est de 3%. Le calcul de la rémunération du carbone est beaucoup moins sensible puisque seul
l’effet volume joue, le prix étant unique.
4. Durées optimales des rotations forestières et revenus actualisés de la
production de bois et de la séquestration du carbone
On présente dans les graphiques suivants les différents chemins d’optimisation pour les formes
fonctionnelles retenues20. On a d’abord représenté le revenu actualisé pour la production de bois. Pour
mémoire on a indiqué la tendance du revenu non actualisé.
5
C’est la courbe intermédiaire qui montre le lieu de l’optimum économique qui se situe vers la
46ème année pour un revenu actualisé voisin de 2175 €. Sur une seule période l’optimum se situe vers la
51ème année ce qui est logique.
Re ve nus de la produc tion de bois - simula tion à pa rtir d'un he c ta re de pin ma ritime
(G ironde 4 ° inve nta ire IFN)
7 000 €
6 000 €
Revenus non
actualisés
5 000 €
Revenu actualisé sur
une période
4 000 €
Revenu actualisé de la
production de bois sur
une infinité de
périodes
3 000 €
2 000 €
1 000 €
0€
0 ans
05 ans
10 ans
15 ans
20 ans
25 ans
30 ans
35 ans
40 ans
45 ans
50 ans
55 ans
60 ans
Introduisons maintenant la rémunération du carbone dans la fonction objectif du sylviculteur. Il
est d’abord nécessaire de passer du volume de bois à celui du carbone. De façon simplifiée c’est un
coefficient voisin de 0,34 qui permet de passer du volume de bois à la masse de carbone exprimée en
tonne21 . On peut ensuite calculer la rémunération du projet sylvicole sur la base d’un paiement équivalent
par tonne de carbone à la date du prélèvement de la ressource. Le prix de la tonne de carbone est fixé à 60
€, le taux d’actualisation est de 3%. Une hypothèse essentielle est de supposer que le prix du carbone
restera stable sur la période considérée. Plus exactement une évolution éventuelle du prix de la tonne de
carbone ne concernera pas le sylviculteur.
Bien entendu le rôle joué par le taux d’actualisation est ici essentiel. A la limite un taux nul
égaliserait rémunération pendant la période et paiement au prélèvement de la ressource.
Rémunération de la séquestration du carbone pour un hectare de pin maritime
(Gironde 4° inventaire IFN)
4 000 €
3 500 €
3 000 €
2 500 €
2 000 €
Rémunération actualisé du carbone sur une infinité de périodes
Paiement pour transfert de séquestration au prélèvement de la ressource sur une infinité de périodes
1500 €
Revenu actualisé de la séquestration du carbone sur une infinité de périodes
1000 €
500 €
0€
0 ans
05 ans
10 ans
15 ans
20 ans
25 ans
30 ans
35 ans
40 ans
45 ans
50 ans
55 ans
60 ans
6
Explicitons la courbe relative au paiement que devra acquitter le sylviculteur. Les courbes
indiquent les montants concernés si on décide de prélever la totalité de la ressource une année donnée.
Au début de la révolution la décision de coupe induit que le stockage n’aura duré que quelques années et
le taux d’actualisation n’a pas eu beaucoup d’effet sur la dette engagée. L’influence du taux est sensible
après la 30ème année, la dette étant pour l’essentiel remboursé en fin de cycle forestier22, alors que la
croissance des arbres continue à alimenter les flux de rémunération qui atteignent cependant leur
maximum vers cette période.
Le graphique suivant illustre le rendement global du projet sylvicole global basé sur les
comportements passés observés en Gironde, sous les hypothèses d’une série de prix de bois au prix
maximum de 37 €, à un prix du carbone fixé à 60 € (c’est le prix pour une séquestration définitive) et
d’un taux d’actualisation de 3%.
