54
4 th updated edition on the occasion of the 17 th Conference of the Parties to the UN Framework Convention on Climate Change (COP 17) 28 Nov. – 9 Dec. 2011 Durban, South Africa 2011 EUR 21855 EN

4th updated edition - European Commission...4 th updated edition on the occasion of the 17 th Conference of the Parties to the UN Framework Convention on Climate Change (COP 17) 28

  • Upload
    others

  • View
    4

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

  • 4th updated edition

    on the occasion of the 17th Conference of the Parties to the UN Framework Convention on Climate Change (COP 17)28 Nov. – 9 Dec. 2011Durban, South Africa

    2011 EUR 21855 EN

  • European CommissionJoint Research Centre

    Contact information

    Frank Raes

    Address: TP290 I-21020 Ispra (VA)E-mail: [email protected].: +39 0332 789958Fax.: +39 0332 785704

    http://www.jrc.ec.europa.eu

    The publication can be downloaded from

    http://ccu.jrc.ec.europa.eu/

    Legal NoticeNeither the European Commission nor any person acting on behalf of the Commission is responsible for the use that might be made of this publication.Its content does not necessarily reflect the official view of the European Commission

    JRC 67564

    EUR 21855 ENISBN 978-92-79-22008-1 (print)ISBN 978-92-79-22009-8 (PDF)

    ISSN 1018-5593 (print)ISSN 1831-9424 (online)

    doi:10.2788/96760

    Luxembourg: Publications Office of the European Union

    © European Union, 2011

    Reproduction is authorised provided the source is acknowledged

    Printed in Italy on recycled paper

  • Edited by Frank RaesAna Belen Prada BarrioGráinne MulhernTeiksma Buseva

    2011 EUR 21855 EN

  • Table of Contents

    FOREWORD

    1

    JRC’S RESEARCH ACTIVITIES

    2

    SCENARIO MODELLING

    Low Carbon Roadmap to 2050

    4

    Limiting Near‐Term Climate Change

    6

    IMPACTS & ADAPTATION 

    Floods in Europe 

    8

    Agriculture and Climate Change

    10

    Economic Impacts of Climate Change in the EU 

    12

    The Adaptation Clearinghouse Mechanism

    14

    MITIGATION 

    Renewable Energies

    16

    CO2 

    Emissions from Vehicles

    18

    Energy and Greenhouse Gas Performance

    20

    CO2 

    Emissions from Maritime Transport

    22

    Carbon Capture and Storage

    24

    The Convenant

    of Mayors

    26

    Meat Consumption and Climate Change

    28

    Biofuels

    Demand 

    30

    Biofuels, How Green are They?

    32

    Land Use, Land Use Change and Forestry

    34

    Reducing Emissions from Deforestation

    36

    MONITORING AND VERIFICATION

    Trends in Greenhouse Gas Emissions

    38

    Soil Atlas of the Northern Circumpolar Region

    40

    Soil Atlas of Europe

    40

    Systematic Observations

    42

    CIVIL SOCIETY PERSPECTIVES

    The JRC’s Climate Change Exhibition

    44

    ABBREVIATIONS

    46

  • 1

    Foreword

    International 

    climate 

    negotiations 

    received 

    unprecedented 

    attention 

    on 

    the 

    occasion 

    of 

    the 

    COP 

    15 

    meeting 

    in 

    Copenhagen 

    in 

    2009. 

    The 

    outcome 

    of 

    the 

    COP 

    15 

    did 

    not 

    meet 

    the 

    high 

    expectations 

    that 

    surrounded 

    it, 

    but 

    Europe’s 

    efforts 

    to 

    find 

    an 

    agreement 

    and 

    avoid 

    dangerous 

    climate 

    change 

    continue. 

    At 

    the 

    COP 

    17 

    meeting 

    in 

    Durban, 

    the 

    European 

    Union 

    aims to operationalise

    the achievements of the COP 15 that were enhanced and confirmed at 

    the 

    COP 

    16 

    in 

    Cancun 

    in 

    2010. 

    The 

    EU 

    will 

    also 

    continue 

    to 

    pursue 

    comprehensive 

    legally 

    binding 

    agreement 

    as 

    the 

    basis 

    for 

    future 

    post‐2012 

    international 

    framework 

    to 

    combat 

    climate change.

    With 

    the 

    creation 

    of 

    the 

    Directorate‐General 

    for 

    Climate 

    Action

    (DG 

    CLIMA) 

    in 

    2010, 

    the 

    European Commission (EC) confirmed its strong commitment to addressing climate change. At 

    the same time a Memorandum of Understanding was established between DG CLIMA and the 

    Commissions’

    Joint Research Centre

    (JRC), which consolidates and advances the scientific and 

    technical support that the JRC provides for a range of climate policy initiatives. 

    The 

    present 

    fourth 

    edition 

    of 

    “Research 

    at 

    the 

    JRC 

    in 

    Support 

    of 

    EU 

    Climate 

    Change 

    Policy 

    Making”

    describes 

    concrete 

    research 

    activities 

    and 

    results 

    that 

    contributed 

    to 

    the 

    EC 

    policy 

    initiatives of the past two years:

    The 

    Commission’s 

    “Analysis 

    of 

    options 

    to 

    move 

    beyond 

    20% 

    greenhouse 

    gas 

    emission 

    reductions and assessing the 

    risk 

    of 

    carbon 

    leakage”, 

    and 

    the 

    “Roadmap 

    for moving 

    to a 

    competitive 

    low 

    carbon 

    economy 

    in 

    2050”, 

    which 

    have 

    been 

    particularly 

    significant 

    in 

    setting out a strategic vision for the EU. 

    The Commission’s work in developing a robust accounting framework for Land Use,

    Land 

    Use 

    Change 

    and 

    Forestry 

    (LULUCF) 

    which 

    aims 

    to 

    achieve 

    clearer

    picture 

    of 

    the 

    role 

    played in both emitting and removing greenhouse gases. 

    Preparations for an EU strategy following  the White Paper 

    “Adapting 

    to 

    climate 

    change: 

    towards a European framework for action”, and the EU contribution to the Global Climate 

    Observing System (GCOS), which focuses on satellite and in situ

    observations of climate in 

    the atmospheric, oceanic, and terrestrial domains.

    This booklet further presents a wide range of activities that need to be addressed in order to 

    contribute to a sound science base for future policy action.

    We consider the collaboration between our Directorates‐General to be of great importance in 

    continuing 

    and 

    tackling 

    global 

    climate 

    change 

    in 

    way 

    that 

    is 

    based 

    on 

    science, 

    environmentally and economically effective, and capable of attracting support from citizens in 

    Europe and worldwide.

    Dominique Ristori

    Jos

    DelbekeDirector General

    Director GeneralJoint Research Centre

    Directorate‐General for Climate Action

  • 2

    JRC’s

    Research Activitiesin support of EU climate change policy making

    The 

    JRC 

    aims 

    to 

    determine 

    the 

    costs 

    and 

    benefits 

    of 

    mitigation 

    and 

    adaptation 

    polices in monetary and non‐monetary terms. 

    Benefits 

    are 

    assessed 

    not 

    only 

    in 

    terms 

    of 

    reducing 

    climate 

    change 

    risks, 

    but 

    also 

    in 

    terms of enhancing energy security, reducing air pollution, protecting against climate 

    variability, etc. 

    Within this context the JRC performs studies in the following five areas:

    Scenario

    modelling: 

    Ex‐ante

    evaluation

    of 

    the 

    environmental 

    and 

    economic 

    effectiveness of mitigation and adaptation strategies.

