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Land cover changes with the development of anaerobic digestion for biogas production in France

Abstract

Anaerobic digestion is developing in various countries worldwide to produce renewable energy. In addition, the resulting digestates provide readily available nutrients when applied to cropping systems as fertilizers. The introduction of a biogas plant on a farm can induce land cover changes, in relation to the production of feedstock for the biogas plant and/or to the modification of the farming system. The aim of this study was therefore to characterize and quantify the land cover changes in farms associated with biogas plants in France. We combined two national spatialized databases: the Land Parcel Identification System (yearly French land cover at the parcel scale with farm identifier per parcel) and the SINOE database (biogas plant location and year of start-up). We showed that, on average, the changes were limited, with an increase in maize areas (+3.4% of the total farm areas) compensated by a decrease in wheat and rapeseed areas (−1.8% and −1.9%, respectively), but with a certain variability. The French regulation and market limiting the use of dedicated energy crops seems to have limited land cover changes in France compared to other countries. However, we elaborated a typology of land cover changes and characterized five clusters of farms across the country. The main one (67% of the farms) corresponded to unchanged land cover after the introduction of a biogas plant. The four other clusters showed contrasting changes, for example, an increase or a decrease in grassland areas, a strong increase in maize areas, or a replacement of winter wheat by winter barley. The diversity and the driving factors behind these changes deserve to be better studied and understood through further farmer surveys.RésuméLa méthanisation se développe dans différents pays du monde pour produire de l'énergie renouvelable. Les digestats résultants fournissent des nutriments facilement disponibles lorsqu'ils sont valorisés en agriculture. L'introduction d'un méthaniseur dans une exploitation agricole peut induire des changements d'assolement, du fait de la production de matières premières pour la méthanisation et/ou de la modification de son système de production. L'objectif de cette étude était donc de caractériser et de quantifier les changements d'assolement dans les exploitations agricoles associées à des méthaniseurs en France. Nous avons combiné deux bases de données nationales spatialisées: le registre parcellaire graphique (assolement annuel du territoire français à l'échelle de la parcelle avec identifiant d'exploitation par parcelle) et la base de données SINOE (localisation du méthaniseur et année de mise en service). Nous avons montré qu'en moyenne, les changements étaient limités avec une augmentation des surfaces en maïs (+3.4% de la SAU des exploitations) compensée par une diminution des surfaces en blé et colza (−1.8% et −1.9%, respectivement), mais avec une certaine variabilité. La réglementation et le marché français limitant l'utilisation de cultures énergétiques dédiées semblent donc avoir limité les changements d'assolement en France par rapport à d'autres pays. Cependant, nous avons élaboré une typologie des changements d'occupation du sol et caractérisé cinq groupes d'exploitations agricoles à travers le pays. Le principal groupe (67% des fermes) correspond à un assolement inchangé après l'introduction d'un méthaniseur. Les quatre autres groupes ont montré des changements contrastés, par exemple, une augmentation ou une diminution des surfaces en prairies, une forte augmentation des surfaces de maïs, ou un remplacement du blé d'hiver par l'orge d'hiver. La diversité et les déterminants de ces changements méritent d'être mieux étudiés et compris grâce à de nouvelles enquêtes auprès des agriculteurs.


Publication:
GCB Bioenergy
Pub Date:
May 2023
DOI:

10.1111/gcbb.13042

Bibcode:
2023GCBBi..15..630L
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Publisher
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