Ré muné ra tion d'un he c ta re de pin ma ritime a ve c va lorisa tion de la sé que stra tion du c a rbone (G ironde 4 °
inve nta ire IFN )
3 500 €
Revenu actualisé de la séquestration du carbone sur une
infinité de périodes
3 000 €
2 500 €
Revenu actualisé de la production de bois sur une infinité
de périodes
Revenu total actualisé sur une infinité de périodes
2 000 €
1500 €
1000 €
500 €
0€
0 ans
05 ans
10 ans
15 ans
20 ans
25 ans
30 ans 35 ans
40 ans
45 ans
50 ans
55 ans
60 ans
On aboutit à une première conclusion qui est que la maximisation de la valeur sociale de la
séquestration du carbone ne modifierait pas fondamentalement les pratiques sylvicoles23. Dans le cas
d’école étudié, on augmente la durée de stockage de 7 années (on passe de 46 à 51 ans) et le stock de
carbone augmente légèrement (environ 6%, de 78 à 83 tonnes). On peut considérer aussi à contrario que
le coût social induit en serait élevé pour rémunérer un service assumé de fait gratuitement.
Abstraction faîte de ce point, pour le sylviculteur, compte tenu des prix de la tonne de carbone
envisagés, il apparaît évident que la mise en œuvre d’un mécanisme de ce type conduirait à un rendement
nettement supérieur de l’investissement forestier voisin de 50%.
5. La sensibilité des résultats à la variation du taux d’actualisation et du prix
du carbone
Une première remarque concerne la conduite des peuplements. Lorsque l’on raisonne en stocks
de carbone on montre très simplement qu’un allongement des durées de rotation favorise le stockage.
Ceci est moins évident si on raisonne en termes de maximisation de flux, sachant que ces derniers
diminuent au fur et à mesure de l’age des arbres. Dans ce cas de figure la durée de révolution est bien
allongée de 46 ans à 51 ans (on retrouve d’ailleurs l’âge optimal en termes de production de bois dans le
cas d’une seule rotation) ce qui finalement est peu24.
Il est nécessaire de bien mesurer l’influence des deux paramètres principaux, le taux d’actualisation
et le prix du carbone. Les diagrammes suivants illustrent cette influence.
En ce qui concerne le taux d’actualisation il agit sur les deux types de revenus. Plus le taux est faible
plus le revenu sur les périodes futures est élevé et inversement lorsqu’il croit. C’est le revenu du bois qui
7
est le plus sensible à l’effet taux. En effet c’est la coupe finale du peuplement25 qui donne l’essentiel du
revenu sylvicole, il est donc particulièrement sensible à un taux élevé. Par contre la rémunération de la
séquestration du carbone est régulière et progressive tout au long de la croissance du peuplement, elle est
donc moins sensible à des taux d’actualisation élevés, d’autant plus que le paiement pour interruption de
la séquestration se situe lui aussi pour l’essentiel lors de cette coupe finale.
On donne également pour chaque scénario, à coté le la rémunération du carbone, la durée de
révolution conduisant à l’optimum. Naturellement l’augmentation du taux conduit à des rotations plus
courtes la préférence pour le présent étant plus forte. En plus petit près du revenu du bois on indique ce
que serait la rotation selon les critères de Faustmann, ainsi que le supplément de recettes qui résulterait de
cette décision de coupe plus précoce.
Evolution des revenus en fonction du taux d'actualisation
6 000 €
5 000 €
820 €
53 ans
4 000 €
3 000 €
2 000 €
1 120 €
51 ans
4 260 €
1 170 €
1 000 €
2 130 €
50 ans
(+1%)
47 ans
(+2%)
50 ans
49 ans
1 130 €
1 190 €
43ans
(+5%)
0€
2%
3%
4%
revenu bois
710 €
39 ans
(+10%)
5%
revenu carbone
Le prix du carbone n’influe pas directement sur les revenus tirés bois ci ce n’est qu’en allongeant
les rotations forestières on s’éloigne légèrement des rotations optimales sur ce seul critère. Par contre le
revenu de la séquestration du carbone augmente sensiblement. Son augmentation est synonyme de celle
de la durée des durées de rotation des peuplements. On indique comme précédemment ce que serait
l’optimum sans tenir compte de la rémunération du carbone, la rotation restant à 46 ans pour un revenu
de 2175 €.