    Impacts 

    Adaptation: 

    Quantitative 

    assessment 

    of 

    the 

    exposure 

    and 

    vulnerability 

    of 

    various 

    forms 

    of 

    ‘capital’

    (e.g. 

    infrastructure, 

    human 

    life, 

    biodiversity) 

    to 

    climate 

    change 

    hazards, 

    and 

    assessment 

    of 

    the 

    benefits, 

    co‐benefits 

    and 

    costs 

    of 

    reducing 

    exposure and vulnerability.

    Mitigation: Quantitative assessment of the benefits, co‐benefits and cost of various 

    options to reduce climate change hazards by reducing greenhouse gas emissions and 

    enhancing their sinks.

    Monitoring 

    and 

    Verification: 

    Development 

    and 

    promotion 

    of 

    EU 

    and 

    global 

    methodologies 

    for 

    monitoring 

    the 

    drivers 

    and 

    effects 

    of 

    climate 

    change, 

    monitoring 

    the effectiveness of policies and verifying reported data and claims.

    Civil 

    Society 

    Perspectives: 

    Awareness 

    building 

    and 

    assessment 

    of    the 

    social 

    acceptance 

    of 

    climate 

    change 

    risks 

    and 

    climate 

    change 

    policies 

    through 

    the 

    involvement of civil society.

    The JRC Climate Change Research Strategy explores climate change

    questions from  a 

    European 

    and 

    global 

    perspective, 

    in 

    support 

    of 

    European 

    Commission 

    services, 

    EU 

    Member States and international organisations.

    This 

    report 

    describes 

    the 

    various 

    JRC 

    activities 

    grouped 

    according 

    to 

    the 

    five 

    areas 

    mentioned above.

  • 3

    To address the climate change problem, both mitigation (by reducing greenhouse gas emissions) 

    and adaptation (by 

    reducing 

    exposure 

    and 

    vulnerability to 

    climate 

    change 

    impacts) 

    are 

    needed. 

    The JRC assesses the options and costs of such policies, as well

    as their benefits and co‐benefits. 

    The 

    JRC 

    furthermore 

    monitors 

    the 

    implementation 

    and 

    effectiveness 

    of 

    climate 

    change 

    policies, 

    by supporting international programmes engaged in the monitoring

    of essential climate variables 

    related to the atmosphere, the ocean and land.

  • 4

    Low Carbon Roadmap to 2050Modelling energy futures for meeting the 2C target

    To avoid dangerous climate change, the EU has a stated objective

    of limiting the global mean 

    temperature 

    increase 

    to 

    2°C 

    compared 

    to 

    preindustrial 

    times.

    The 

    Intergovernmental 

    Panel 

    on 

    Climate 

    Change 

    (IPCC) 

    reported 

    in 

    2007 

    that, 

    in 

    order 

    to 

    reach 

    that 

    target, 

    global 

    emissions 

    of 

    greenhouse 

    gases 

    would 

    have 

    to 

    be 

    halved 

    by 

    2050 

    compared 

    to 

    1990 

    levels. 

    Developed 

    countries, 

    however, 

    would 

    need 

    to 

    adopt 

    reduction 

    target 

    within 

    the 

    range 

    of 

    80 

    to 

    95% 

    below 

    1990 

    emissions 

    by 

    2050. 

    The 

    European 

    Council 

    and

    Parliament 

    endorsed 

    this as an EU objective.

    Several EC Communications have analysed potential climate policies. In 2011, the EC adopted 

    Communication 

    entitled 

    “A 

    Roadmap 

    for 

    moving 

    to 

    competitive 

    low 

    carbon 

    economy 

    in 

    2050”.

    In 

    support 

    of 

    this 

    Communication, 

    the 

    JRC 

    used 

    the 

    POLES 

    (Prospective 

    Outlook 

    on 

    Long‐term 

    Energy 

    Systems) 

    world 

    energy

    sector 

    model 

    to 

    assess 

    the 

    technological 

    and 

    economic effects of various scenarios

    designed to meet the 2°C target. 

    The 

    80 

    to 

    95%

    reduction 

    target 

    for 

    developed 

    countries, 

    as 

    presented 

    in 

    the 

    IPCC's

    4th

    Assessment Report, covers both internal reductions and the use of international credits. The 

    POLES 

    model 

    was 

    applied 

    to 

    assess 

    the 

    order 

    of 

    magnitude 

    of 

    the 

    internal 

    reductions 

    required of the EU by 2050 in line with the 2°C

    objective. Three scenarios were analysed:•

    Global Baseline: globally no additional climate action is undertaken up to 2050;•

    Global Action: global action halving global emissions by 2050 compared to 1990;• Fragmented Action: EU pursues a decarbonisation strategy but other countries do

    not 

    follow. 

    They 

    only 

    comply 

    with 

    the 

    lower 

    end 

    of 

    the 

    Copenhagen 

    Accord

    pledges 

    until 

    2020 and undertake no additional efforts after 2020.

    review 

    of 

    the 

    latest 

    scientific 

    literature 

    and 

    the 

    model 

    projections 

    by 

    the 

    POLES 

    model 

    show that, in order to reach the 2°C target, the EU would need to reduce its greenhouse gas 

    emissions internally by at least 75% by 2050 compared to 1990.

    Key publications:

    European Commission (2011): A Roadmap for moving to a competitive low carbon economy in 

    2050, Impact Assessment. SEC(2011) 288.

    Russ P., Ciscar

    J.C., Saveyn

    B., 

    Soria 

    A., 

    Szabó

    L., 

    Van 

    Ierland,T., 

    Van 

    Regemorter

    D., 

    Virdis

    R. 

    (2009): 

    Economic 

    Assessment 

    of 

    Post‐2012 

    Global 

    Climate 

    Policies. 

    Global 

    Climate 

    Policies, 

    EUR 23768 EN.

    Russ P., Van Ierland

    T. (2009): Insights on different participation schemes to meet climate 

    goals. Energy Economics 31 (Supplement 2);

    S163‐S173. JRC56838

    .

    For more info:[email protected]

    Economics of Climate Change, Energy and Transport Unit

    Institute for Prospective Technological Studies

    mailto:[email protected]

  • 5

    Figure 1: GHG emission pathway in case of Global Action, for all

    sectors and gases

    Figure 2: Per capita GHG emissions (in t CO2

    ‐eq/capita) in the Global Action scenario

    World

    Developed Countries

    Developing Countries

    EU 27

    China

    1990 2010 2030 2050

    16

    14

    12

    10

    8

    6

    4

    2

    0

  • 6

    Black 

    carbon 

    and 

    ozone 

    in 

    the 

    lower 

    troposphere 

    are 

    pollutants 

    that 

    can 

    have 

    harmful 

    impacts on human health and ecosystems. They also contribute to global warming. Emissions 

    of 

    black 

    carbon 

    and 

    ozone 

    precursors 

    are 

    expected 

    to 

    increase 

    in

    many 

    parts 

    of 

    the 

    world. 

    For 

    this 

    reason, 

    the 

    United 

    Nations 

    Environmental 

    Programme 

    (UNEP) 

    and 

    the 

    World 

    Meteorological 

    Organization 

    (WMO) 

    initiated 

    study 

    to 

    investigate 

    which 

    known 

    and 

    feasible 

    emission 

    control 

    measures 

    could 

    help 

    to 

    improve 

    air 

    quality 

    while 

    also 

    reducing 

    global warming. 

    The study identified a set of 16 of such measures (see Table 1) which target in particular the 

    emissions of black 

    carbon, 

    methane 

    and 

    other 

    ozone 

    precursors, 

    while 

    leaving 

    emissions 

    of 

    other gases such as sulfur

    dioxide largely untouched.

