Global economic and environmental consequences of the European biofuels policy

For many years, biofuels have been considered a cleaner, greener alternative to fossil fuels in order to reduce greenhouse gas (GHG) emissions in the transportation sector. For this reason, in recent years, many European policies has tried to promote biofuels production and consumption. However, some concerns on the actual sustainability of biofuels have arisen. In particular, scientific studies have pointed out that additional emissions from indirect land-use change (iLUC) could cancel out biofuels benefits on climate change. Fueled by these concerns, the objective of this dissertation is to forecast the global economic and environmental consequences of an increase in European biodiesel consumption from 2001 to 2020 levels, applying the parameters established by the EU RE Directive and verify if the sustainability criteria imposed by the RED itself will be satisfied. For this purpose, I used the GTAP-BIO general equilibrium model, a model capable of analyzing the linkages between biofuels, agriculture, international trade, and the environmental consequences in terms of land-use change and greenhouse gas (GHGs) emissions. The results of the simulation confirm the already strong concerns on the sustainability of first generation biofuels brought to light by other scientific studies. The demand of biodiesel in Europe after the implementation of the RED targets is so high that the EU needs to import heavily biodiesel feedstock from other regions and this is one of the causes which entails a welfare loss. Additionally, the increase in biodiesel consumption in the European Union entails a diversion of intermediates products and factor endowments from other sectors, in particular for those sectors that compete for land. The decrease in supply for food and feed crops (which are substituted by fuel crops) drives their prices (and the relative output prices i.e. food/feed) to go up. The conflict between food and biofuel sectors is also the driving force for the indirect land use change (iLUC), which is a market-mediated effect, since the price increase creates incentives to convert areas formerly not used for food production (i.e. forests and pasture) into agricultural land. We estimate that most cropland conversion arises within Europe, mainly at the expense of forests. Looking at the GHG emissions triggered by these land use changes, the results suggest a total emission of 168 gCO2/MJ per year over 20 years of biodiesel production, which would mean that the GHG reduction requirements established by the policies could not be fulfilled.

Per molti anni i biocarburanti sono stati considerati un’alternativa verde e sostenibile ai carburanti fossili allo scopo di ridurre le emissioni di gas ad effetto serra (GHG) nel settore dei trasporti. Per questa ragione, negli ultimi anni, molte politiche europee hanno promosso la produzione e il consumo di biocarburanti. Tuttavia recentemente sono sorti dubbi sulla loro effettiva sostenibilità. In particolare, molti studi scientifici affermano che se aggiungiamo alle emissioni che derivano dal ciclo di vita dei biocarburanti, quelle provenienti dal cambiamento d’uso del suolo indiretto (iLUC), i benefici ambientali di alcuni biocarburanti potrebbero assottigliarsi notevolmente. Alimentato da questi dubbi, l’obiettivo di questa tesi è quello di prevedere le conseguenze economico-ambientali a livello globale di un aumento di consumo di biodiesel in Europa dal 2001 al 2020, applicando i parametri stabiliti dalla Direttiva RED e verificare se i criteri di sostenibilità definiti dalla RED stessa verranno soddisfatti. A questo scopo, è stato utilizzato il modello di equilibrio generale GTA-BIO, un modello in grado di analizzare i collegamenti tra biocarburanti, agricoltura, commercio internazionale e le conseguenze ambientali in termini di cambiamento d’uso del suolo ed emissioni. I risultati della simulazione confermano i dubbi della letteratura scientifica sulla sostenibilità dei biocarburanti di prima generazione. La domanda di biodiesel in Europa dopo l’implementazione degli obiettivi della RED risulterebbe essere così elevata che la UE necessiterebbe di aumentare fortemente l’importazione di materie prime per la produzione di biodiesel, una delle cause della perdita prevista di benessere economico. Inoltre, l’incremento del consumo di biodiesel in Europa dovrebbe comportare una diversione di intermedi e fattori produttivi da altri settori, soprattutto da quelli che competono per la terra. La diminuzione dell’offerta di piante destinate all’alimentazione umana o alla mangimistica (poiché sostituite da piante per biocarburanti) causa un aumento dei loro prezzi e di quelli degli output che dovrebbero originare (cibo e mangimi). Il conflitto tra il settore del cibo e quello dei biocarburanti è la forza motrice del cambiamento d’uso del suolo indiretto; infatti, all’aumentare dei prezzi delle commodities agricole, i produttori hanno interesse ad aumentarne la produzione su terreni precedentemente non agricoli (es. foreste e pascoli). Secondo la simulazione, la maggior parte del cambiamento d’uso del suolo avviene in Europa, soprattutto a discapito delle foreste. Le emissioni totali di GHG che ne conseguono si attestano sui 168 gCO2/MJ all’anno per 20 anni, il che significherebbe il mancato rispetto dei requisiti di riduzione delle emissioni stabilite dalla RED.