Evolution des revenus en fonction du prix du carbone
4 500 €
4 000 €
3 500 €
55 ans
3 000 €
2 500 €
720 €
1 120 €
50 ans
51 ans
1 540 €
53 ans
1 990 €
2 000 €
1500 €
1000 €
2 160 €
2 130 €
46 ans
(+1%)
500 €
2 090 €
46 ans
(+2%)
2 030 €
46 ans
(+4%)
46 ans
(+7%)
0€
40 €
60 €
revenu bois
80 €
100 €
revenu carbone
L’ensemble de ces simulations a été effectué à partir des données de l’IFN. Ces données reflètent
le poids des comportements passés. En particulier il ne faut sans doute pas se polariser sur le revenu
actualisé de la production de bois obtenu. On a réalisé différents scénarios de conduite de peuplement à
partir du logiciel OPTIMFOR©26. Il est classique d’envisager des rendements supérieurs (voisins de 3000
€) avec des rotations plus courtes (autour de 40 ans). L’utilisation des ces résultats pour étudier la
rémunération du carbone conduit bien sur à des valeurs plus élevés des projets proches de 5000 €, mais la
cohérence d’ensemble est la même (proportion du supplément de la rémunération, allongement des durées
de rotation, …)
8
On pourrait être tenté de simplifier le mécanisme que nous venons de présenter, qui nécessite le
suivi régulier des accroissements de volumes, par une rémunération en une seule fois au moment du
prélèvement final. On accorde de fait dans ce cas une durée moyenne de stockage entre les premières
années et les dernières années. Outre le fait que ce stockage sera temporaire et suppose de définir les
modalités de transfert de la responsabilité du stockage, divers auteurs ont montré qu’un paiement pour le
carbone séquestré une fois pour toutes s’avèrerait contre productif du point de vue de l’incitation à la
séquestration de carbone (Hoën et Solberg, 1997). Dans le cas traité ici cette solution conduit à raccourcir
les révolutions à environ trente années, à réduire le stock de carbone à 58 tonnes, à faire « pousser » du
carbone plus du bois (rémunérations respectives : 3940 € pour la séquestration du carbone contre 1740 €
pour le bois)
On passera aussi rapidement sur l’option qui consisterait à dispenser de rachat de permis
d’émission les sylviculteurs au terme du cycle forestier. Bien évidemment elle accroît sensiblement la
rémunération de la séquestration sans cependant modifier sensiblement les conduites sylvicoles. La durée
de révolution est réduite à 43 ans le revenu de la vente des bois est quasi-identique, seul le revenu de la
séquestration augmente de 75%). Cela reviendrait à considérer que la libération du carbone stocké est
socialement supportable à cet horizon ou que la société prendra en charge cette séquestration le moment
venu. Par contre cela introduit la réflexion sur la durée de vie des produits ligneux après la coupe des
arbres. En effet la séquestration du carbone se poursuit tout au long de la vie des différents usages du
bois, d’une durée très courte lorsque l’usage est énergétique à une durée pouvant dépasser plusieurs
centaines d’années dans le cadre de la construction ou de la fabrication de mobilier.
6. La transformation de la ressource ligneuse et la pérennité du stockage du
carbone
La séquestration du carbone se poursuit tant que le bois n’est pas décomposé. Si la décomposition
naturelle d’un arbre mort est relativement courte (de l’ordre d’une petite dizaine d’années selon les
milieux), le carbone séquestré dans des arbres transformés en produits peut rester stocké suffisamment
longtemps pour peser sur le cycle du carbone. Cependant les difficultés liées à la comptabilisation des
stocks de carbone issus des produits sont au moins de deux ordres :
- la multiplicité des produits, le suivi de ces produits tout au long de leur vie obligent nécessairement à
raisonner sur des durées de vie moyennes pas toujours faciles à déterminer comme nous l’avons déjà
précédemment montré (Malfait et al, 2003);
- se pose ensuite la question de la responsabilité des émissions. Sont-elles du ressort du propriétaire de
la forêt, de l’industriel fabriquant de produits bois, ou à l’extrême du consommateur de produits
bois ?
Le transfert de responsabilité aux industriels de la première transformation se heurte au problème de
la faible durée de détention de la ressource durant cette phase de transformation. Assez rapidement le
produit les phases de transformation pour aboutir à l’usager final sans compter la phase ultime de
recyclage ou de destruction du produit.