    As a contribution to the 

    UNEP‐WMO 

    study, 

    the 

    JRC 

    applied 

    the 

    ECHAM5‐HAMMOZ

    General 

    Circulation Model to study how the implementation 

    of 

    the selected 

    set 

    of 

    control 

    measures 

    would influence concentrations of black carbon and tropospheric

    ozone and their impact on 

    climate (see Figure 1). If these measures are immediately implemented, they will contribute 

    to reducing average global warming by 0.5°C by 2050. Only if measures to reduce emissions 

    of 

    carbon 

    dioxide 

    and 

    other 

    long‐lived 

    greenhouse 

    gas 

    emissions 

    are 

    implemented 

    simultaneously, 

    can 

    the 

    long 

    term 

    target 

    of 

    keeping 

    the 

    increase

    in 

    global 

    atmospheric 

    temperature below 2°C (compared to pre‐industrial times) be reached. 

    It 

    is 

    generally 

    agreed 

    that 

    measures 

    to 

    reduce 

    black 

    carbon 

    and 

    tropospheric

    ozone 

    should 

    be 

    developed 

    within 

    regional 

    air 

    pollution 

    policy 

    frameworks.   However, 

    the 

    assessment 

    of 

    whether activities within these regional frameworks sum up to something significant for the 

    global climate requires a global modelling and monitoring approach. 

    Key publication:

    Shindell

    D., Kuylenstierna

    J.C.I., Vignati E., Van Dingenen R., Amann

    M., Klimont

    Z., Anenberg

    S.C., Muller N., Janssens‐Maenhout G., Raes F., Schwartz J., Faluvegi

    G., Pozzoli

    L., 

    Kupiainen

    K., 

    Höglund‐Isaksson

    L., 

    Emberson

    L., 

    Streets 

    D., 

    Ramanathan

    V., 

    Hicks 

    K., 

    Kim. 

    Oanh

    N. 

    T., 

    Milly

    G., Williams M., Demkine

    V., Fowler D. (2011): Mitigating near‐term climate change and 

    improving 

    human 

    health 

    and 

    food 

    security 

    though 

    black 

    carbon 

    and

    methane 

    emissions 

    controls, submitted to Science.

    For more info:[email protected] Change and Air Quality Unit

    Institute for Environment and Sustainability 

    Limiting Near‐Term Climate ChangeUNEP assessment on black carbon and tropospheric ozone

    mailto:[email protected]

  • 7

    Figure 1: Reduction in radiative

    forcing at the top of the atmosphere (W/m2) caused by a full 

    implementation of the UNEP‐WMO measures. This reduction in radiative

    forcing could result 

    in a reduction of the global mean temperature increase by about 0.5C by 2050, if the 

    measures are implemented over the next 20 years.

    Methane measures Black carbon measures

    Pre‐mine degasification and recovery of CH4

    from 

    coal mine ventilation Standards for the reduction of pollutants from 

    road and off‐road vehices, including diesel 

    particle filtres

    Recovery and utilisation of CH4

    and improved 

    control of fugitive emissions from oil and natural 

    gas production

    Eliminating high‐emitting vehicles in road and off‐

    road transport

    Reduced gas leakage from long‐distance 

    transmission pipelinesReplacing coal by coal briquettes in cooking and 

    heating stoves

    Separation and treatment of biodegradable 

    municipal wastePettet stoves and boilers to replace current wood 

    burning technologies in industrialised countries

    Upgrading primary wastewater treatment to 

    include gas recoveryIntroducing clean‐burning biomass stoves for 

    cooking and heating in developing countries

    Control of CH4

    emissions from livestock  Replacing traditional brick kilns with vertical shaft 

    and Hoffman kilns

    Intermittent aeration of continuously flooded rice 

    paddiesReplacing traditional coke ovens with modern 

    recovery ovens

    Table 1: Measures identified by the UNEP‐WMO assessment

    to reduce methane and black 

    carbon emissions, which would be beneficial for air quality and

    reduce global warming 

  • 8

    Floods in EuropeThe changing hydrological cycle

    To support EU climate change policy, the JRC has developed a methodology to 

    assess 

    global 

    warming 

    induced 

    changes 

    in 

    the 

    hydrological 

    cycle 

    and 

    the 

    consequent 

    socio‐economic 

    impacts. 

    The 

    physical 

    impact 

    assessment 

    integrates 

    high‐resolution 

    regional 

    climate 

    information, 

    pan‐European 

    hydro‐morphological 

    datasets, 

    hydrological 

    modelling 

    and 

    statistical 

    analysis 

    to 

    predict 

    changes 

    in 

    hydrological 

    variables 

    (see 

    Figure 

    1). 

    The 

    socio‐

    economic 

    impacts 

    are 

    estimated 

    by 

    combining 

    the 

    physical 

    impact 

    with 

    information 

    on 

    exposure (capital, population and ecological assets) and vulnerability (measure of the extent 

    to which a system can be affected). 

    Resulting 

    economic 

    impacts 

    of 

    floods 

    estimated 

    within 

    the 

    PESETA‐I 

    and 

    FP7 

    CLIMATECOST 

    study 

    show 

    that, 

    under 

    medium‐high 

    emission 

    baseline 

    (A1B), 

    with 

    no 

    mitigation 

    or 

    adaptation, 

    the 

    current 

    Expected 

    Annual 

    Damage 

    of 

    approximately 

    €5.5 

    billion 

    is 

    projected 

    to reach €20 billion by the 2020s (2011‐2040), €46 billion by the 2050s (2041‐2070) and €98 

    billion 

    by 

    the 

    2080s 

    (2071‐2100) 

    in 

    the 

    EU‐27. 

    However, 

    large 

    part of 

    this is 

    due 

    to 

    socio‐

    economic 

    changes. 

    The 

    marginal 

    effect 

    of 

    climate 

    change 

    is 

    estimated 

    at 

    €9 

    billion/year 

    by 

    the 

    2020s, 

    €19 

    billion/year 

    by 

    the 

    2050s 

    and 

    €50 

    billion/year 

    by 

    the 

    2080s. 

    These 

    are 

    then 

    also 

    roughly 

    the 

    values 

    of 

    the 

    economic 

    benefits 

    of 

    protecting 

    against 

    1‐in‐100‐year 

    flood 

    events across Europe under the A1B scenario. The costs of maintaining minimum protection 

    levels are estimated at €1.7 billion/year by the 2020s, €3.4 billion/year by the 2050s and €7.9 

    billion/year by the 2080s for the EU. 

    Key publication:Feyen

    L., 

    Dankers

    R., 

    Bódis

    K., 

    Salamon 

    P., 

    Barredo 

    J.I. 

    (2011): 

    Fluvial 

    flood 

    risk 

    in 

    Europe 

    in 

    present and future climates. Climatic Change, in press. 

    Rojas 

    R., 

    Feyen

    L., 

    Dosio 

    A., 

    and 

    Bavera

    (2011): 

    Improving 

    pan‐European 

    hydrological 

    simulation 

    of 

    extreme 

    events 

    through 

    statistical 

    bias 

    correction

    of 

    RCM‐driven 

    climate 

    simulations. Hydrology and Earth System Sciences, 15, 2599‐2620. 

    For more info: [email protected]

    Land Management and Natural Hazards Unit

    Institute for Environment and Sustainability

  • 9

    Figure 

    1: 

    Relative 

    change 

    in 

    100‐year 

    flood 

    magnitude 

    (measured 

    as 

    discharge 

    in 

    cubic 

    meters 

    per 

    second) 

    between 

    the 

    control 

    period 

    (1961‐1990)   and 

    (a) 

    1981‐2010, 

    (b) 

    2011‐

    2040, 

    (c) 

    2041‐2070 

    and 

    (d) 

    2071‐2100, 

    based 

    on 

    an 

    ensemble 

    of 

    LISFLOOD 

    simulations 

    driven 

    by 

    12 

    climate 

    models 

    using 

    the 

    A1B 

    scenario. 

    Red 

    indicates 

    decrease 

    in 

    flood 

    magnitude, blue indicates more severe floods.

    An increase in flooding is projected in several major European rivers and even in regions such 

    as in Southern Europe, where it will get drier on average. In North‐eastern Europe, however, 

    the hazard of extreme snowmelt floods is projected to decrease.

    mean: 1.06; std: 0.21; min: 0.20; max: 2.50

    mean: 1.02; std: 0.09; min: 0.50; max: 1.57 mean: 1.07; std: 0.11; min: 0.41; max: 1.85

    mean: 1.06; std: 0.18; min: 0.32; max: 2.93 mean: 1.06; std: 0.21; min: 0.20; max: 2.50

  • 10

    Under 

    the 

    projected 

    changes 

    in 

    climate, 

    the 

    long‐term 

    sustainability 

    of 

    agricultural 

    production 

    systems 

    and 

    associated 

    livelihoods 

    is 

    unattainable 

    without 

    the 

    development 

    of 

    adequate 

    adaptation 

    strategies. 

    Robust 

    and 

    quantitative 

    assessment 

    tools 

    that 

    estimate 

    climate 

    change 

    risks 

    and 

    vulnerabilities 

    are 

    crucial 

    to 

    decision

    makers 

    in 

    the 

    context 

    of 

    assessing trade‐offs, synergies and priorities for resource allocation in tackling the impacts of 

    climate change on agriculture. 

    Over 

    the 

    past 

    twenty 

    years, 

    the 

    JRC 

    has 

    been 

    assisting 

    the 

    European 

    Commission 

    in 

    the 

    implementation 

    of 

    the 

    Common 

    Agricultural 

    Policy 

    (CAP) 

    and 

    associated 

    decision 

    making 

    processes 

    such 

    as 

    market 

    interventions, 

    by 

    operationally 

    producing 

    in‐season 

    crop 

    yield 

    forecasts at a European level. To do this, the JRC uses a crop modelling infrastructure driven 

    by agro‐meteorological data and assisted by remotely sensed observations. 

    Recently, 

    new 

    modelling 

    platform, 

    BioMA

    (Biophysical 

    Models 

    Application), 

    has 

    been 

    developed 

    within 

    the 

    JRC. 

    This 

    model 

    increases 

    the 

    JRC’s

    modelling 

    capacities 

    and 

    extends 

    its crop monitoring expertise to 

    analyse 

    climate 

    change 

    impacts on 

    agricultural 

    productivity 

    under 

    future 

    emission 

    scenarios. 

    Because 

    crop 

    growth 

    models 

    are 

    very 

    sensitive 

    to 

    meteorological input data, statistical corrections and stochastic weather generation activities 

    must be carried out in order to adapt the 

    climate 

    simulated 

    from

    emission scenarios 

    to the 

    requirements 

    of 

    crop 

    models. 

    Comparing 

    simulations 

    based 

    on 

    different 

    initial 

    conditions, 

    parameterisations, or drivers allows for the assessment of the potential impact of increased 

    stress (such as water‐limitation, diseases (see Figure 1), or abiotic

    stress) on crop yields and 

    for 

    the 

    exploration 

    of 

    adaptation 

    strategies 

    to 

    minimise

    these 

    effects. 

    In 

    the 

    framework 

    of 

    different 

    projects 

    working 

    on 

    impact 

    studies, 

    the 

    BioMA

    platform 

    is 

    being 

    deployed 

    over 

    different 

    agricultural 

    landscapes 

    in 

    Europe, 

    Latin 

    America, 

    and 

    West 

    Africa 

    to 

    simulate 

    impacts 

    for 

    variety 

    of 

    crops 

    such 

    as 

    wheat, 

    maize, 

    rice, 

    grapevine, 

    soybean, 

    millet 

    and 

    cotton. 

    Short‐

    to 

    medium 

    term 

    horizons 

    (2020, 

    2030 

    and 

    2050) 

    are 

    targeted, 

    based 

    on 

    emission scenarios proposed by the IPCC. 

    Key publications: 

    Bellocchi

    G., 

    Rivington

    M., 

    Donatelli 

    M., 

    Matthews 

    K. 

    (2010): 

    Validation 

    of 

    biophysical

    models: 

    issues 

    and 

    methodologies. 

    review. 

    Agronomy 

    for 

    Sustainable 

    Development, 

    30, 

    109‐130.

    Bregaglio

    S., 

    Donatelli 

    M., 

    Confalonieri

    R., 

    Acutis

    M., 

    Orlandini

    S. 

    (2011): 

    Multi 

    metric 

    evaluation 

    of 

    leaf 

    wetness 

    models 

    for 

    large‐area 

    application 

    of 

    plant 

    disease 

    models. 

    Agricultural and Forest Meteorology, 151 (9), 1163‐1172.

    For more info:[email protected]

    Monitoring Agriculture Resources Unit 

    Institute for Environment and Sustainability 

    Agriculture and Climate ChangeAssessing the impact of changes in growing conditions

    mailto:[email protected]

  • 11

    Figure 1: Crop diseases develop largely as the result of fungal responses to temperature and 

    humidity. Infection can be taken as an indication of potential damage to untreated crops. The 

    figure 

    illustrates 

    projected 

    differences 

    between 

    2000 

    and 

    2020 

    in 

    the 

    potential 

    infection 

    events 

    per 

    year 

    of 

    pathogen: 

    potato 

    leaf 

    blight 

    (Phytophthora

    infestans). 

    In 

    general, 

    the 

    projections 

    show 

    an 

    increased 

    number 

    of 

    events 

    with 

    favourable 

    conditions 

    for 

    the 

    disease, 

    hence 

    greater 

    pressure 

    on 

    potato 

    crops. 

    While 

    some 

    reduction 

    in 

    the 

    number 

    of 

    potential 

    infection 

    events 

    (i.e. 

    less 

    disease 

    pressure) 

    is 

    estimated 

    in 

    many 

    coastal 

    areas 

    and 

    in 

    Southern Europe, worsening 

    conditions 

    for 

    potato 

    crops 

    are 

    projected 

    for 

    the 

    key 

    producing 

    areas in Central and Northern Europe.

    Change in potential infection events per year of potato leaf blight

  • 12

    Economic Impacts of Climate Change in the EUThe PESETA–I study

    The 

    main 

    purpose 

    of 

    the 

    PESETA‐I 

    (Projection 

    of 

    Economic 

    impacts 

    of 

    climate 

    change 

    in 

    Sectors of 

    the 

    European 

    Union 

    based 

    on 

    boTtom‐up 

    Analysis)

    study

    (Ciscar

    et 

    al., 

    2011) 

    was 

    to 

    make 

    consistent 

    physical 

    and 

    economic 

    assessment 

    of 

    the 

    impacts 

    of 

    climate 

    change 

    in 

    Europe 

    at 

    the 

    end 

    of 

    the 

    21st

    century. 

    The 

    study 

    integrated 

    four 

    market 

    impact 

    categories 

    (agriculture, 

    coastal 

    areas, 

    tourism 

    and 

    river 

    floods) 

    in 

    an 

    economic 

    modelling 

    framework 

    of 

    computable general equilibrium. The analysis assessed the welfare effects that might result if 

    the climate of the 2080s were imposed on today’s socio‐economic context. The main result is 

    that, 

    without 

    public 

    adaptation, 

    the 

    welfare 

    loss 

    in 

    the 

    2080s’

    climate 

    would 

    range 

    between 

    0.2% and 1% of the current welfare level, depending on the climate scenario (Figure 1). 

    It 

    is 

    interesting 

    to 

    note 

    that 

    there 

    is 

    high 

    variation 

    across 

    regions 

    and 

    impact 

    categories. 

    Climate 

    change 

    could 

    therefore 

    have 

    large 

    distributional 

    consequences 

    both 

    regionally 

    and 

    sectorally. 

    Most 

    European 

    regions 

    would 

    register 

    welfare 

    losses 

    in 

    the 

    2080 

    scenarios. 