Les réponses à ces questions impliquent des prolongements à ce travail. On pourrait cependant
envisager que la sylviculture bénéficie de fait de la poursuite de la séquestration du carbone dans les
produits. Adoptons ici des hypothèses simplificatrices sur ces durées, on pourrait imaginer réduire la
responsabilité du propriétaire de la forêt en étalant dans le temps, en fonction de la durée de vie des
produits, le montant dû par le sylviculteur au moment des émissions. La mise en place d’un système de ce
type permet d’augmenter un peu plus la rentabilité de la sylviculture.
On peut montrer qu’un allongement moyen de 20 ans du stockage dans les produits améliore la
rémunération globale du projet de 20%. Le fait mener une analyse plus fine des durées de vie en fonction
du type de produit (on a testé des durées différenciées selon la destination entre bois d’industrie et bois
d’œuvre) ne change pas sensiblement la teneur des résultats sauf à considérer cette durée comme très
longue (90 ans par exemple).
Par contre on se devra de mener cette analyse si on veut envisager les effets de substitution de
produits à faible durée de vie par des produits à longue durée.
9
7. Des pistes pour la mise en pratique de la rémunération de la séquestration
du carbone dans les projets forestiers
La mise en place de la rémunération de la séquestration du carbone suppose une mise en relation des
différents agents économiques, les émetteurs de CO2 et ceux qui peuvent offrir des lieux de séquestration.
On peut envisager cette mise en relation de deux façons, soit par une instance de type agence chargée de
collecter les paiements et de distribuer les rémunérations, soit par l’instauration d’un véritable marché de
permis d’émission.
Dans les deux cas on se situe au-delà de l’attribution actuelle de quotas d’émission gratuits aux
entreprises avec échanges entre elles tel qu’il est en train de se mettre en place en France.
Dans le premier il faudrait mettre en œuvre un mécanisme de taxe auprès de émetteurs de CO2 pour
permettre de dégager les moyens de subventionner les projets qui conduisent à la séquestration du
carbone. Dans les faits il s’agit pour les émetteurs de s’approvisionner des permis d’émettre auprès de
l’instance régulatrice. En régime de croisière, à la fin des projets de séquestration, la ressource ligneuse
est supposé être à son tour taxée en fonction des émissions qu’elle va générer, soit directement à la fin du
cycle sylvicole, soit comme nous l’avons vu après une période de stockage moyen dans les produits.
Le différence subvention – taxation sera favorable aux projets de séquestration compte tenu du
décalage dans le temps entre les deux transactions. Ce différentiel doit bien sur être financé d’une façon
ou d’une autre. Plusieurs solutions sont envisageables. D’abord l’instance peut disposer d’un décalage
entre le recueil de taxe et la date et la mise en œuvre des projets qui peut être placé sur le marché. Elle
peut aussi envisager un différentiel des prix du carbone émis et du carbone séquestré, cette différence
pouvant aussi être destinée à financer les coûts de gestion et de contrôle des quantités émises et des
quantités stockés. Un des avantages de cette approche se trouve justement dans la garantie contractuelle
offerte aux projets de séquestration d’un prix de rachat des émissions garanti à long terme, ce qui impose
un engagement d’un organisme financier ou institutionnel. A contrario cette garantie est une limite du
système car il devra assumer les conséquences d’une évolution future des prix du carbone. Si les prix du
carbone baissent les taxes futures ne couvriront plus les frais financiers engagés, la situation inverse étant
plus favorable à l’instance régulatrice en ce qui concerne le renouvellement des nouveaux permis
d’émission, ceux de rachat d’émission en fin de projet de séquestration ayant été fixés de façon
contractuelle. On voit bien la difficulté générée par des contrats s’étalant sur des périodes très longues. Ce
n’est pas tant le fait de s’assurer des engagements de mener à terme les révolutions forestières qui
pourraient s’insérer dans les obligations des plans de gestion actuels que les garanties d’équilibre
financier qui sont en cause.