    Northern 

    Europe 

    would 

    benefit 

    from 

    climate 

    change, 

    for 

    the 

    impacts 

    considered, 

    mainly 

    because 

    of 

    large 

    agricultural 

    crop 

    yield 

    gains. 

    Southern 

    Europe 

    is 

    the 

    only 

    region 

    that 

    shows 

    losses in all impact categories. Under the most extreme climate change scenarios (5.4°C global 

    mean 

    temperature 

    increase 

    and 

    88 

    cm 

    rise 

    in 

    sea 

    level), 

    the 

    welfare 

    losses 

    in 

    Southern 

    Europe could reach 1.6%. Moreover, welfare losses increase disproportionally 

    to 

    increases 

    in 

    temperature. 

    In 

    general 

    terms, 

    agriculture, 

    river 

    floods 

    and 

    coastal 

    systems 

    account 

    for 

    the 

    majority of the climate damages considered in the study.

    Key publication:

    Ciscar

    J.‐C., Iglesias A., Feyen

    L., Szabó

    L., Van Regemorter

    D., Amelung

    B., Nicholl

    R., Watkiss

    P., Christensen O. B., Dankersc

    R., Garrote

    L., Goodess

    C. M., Hunt A., Moreno A., Richards J., 

    and 

    Soria

    A. 

    (2011): 

    Physical 

    and 

    economic 

    consequences 

    of 

    climate 

    change

    in 

    Europe. 

    Proceedings 

    of 

    the 

    National 

    Academy 

    of 

    Science, 

    January 

    31, 

    2011, 

    doi:10.1073/pnas.1011612108.

    For more info:juan‐[email protected]

    [email protected]

    Economics of Climate Change, Energy  and Transport 

    Institute for Prospective Technological Studies

    mailto:[email protected]:[email protected]

  • 13

    Figure 1: Sectoral

    and geographical decomposition of welfare loss, if the 2080 climate were 

    imposed on the socio‐economic reality of today. Source: Ciscar

    et al. (2011) 

    -1.0% -0.5% 0.0% 0.5% 1.0% 1.5% 2.0%Welfare Loss

    2.5°C3.9°C5.4°C

    5.4°C, 88 cm SLR

    2.5°C3.9°C5.4°C

    5.4°C, 88 cm SLR

    2.5°C3.9°C5.4°C

    5.4°C, 88 cm SLR

    2.5°C3.9°C5.4°C

    5.4°C, 88 cm SLR

    2.5°C3.9°C5.4°C

    5.4°C, 88 cm SLR

    2.5°C3.9°C5.4°C

    5.4°C, 88 cm SLRS

    outh

    ern

    Eur

    ope

    Cen

    tral

    Eur

    ope

    Sou

    th

    Cen

    tral

    Eur

    ope

    Nor

    thB

    ritis

    h Is

    les

    Nor

    ther

    nE

    urop

    eE

    U Agriculture

    Coastal systems

    River floods

    Tourism

  • 14

    The Adaptation Clearinghouse MechanismProviding EU wide data

    The 

    need 

    for 

    an 

    Adaptation 

    Clearinghouse 

    was 

    identified 

    in 

    the 

    Commission’s 

    2009 

    White 

    Paper 

    “Adapting 

    to 

    climate 

    change: 

    Towards 

    European 

    framework 

    for 

    action”. 

    call 

    for 

    tender 

    was 

    published 

    in 

    2010 

    and 

    the 

    Adaptation 

    Clearinghouse 

    Mechanism 

    is 

    currently 

    under 

    development. 

    The 

    Clearinghouse 

    will 

    eventually 

    be 

    hosted 

    at 

    the 

    European 

    Environment Agency. The JRC supports the development of the Clearinghouse mechanism by 

    helping 

    with 

    its 

    management 

    and 

    by 

    providing 

    data 

    and 

    content 

    to

    the 

    Clearinghouse 

    from 

    the following in‐house sources:•

    European Soil Data Centre;•

    European Forest Data Centre;•

    Regional Climate Data Repository;•

    European Database of Vulnerabilities;•

    European Floods Portal;•

    AGRI4CAST Agro‐meteorological and crop growth modeling systems;•

    Integrated Land Use Modeling Platform;•

    European Drought Observatory.

    The 

    Clearinghouse 

    Mechanism 

    is 

    intended 

    to 

    comply 

    with 

    the 

    INSPIRE 

    Directive 

    and 

    its 

    Implementing 

    Rules 

    adopted 

    (or 

    to 

    be 

    adopted) 

    for: 

    Metadata, 

    Data 

    Interoperability, 

    Network 

    Services 

    (where 

    applicable), 

    Data 

    and 

    Service 

    Sharing, 

    Monitoring 

    and 

    Reporting. 

    The JRC provides the content from the abovementioned sources as follows:•

    Metadata 

    for 

    all 

    listed 

    JRC 

    content 

    is 

    collected, 

    controlled 

    provided 

    to 

    the 

    Clearinghouse via the JRC Reference Data and Services Initiative

    (a portal in which all JRC 

    reference 

    data 

    is 

    identified 

    and 

    described 

    by 

    INSPIRE‐compliant 

    metadata 

    and 

    can 

    be 

    subsequently retrieved using a search engine). •

    Content: 

    data 

    information 

    sources 

    and 

    maps 

    are 

    supplied 

    from 

    the

    individual 

    data 

    sources.

    For 

    the 

    content, 

    bias 

    corrected 

    temperature 

    and 

    precipitation 

    fields 

    based 

    on 

    the 

    regional 

    climate 

    model 

    runs 

    produced 

    in 

    the 

    ENSEMBLES 

    project 

    (http://www.ensembles‐eu.org/)

    have 

    been 

    produced 

    by 

    and 

    delivered 

    to the   JRC 

    Regional 

    Climate

    Data 

    Repository. 

    As 

    well 

    as 

    providing 

    content 

    for 

    the 

    Clearinghouse, 

    they 

    are 

    used 

    by 

    the

    European 

    Database 

    of 

    Vulnerabilities, The European Floods Portal and AGRI4CAST in generating their own content. 

    Documenting 

    this 

    lineage 

    via 

    the 

    metadata 

    is 

    key 

    motivation 

    for 

    insisting 

    on 

    compliancy 

    with INSPIRE Implementing rules (see Figure 1).

    Key publication:

    Dosio A., Paruolo

    P. (2011): Bias correction of the ENSEMBLES high‐resolution climate change 

    projections 

    for 

    use 

    by 

    impact 

    models: 

    Evaluation 

    on 

    the 

    present 

    climate. 

    Journal 

    of 

    Geophysical Research‐Atmospheres 116 (D16106); doi:10.1029/2011JD015934.

    For  more info:[email protected]

    Climate Change and Air Quality Unit

    Institute for Environment and Sustainability

    http://www.ensembles-eu.org/mailto:[email protected]

  • 15

    ENSEMBLES 

    regional climate 

    scenario runs:12 GCM/RCM 

    model 

    combinations, 

    A1B & E1 

    scenarios

    RCDR bias 

    corrected 

    ENSEMBLES 

    regional climate 

    parameters (T, 

    precip.)12 runs A1B & E1

    Vulnerabilities,  RCDR T 

    & precip. based 

    indicators)

    Floods: RDCR T & 

    precip. + windspeed, 

    relative humidity

    AGRI4CAST: RDCR 

    Daily T & precip

    + solar 

    radn, wind, RH, 

    evapotrans, vapour 

    press. deficit => 

    weather generator

    Figure 

    1: 

    Schematic 

    of 

    the 

    lineage 

    between 

    the 

    ENSEMBLES 

    regional 

    climate 

    simulation 

    ensemble 

    and 

    the 

    content 

    to 

    be 

    provided 

    to 

    the 

    Clearinghouse 

    Mechanism 

    by 

    several    JRC 

    sources. (RCDR: JRC Regional Climate Data Repository) 

  • 16

    Renewable EnergiesPotential and growth in Europe and worldwide

    Key publications:

    Jäger‐Waldau

    A., 

    Szabó

    M., 

    Scarlat

    N., 

    Monforti‐Ferrario

    F. 