L’instauration d’un véritable marché des permis d’émission est une solution alternative. Il présente
un intérêt majeur qui est de s’abstraire d’une instance régulatrice, au moins sur le plan financier27. Face à
un nombre limité de quotas d’émission et une volonté de réduire les émissions de gaz à effet de serre il est
envisageable qu’émergent les conditions d’échange de droits à émettre sur un véritable marché28. Dès lors
il sera possible d’arbitrer entre émettre et séquestrer en fonction de la meilleure opportunité. La différence
essentielle avec la solution précédente est une décentralisation des décisions et une internalisation des
coûts. Dans ce cadre toute demande de permis d’émission doit trouver sur le marché une offre de
séquestration. Sur ce marché la séquestration forestière serait mise en concurrence avec d’autres solutions
alternatives (stockage en couches profondes …).
Comme précédemment à la fin du cycle forestier ou de celle de la dégradation des produits il y a de
nouveau émission. Si on règle le problème du mécanisme de fixation et de régulation des prix du carbone
en fonction de la demande d émission et de la capacité de séquestration offerte avec toutes les conditions
d’une incitation au progrès technique en la matière, par contre se pose la question des anticipations des
agents économiques et en particulier de l’aversion au risque que ne va pas manquer de révéler l’obligation
pour les forestiers de se procurer en fin de cycle forestier des permis d’émission équivalents aux quantités
de carbone (de CO2 après décomposition) libérées dans l’atmosphère. En effet une augmentation des prix
du carbone dans l’avenir rendrait l’opération non rentable voire pénalisante. Il faudrait supposer une
réduction importante des émissions pour entraîner un relâchement sur le marché conduisant à une baisse
du prix du carbone.
Même si l’existence du marché permet à tout moment d’arrêter l’engagement de séquestration nous
avons vu qu’un tel projet, dans les conditions évoquées ici, n’a de véritable intérêt que sur une longue
période puisqu’on en vient même à allonger la durée optimale des rotations forestières.
10
Comment dès lors permettre aux agents économiques, ici les sylviculteurs de s’engager sur des
périodes plus courtes ? La référence au mécanisme des crédits temporaires (G.Pajot, 2005) pourrait
permettre de faire progresser la réflexion sur la mise en œuvre d’un vrai mécanisme de marché29, On
pourrait raisonner à partir de l’instauration d’un prix de la tonne du carbone séquestré pour une période
donnée qui dépendrait directement du taux d’actualisation retenu30.
Cette réflexion méritera des développements approfondis.
Références bibliographiques :
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VAN KOOTEN G.Cornelis (2004), Climate Change Economic: why international agreements fail?, édité
par Edward Elgard, Northampton USA.
11
1
Vapeur d’eau, nuages, le dioxyde de carbone (Co²), le méthane (CH4), le protoxyde d’azote (N²O) et les
chlorofluorocarbures (CFC). La concentration atmosphérique de ces GES peut connaître une variabilité
naturelle importante. Elle est notamment soumise à l’intensité de l’énergie solaire ou encore à
l’inclinaison de l’axe terrestre.
2
Le GIEC (Groupe Intergouvernemental d’experts sur l’Evolution du Climat), a pour mission de
synthétiser au plan mondial l’ensemble des recherches ayant trait à ce phénomène (conséquences
physiques, économiques et sociales, capacités d’adaptation, techniques d’atténuation). Dans son
Troisième Rapport d’Evaluation (2001), le GIEC souligne le fait que les signes d’un réchauffement au
cours des dernières décennies sont de plus en plus probants, Les seules incertitudes majeures qui
subsistent ont trait à l’ampleur et au rythme du changement climatique, ces deux éléments étant soumis à
d’éventuelles actions humaines destinées à l’atténuer.
3
Une tonne de carbone=0.27 tonnes de Co2 .
4
On a aussi pu observer des valeurs autour de 40 euros par tonne de carbone sur le marché mis en place
au Royaume Uni.
5
Selon la destination des produits ligneux ou la dégradation naturelle des arbres.
6
La valeur d’un bien est aujourd’hui reconnue comme étant fonction de l’utilité que génère ce bien.
Cependant, un bien utile, disponible en abondance (lumière du soleil) n’a pas de valeur économique.
Cette notion de valeur n’a de sens que dans un contexte de rareté. La stabilité climatique est une
commodité contribuant à l’utilité, le fait qu’elle soit menacée donne une valeur au service de
séquestration de carbone.
7
La mise en place de systèmes d’incitation est tout à fait envisageable dans le cadre des mécanismes de
flexibilité du Protocole de Kyoto (échanges de permis d’émissions etc.) et de la reconnaissance partielle
du rôle des forêts par ce même protocole en tant que politique potentielle d’atténuation du réchauffement
climatique
8
Il repose sur les principes énoncés par le forestier allemand Martin Faustmann dès 1849 qui ont permis
de clarifier les termes du débat en matière d’optimisation de la gestion forestière. La validité de cette
analyse sera confirmée par les travaux de Pressler (1860), Ohlin (1921), Samuelson (1976), Newman
(1988), Peyron (1998), Peyron et Maheut (1999).
9
La formule classique sous sa forme continue s’exprime par : Fb (T ) 
( pb (T ).v(T )  C0 ).e  rT
(1  e  rT )
Fb représente la valeur totale actualisée des coupes. On parle aussi de valeur du fonds forestier et l’indice
b dénote que cette valeur dépend de la production de bois ; v (T ) est le volume de bois à l’instant T ; T est
l’âge de coupe optimal pour chaque rotation et C0 les seuls coûts de plantation par simplification. Le
prix du bois pb n’est pas à proprement parler une fonction directe de l’âge des arbres. Cependant, l’âge
des arbres influence la qualité des bois, et donc le prix. On peut décider que le prix du bois est une
fonction de l’âge du peuplement au moment de la coupe. Selon les principes précédemment indiqués on
envisage une suite infinie de rotations identiques Ces valeurs sont actualisées au taux r sur une infinité de
rotations. On obtient la durée de résolution optimale en cherchant à maximiser la valeur de Fb (T ) . On
ne donnera pas ici de présentation formelle de ces différentes étapes. Réduite à une seule période la
formule (dite de Fischer) se simplifie et est égale à :
10
Précisément on divise sa valeur par 1  e
 rT
Fb (T )  ( pb (T ).v(T )  C0 ).e  rT
qui est inférieur à 1 et le rendement est égal à
r
1  e  rT
11
On pourra dire que l’accroissement marginal de recettes est composé du rendement de la coupe de bois
plus celui du capital total immobilisé ou « fonds forestier ».
12
T
Par exemple la rémunération du carbone peut s’écrire ( k .v '( t ). p c .e  rt dt .)(1  e  rT )  1 .

0
L’intégrale

de 0 à T indique que l’on considère la somme des flux de bois v’(t) de façon continue par
12
commodité, k représentant les coefficients de passage des m3 aux tonnes de carbone, Pc étant le prix de la
tonne de carbone.
13
Telle qu’elle est posée il est bien évident que l’existence d’un taux d’actualisation positif est requis
puisque c’est le décalage de la date de paiement qui fait tout l’intérêt de l’approche retenue. Le paiement
ne s’effectue pas avant le prélèvement des stocks de bois accumulés.
14
Les données disponibles se présentent sous cette forme
VOLUME MOYEN (m³/ha) par calsse d'age 4° Inventaire Gironde
300 m3
250 m3
200 m3
150 m3
100 m3
50 m3
0 m3
0-5 ans
5-10 ans
10-15 ans
15-20 ans
20-25 ans
25-30 ans
30-35 ans
35-40 ans
40-50 ans
50-60 ans
15
On peut penser au poids de éclaircies, mais les données IFN sont complexes à analyser en particulier si
on met en rapport les chiffres de « production brutes » par classe d’age.
16
Notons que le choix de traiter les flux entrants et sortants par année revient à les rajouter en recette de
production de bois, puis à les sortir du stock de la période suivante. Notons que le modèle nous donne une
centaine de m3 d’éclaircie sur la rotation. Les flux sortants donnent lieu à une rémunération au titre de la
séquestration du carbone pour la seule année ou ils sont récoltés. Par contre on tient compte de tous les
volumes des éclaircies passés qui s’ajoutent à celui de la coupe finale, le tout actualisé à la période
concerné pour le paiement pour sortie des stocks de carbone.