    (2011): 

    Renewable 

    Electricity 

    in 

    Europe. Renewable & Sustainable Energy Reviews 15, 3703–

    3716.

    Szabó

    S., Bódis

    K., Huld

    T., Moner‐Girona

    M.

    (2011):

    Energy solutions in rural Africa: mapping 

    electrification 

    costs 

    of 

    distributed 

    solar 

    and 

    diesel 

    generation

    versus 

    grid 

    extension,.Environmental

    Research Letters 6, 034002 (9pp).

    For more info:[email protected]

    Renewable Energy Unit

    Institute for Energy and  Transport

    European energy strategy and policy is strongly driven by the twin objectives of sustainability 

    and 

    security 

    of 

    energy 

    supply. 

    Implementation 

    of 

    renewable 

    energy 

    systems 

    and 

    improved 

    energy efficiency are key means by which to achieve these objectives.

    The 

    JRC 

    monitors 

    the 

    development 

    and 

    use 

    of 

    renewable 

    energy 

    sources 

    and 

    energy 

    efficiency 

    best 

    practices, 

    and 

    compares 

    these 

    with 

    targets 

    set 

    in 

    EU 

    directives.    It 

    acts 

    as 

    “one‐stop 

    shop”

    for 

    quality‐checked, 

    robust 

    and 

    validated 

    data 

    for 

    European 

    Institutions, 

    Member 

    States 

    and 

    stakeholders. 

    It 

    provides 

    feedback 

    on 

    the 

    effectiveness 

    of 

    renewable 

    energy policy measures, particularly with respect to CO2

    emission reductions.

    An important objective of the JRC’s

    activities is to help industry reach voluntary agreements 

    on 

    cutting 

    demand 

    for 

    electricity 

    by 

    accelerating 

    the 

    development 

    and 

    uptake 

    of 

    new 

    technologies.   The 

    JRC 

    develops 

    methodologies 

    to 

    measure 

    energy 

    savings 

    associated 

    with 

    specific policies and programmes and assesses the Member States'

    national actions plans on 

    energy 

    efficiency. 

    It 

    also 

    carries 

    out 

    research 

    and 

    analysis 

    on 

    policy 

    instruments 

    such 

    as 

    tradable 

    energy 

    efficiency 

    certificates 

    (white 

    certificates), 

    demand 

    response, 

    and 

    energy 

    service companies.

    The 

    JRC 

    is 

    also 

    active 

    in 

    specific 

    technological 

    areas 

    where 

    research 

    and 

    harmonisation 

    is 

    required, 

    such 

    as 

    the 

    assessment 

    of 

    bioenergy

    resources 

    and 

    the 

    environmental 

    impact 

    of 

    cultivating energy crops. In a rapidly growing and increasingly competitive environment,

    the 

    photovoltaics

    industry relies on the JRC’s

    European Solar Test Installation (ESTI) for reference 

    performance 

    measurements, 

    to 

    develop 

    international 

    testing standards 

    that will 

    ensure 

    fair 

    and transparent markets for new products.

    The geographic frame of these activities is not restricted to Europe. For instance, in line with 

    the 

    UN’s

    strategies 

    for 

    increasing 

    access 

    to 

    energy, 

    the 

    JRC 

    works 

    on 

    the 

    assessment 

    of 

    renewable 

    energies 

    potential 

    in 

    Africa 

    (see 

    Figure 

    1), 

    focusing 

    on 

    knowledge 

    transfer 

    to 

    promote the use of renewable energies in rural electrification.

    mailto:[email protected]

  • 17

    Figure 

    1: 

    Cost 

    of 

    photovoltaic 

    (PV) 

    electricity 

    in 

    the 

    Mediterranean 

    Basin, 

    Africa 

    and 

    South‐

    West 

    Asia    assuming 

    PV 

    system 

    with 

    optimally‐tilted 

    modules, 

    performance 

    ratio 

    0.75, 

    system 

    price 

    €2,000/kWp, 

    payback 

    time 

    30 

    years, 

    interest 

    rate 

    5% 

    p.a., 

    and 

    annual 

    maintenance cost equal to 1% of the system cost. © European Union, 2011

    An online

    tool for estimating electricity generation of photovoltaic systems on a regional level 

    is 

    available 

    at 

    http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/. 

    It 

    combines 

    photovoltaic 

    performance 

    models 

    with 

    long 

    term 

    historical 

    solar 

    radiation 

    data 

    from 

    ground 

    measurements 

    and 

    satellites, 

    integrated 

    into 

    dataset 

    covering 

    Europe 

    and 

    Africa, 

    including 

    topographical 

    shadowing conditions.

    Photovoltaic Solar Electricity Potential in the Mediterranean Basin, Africa and Southwest Asia

    http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/

  • 18

    CO2

    Emissions from Vehicles

    The 

    Transport 

    White 

    Paper 

    which 

    was 

    adopted 

    by 

    the 

    Commission 

    in

    March 

    2011 

    has 

    set 

    very ambitious objectives for cutting greenhouse gas (GHG) emissions from transport, with a 

    goal 

    of 

    cutting 

    60% 

    of 

    1990 

    levels 

    by 

    2050. 

    Road 

    transport 

    is 

    the 

    main 

    source 

    of 

    these 

    emissions, which amount to 71% of all transport‐related GHGs.

    The 

    Commission 

    has 

    been 

    trying 

    to 

    reduce 

    GHG 

    emissions 

    from 

    road

    transport 

    for 

    some 

    years. 

    Carbon 

    dioxide 

    (CO2

    emissions 

    from 

    new 

    passenger 

    cars 

    registered 

    in 

    Europe 

    are 

    monitored in order to meet the objectives of Regulation EC 443/2009 (average CO2

    emissions 

    of 

    130 

    g/km 

    for 

    new 

    cars 

    by 

    2015). 

    The 

    Commission 

    aims 

    to 

    further 

    decrease 

    emissions 

    to 

    95g/km 

    by 

    2020. 

    In 

    addition, 

    new 

    methodology 

    for 

    accurate 

    monitoring 

    of 

    CO2

    emissions 

    from heavy duty vehicles

    is now being developed with the help of the JRC. 

    However, 

    there 

    are 

    still 

    some 

    measuring 

    and 

    reporting 

    problems. 

    CO2

    emissions 

    of 

    new 

    passenger cars are currently determined by vehicle type‐approval which involves testing over 

    the New European Driving Cycle. However,

    real‐world fuel consumption is significantly higher  

    about 12% for gasoline (see Figure 1) and about 16% for diesel.

    The 

    main 

    objective 

    of 

    the 

    studies 

    performed 

    at 

    the 

    JRC 

    is 

    to 

    develop 

    functions 

    that 

    may 

    enable 

    real 

    world 

    fuel 

    consumption 

    values 

    to 

    be 

    predicted, 

    based

    on 

    vehicle 

    specifications 

    over 

    actual 

    driving 

    conditions. 

    These 

    functions 

    can 

    then 

    be 

    used

    in 

    inventorying 

    tools, 

    such 

    as COPERT and HBEFA, to correctly allocate CO2

    emissions to the different vehicle types and 

    assess the actual impact of European CO2

    ‐reduction initiatives.

    The 

    JRC 

    also carries 

    out 

    activities 

    to 

    support 

    the 

    Commission’s 

    monitoring 

    of 

    CO2

    emissions 

    from 

    the 

    heavy 

    duty 

    vehicles 

    sector. 