17
Nous avions testé une fonction exponentielle croissante avec une asymptote horizontale, allure
classique que l’on retrouve dans de nombreux modèles de prix. La fonction qui décrit cette relation est
reprise de Peyron (2003) et s’écrit comme suit :
p  a. 1  e b ( v c )  où p est le prix du bois en euros
par mètre cube, v est le volume de l’arbre moyen en mètre cube par tige a, b et c des paramètres. Les
valeurs respectives de a, b et c étaient de 40 Euros par mètre cube, 3.05 par mètre cube, et -0,12 mètre
cube. Les revenus actualisés n’étaient guère affectés. L’actualisation des prix des ventes de bois a été faite
à partir de formes polynomiales.
18
En traitant le cas des tiges qui ne sont recensées qu’à partir de 10 ans.
19
2500 € à 2900 € par hectare.
20
Les fonctions de volume, de prix, de densité des tiges retenues sont aussi des fonctions polynomiales
d’ordre 3.
21
Le carbone de la biomasse végétale se calcule de la façon suivante : Sc(v(t ))  v(t ).E.D.Car
où Sc est la masse de carbone pour l’espèce considérée (on l’exprime en tonnes de carbone par hectare),
v(t ) le volume de bois fort fourni par (IFN), E le facteur d’expansion, D la densité du bois et Car la
teneur en carbone de la matière sèche. Le facteur d’expansion E permet d’extrapoler à partir du volume
de bois fort fourni par l’IFN le volume total de l’arbre. La densité du bois permet de passer du volume de
bois total de l’arbre à la masse de matière sèche de l’arbre. Enfin, la teneur en carbone de la matière sèche
nous donne la masse de carbone dans le cas considéré ici. Le facteur d’expansion retenu ici sera de 1.6, le
coefficient d’infradensité de 0.43 et la teneur en carbone de la matière sèche est de 0.5 (Malfait et al.,
2003).
22
Comme nous avons tenu compte des éclaircies une partie des paiements est effectuée en cours de cycle.
23
On laisse de coté ici le fait que les rotations observées sont souvent supérieures à ces durées.
24
Certains scénarios sur le type de croissance de volumes, de séries de prix et de densité des tiges
conduisent à des différences de durée de rotation plus importantes.
25
On parle traditionnellement de coupe rase ou coupe à blanc, tous les arbres étant prélevés
simultanément.
26
Développé par Claude BELLE et Lysiane CUENNEGUEZ de l’IAE Université Bordeaux 4, que nous
remercions pour nous avoir permis d’utiliser leur logiciel.
27
Il pourrait rester des activités de contrôle en matière de séquestration sans parler de celles relatives à la
vérification des quantités émisses.
13
28
Rappelons que les permis d’émettre sont définitifs au sens ou les émissions sont soit diffusées dans
l’atmosphère, soit séquestrées sous forme de carbone forestier pour une période très longue, sans parler
des autres formes de séquestration.
29
Jusqu'à maintenant nous avons envisagé un système d’incitations économiques qui dédie la
responsabilité des émissions de carbone à la fin du cycle forestier au propriétaire forestier. Face aux
incertitudes engendrées par le transfert de la responsabilité des émissions de Co2 des autres secteurs à un
horizon incertain un autre système de rémunération a été proposé. Il s’agirait de créditer les variations de
carbone lorsque le stock de carbone augmente dans la forêt, et de laisser la responsabilité des émissions
aux émetteurs de dioxyde de carbone. A la fin du contrat la responsabilité des émissions à l’origine du
contrat temporaire revient à l’émetteur initial. Le propriétaire peut maintenir lui ses arbres sur pied et
éventuellement engager un nouveau contrat de séquestration, mais peut tout aussi bien vendre ses arbres
et sa responsabilité ne serait pas engagée. C’est donc aux émetteurs de Co2 d’assumer la responsabilité de
leurs émissions.
30
Supposons, pour simplifier, que la durée de vie du carbone atmosphérique soit infinie et que le coût
actuel d’une tonne émise soit égal à PC. Les permis d’émission d’une durée de vie d’une période
pourraient valoir PC.r, avec r égal au taux d’actualisation. Ces permis alloués de façon optimale pourraient
conduire à l’équilibre du marché.
14