    These 

    activities 

    include 

    the 

    development 

    of 

    vehicle 

    simulation 

    models 

    and 

    extensive 

    experimental 

    activities to 

    formulate 

    robust 

    and 

    accurate 

    emissions calculation protocol. For example, in Figure 2 the results of a real world emissions 

    measurement 

    campaign 

    are 

    compared 

    against 

    equivalent 

    values 

    from

    literature 

    and 

    the 

    COPERT tool. It is clear that there is still room for improvement of the emission inventorying 

    tools.

    For the year 2012, the JRC has undertaken to coordinate a large‐scale pilot phase that will be 

    carried 

    out 

    in 

    collaboration 

    with 

    some 

    of 

    the 

    largest 

    European 

    transport 

    laboratories 

    and 

    heavy duty vehicle manufacturers. During these 

    tests the 

    new 

    methodologies, 

    experimental 

    protocols and simulation tools will be evaluated.

    Key publication:

    Dilara P., 

    Fontaras

    G. 

    (eds) 

    (2011): 

    Parameterisation

    of 

    fuel 

    consumption 

    and 

    CO2

    emissions 

    of passenger cars and light commercial vehicles for modelling purposes.  EUR 24927 EN.

    For more info:[email protected]

    Sustainable Transport Unit

    Institute for Energy and Transport

    mailto:[email protected]

  • 19

    PC Petrol: Ratio FC InUse / FC TA - Average +/- StdDev

    -10%

    0%

    10%

    20%

    30%

    40%

    50%

    ADAC AMS AR TCS A300DB SMon All

    Figure 1. Ratio of real‐world fuel consumption (FC InUse) over type‐approval consumption (FC 

    TA). (FC InUse data based on 5,800 cars from 6 databases) 

    Figure 2. Results of CO2

    and pollutant emissions from heavy duty vehicle measurements and 

    comparison with respective values retrieved from emission inventorying tools (COPERT) and 

    literature. The reference emissions are those under real world conditions. (CNG: Compressed Natural  Gas)

    Gasoline Passenger Cars: Ratio FC InUse

    / FC TA

    Reference values (Diesel Euro 5 average emissions)CO2 : 2.43 kg/km, HC: 0.21 g/km, NOx: 32.3 g/km, PM: 46.4m g/km

  • 20

    Energy and Greenhouse Gas PerformanceFocus on road transport

    The

    European climate, energy, transport and research policy objectives highlight the need to 

    develop 

    alternative, 

    sustainable 

    energy 

    sources 

    for 

    Europe’s 

    dynamic 

    transportation 

    sector, 

    which 

    is 

    key 

    element 

    of 

    European 

    competitiveness 

    on 

    the 

    global

    scale. 

    Assessing 

    the 

    performance of fuel alternatives may nonetheless prove to be a tricky matter, if a cradle‐to‐

    grave approach is adopted. 

    The 

    Well‐to‐Wheels 

    (WTW) 

    analysis 

    is 

    being 

    carried 

    out 

    by 

    the 

    JEC 

    research 

    collaboration, 

    made 

    up 

    of 

    the 

    Joint 

    Research 

    Centre 

    (JRC), 

    the 

    European 

    Council 

    for 

    Automotive 

    Research 

    (EUCAR) 

    and 

    the 

    oil 

    companies' 

    European 

    association 

    for 

    environment, 

    health 

    and 

    safety 

    in 

    refining 

    and 

    distribution 

    (CONCAWE). 

    It 

    has 

    the 

    objective 

    of 

    estimating 

    greenhouse 

    gas 

    (GHG) 

    emissions, 

    and 

    the 

    energy 

    efficiency 

    and 

    industrial 

    costs 

    of 

    all 

    conventional 

    and 

    alternative 

    automotive 

    fuels 

    and 

    powertrains

    representative 

    of 

    the 

    European 

    situation. 

    shift 

    to 

    renewable 

    or 

    low 

    fossil 

    carbon 

    fuels 

    may 

    offer 

    significant 

    GHG 

    reduction 

    potential, 

    but generally requires greater amounts of energy in total. It is

    therefore 

    crucial 

    that specific 

    fuel/energy production pathways be combined

    with powertrain

    efficiency.

    The 

    WTW 

    analysis, 

    initiated 

    in 

    the 

    year 

    2000, 

    evolves 

    by 

    periodic 

    updates 

    (third 

    complete 

    revision 

    issued 

    in 

    October 

    2011) 

    that 

    incorporate 

    regulatory 

    developments 

    and 

    process 

    improvements. Today this analysis is a scientific reference in Europe. 

    Key publication:

    Edwards R., Larivé

    J‐F., Beziat

    J‐C. (2011): Well‐to‐Wheels Analysis of Future Automotive Fuels 

    and Power Trains in the European Context ‐

    Report, Version 3c. EUR 24952

    EN.

    http://iet.jrc.ec.europa.eu/about‐[email protected]

    For more info:[email protected]

    Sustainable Transport Unit

    Institute for Energy and Transport

    http://iet.jrc.ec.europa.eu/about-jecmailto:[email protected]:[email protected]

  • 21

    Figure 

    1. 

    Well‐to‐Wheels

    energy

    efficiency

    and 

    GHG 

    emissions

    for 

    Compressed

    Biogas

    (CBG) 

    from

    different

    origins

    and 

    for 

    conventional

    gasoline

    (used

    in 

    2010+ 

    vehicles). 

    Energy

    efficiency

    is

    lower

    for biogas

    than

    for gasoline

    in the Well‐to‐Tank (WTT) part, because

    of the 

    energy

    needed

    to transform

    the waste

    products

    into

    biogas. Energy

    efficiency

    is

    comparable 

    for all fuel pathways

    in the Tank‐

    to‐Wheels

    (TTW) part. Biogas

    derived

    from

    waste

    products

    partially

    avoids

    GHG emissions

    and therefore

    has a more 

    favourable

    GHG balance than

    gasoline. In the case of liquid

    manure, one actually

    reduces

    the 

    overall

    emissions

    because

    of capturing

    and use of methane.

    +

  • 22

    CO2

    Emissions  from Maritime TransportMarket‐based and technological control options

    CO2

    emissions from international maritime transport, estimated to account for 3‐5% of total 

    global 

    CO2

    emissions, 

    are 

    expected 

    to 

    increase. 

    The 

    current 

    policy 

    actions 

    dealing 

    with 

    emissions 

    from 

    international 

    maritime 

    transport 

    relate 

    mainly 

    to

    the 

    fuel 

    used 

    and 

    to 

    the 

    technological 

    options 

    available. 

    Market 

    based 

    instruments 

    such 

    as 

    emissions 

    trading 

    are 

    being 

    discussed 

    at 

    international 

    level 

    within 

    the 

    International 

    Maritime 

    Organization. 

    Furthermore, 

    the 

    maritime 

    transport 

    sector 

    is 

    also 

    being 

    considered 

    for 

    inclusion 

    in 

    the 

    EU 

    Emission Trading Scheme (ETS).

    There 

    is 

    significant

    potential 

    for 

    abating 

    emissions 

    from 

    the 

    shipping 

    sector. 

    Technical 

    solutions 

    to 

    reduce 

    fuel 

    consumption, 

    air 

    pollutants 

    and 

    greenhouse 

    gases

    are 

    readily 

    available 

    and 

    range 

    from 

    better 

    ship 

    design, 

    propulsion 

    and 

    machinery 

    to 

    optimised 

    operation. 

    The JRC has analysed the methodological issues raised within the

    scientific community about 

    assessing 

    the 

    impacts 

    of 

    the 

    maritime 

    sector 

    on 

    the 

    environment,

    and 

    identified 

    shortcomings in reliable and comprehensive sources of information. 

    In its Reference Report entitled ‘Regulating air emissions from ships’

    (Miola et al., 2010), the 

    JRC provides a detailed assessment of the cost efficiency and abatement potential of a range 

    of 

    technological 

    (fuel‐

    and 

    engine‐related) 

    options. 

    However, 

    to 

    achieve 

    significant 

    improvements in the reduction of carbon emissions and air pollution, technological solutions 

    should be supplemented with other measures. Regional and global market‐based options are 

    analysed in the Reference Report, in particular the EU ETS.

    Key publications:

    Miola 

    A., 

    Ciuffo

    B. 

    (2011): 

    Estimating 

    air 

    emissions 

    from 

    ships: 

    meta‐analysis 

    of 

    modelling 

    approaches and available data sources. Atmospheric Environment, 45 (13), pp. 2242‐2251.

    Miola 

    A., 

    Ciuffo

    B., 

    Giovine

    E., 

    Marra

    M. 

    (2010): 

    Regulating 

    air 

    emissions 

    from 

    ships. 

    The 

    State 

    of 

    the 

    Art 

    on 

    Methodologies, 

    Technologies 

    and 

    Policy 

    Options. 

    JRC 

    Reference 

    Report. 

    EUR 24602 EN; ISBN 978‐92‐79‐17733‐0.

    Miola A., Marra M., Ciuffo B. (2011): Designing a 

    climate 

    change 

    policy 

    for 

    the 

    international 

    maritime 

    transport 

    sector: 

    Market‐based 

    measures 

    and 

    technological 

    options 

    for 

    global 

    and 

    regional policy actions. Energy Policy 39 (9), pp. 5490‐5498.

    For more info: [email protected]

    Sustainability Assessment Unit

    Institute for Environment and Sustainability

  • 23

    Geographical 

    characterisation 

    of 

    the 

    CO2

    emissions 

    in 

    2001, 

    via 

    improved 

    traffic 

    proxy 

    (ICOADS and AMVER databases combination following the approach reported in Wang et al., 

    2008). 

    The 

    two 

    buffers, 

    Europe_Buffer_12 

    and 

    Europe_Buffer_200, 

    are 

    used 

    to 

    calculate 

    emissions produced by international shipping within 12 miles (Territorial Sea) and within 200 

    miles (Exclusive Economic Zone) respectively.

  • 24

    Carbon Capture and StorageA tool for pan‐European optimisation

    of infrastructure

    Fossil fuels will remain the main resource for electricity generation 

    in 

    Europe, 

    at 

    least 

    in 

    the 

    short to 

    medium 

    term, 

    despite 

    the 

    significant ongoing 

    efforts 

    to

    promote 

    renewable 

    energy 

    technologies and energy efficiency. CO2

    capture and storage (CCS) is considered to be one of 

    the 

    most 

    promising 

    technological 

    options 

    for 

    reducing 

    CO2

    emissions 

    from 

    the 

    power 

    generation 

    sector, 

    as 

    well 

    as 

    from 

    other 

    heavy 

    industries, 

    offering 

    bridge 

    from 

    the 

    fossil‐

    fuels‐dependent 

    economy 

    to 

    future 

    carbon‐free 

    economy. 

    Large‐scale 

    deployment 

    of 

    CCS 

    in Europe will require the development of new infrastructures to

    transport the captured CO2

    from its sources (e.g.

    power plants) to the appropriate CO2

    storage sites. Most likely, the CO2

    transport 

    infrastructure 

    will 

    consist 

    of 

    network 

    of 

    pipelines 

    and 

    – to 

    lesser 

    extent 

    shipping routes.

    The 

    JRC 

    has 

    recently 

    developed 

    a tool 

    that 

    can 

    describe 

    the 

    likely 

    extent 

    and 

    cost 

    of 

    such 

    network at the European scale for the period 2015‐50. The tool, which was named InfraCCS, 

    contains 

    number 

    of 

    methodological 

    innovations, 

    which 

    facilitates 

    the 

    computation 

    of 

    optimal minimum‐cost network when investments are coordinated at European level.

    The 

    InfraCCS

    tool 

    has 

    been 

    used 

    in 

    order 

    to 

    provide 

    input 

    for 

    the 

    Commission 

    Communication 

    “Energy 

    infrastructure 

    priorities 

    for 

    2020 

    and 

    beyond: 

    blueprint 

    for 

    an 

    integrated 

    European 

    energy 

    network”, 

    which 

    was 

    adopted 

    on 

    17 

    November 

    2010. 

    In 

    the 

    scenario used for this purpose, the size of 

    the 

    optimal 

    network 

    grows steadily 

    until 

    2030, 

    to 

    8,800 

    km, 

    requiring 

    around 

    €9 

    billion 

    of 

    cumulative 

    investment; 

    followed 

    by 

    step‐change 

    towards 

    2050, 

    leading 

    to 

    total 

    investment 

    of 

    around 

    €29 

    billion. 

    Already 

    by 

    2030, 

    16 

    EU 

    Member 

    States 

    may 

    be 

    involved 

    in 

    cross‐border 

    CO2

    transport. 

    International 

    coordination 

    is 

    therefore 

    crucial 

    for 

    the 

    development 

    of 

    minimum‐cost 

    trans‐European 

    CO2

    transport 

    network.

    Key publication:

    Morbee

    J., 

    Serpa

    J., 

    Tzimas

    E. 

    (2010): 

    The 

    evolution 

    of 

    the 

    extent 

    and 

    the 

    investment 

    requirements 

    of 

    trans‐European 

    CO2

    transport 

    network. 

    EUR 

    24565 

    EN. 

    Luxembourg: 

    Publications Office of the European Union.

    For more info: [email protected]

    Land Management and Natural Hazards Unit

    Institute for Environment and Sustainability

  • 25

    Example of an envisaged trans‐European CO2

    pipeline and shipping network in 2050, in order 

    to enable large‐scale deployment of CCS.

    33

    17

    2489

    25 2578

    2337

    22

    42

    12 1

    3

    25025

    3

    9 42

    9

    5

    5

    27

    1114

    18

    6

    24

    5

    13

    10

    5

    11

    114

    11

    10

    5

    15

    10 75

    208

    74

    10

    133 59

    28

    23

    5

    255

    37

    18

    5

    7

    5

    12 7

    1118

    8

    29

    12

    15

    15

    10

    10

    3

    5

    22

    10

    4

    5

  • 26

    More than 50% of the world’s population currently live in cities, and urban areas account for 

    60 

    to 

    80% 

    of 

    human 

    energy 

    consumption. 

    Cities 

    are 

    therefore 

    major 

    contributor 

    to 

    greenhouse 

    gas 

    (GHG) 

    emissions, 

    emitting 

    75% 

    of 

    global 

    CO2

    emissions. 

    The

    Covenant 

    of 

    Mayors

    (CoM) 

    is 

    the 

    mainstream 

    European 

    movement 

    that 

    involves 

    local 

    and 

    regional 

    authorities who voluntarily commit to increasing energy efficiency and the use of renewable 

    energy 

    sources 

    in 

    their 

    territories. 

    By 

    their 

    commitment, 

    Covenant

    signatories

    aim to 

    meet 

    and go beyond the European Union’s target of a reduction of 20% of CO2

    by 2020. 

    Officially 

    launched 

    in 

    January 

    2008, 

    with 

    about 

    100 

    towns 

    and 

    cities 

    expressing 

    their 

    interest, 

    the 

    initiative 

    has grown 

    significantly. 

    It 

    currently 

    has 

    about 

    2,900 

    signatories 

    from 

    all EU‐27 countries and represents 121 million inhabitants, which corresponds to 24% of the 

    EU 

    population 

    (see 

    Figure 

    1). 

    Moreover, 

    113 

    cities 

    outside 

    the 

    EU 

    also 

    joined 

    the 

    CoM. 

    Covenant signatories 

    commit 

    to 

    reducing 

    CO2

    emissions 

    in 

    their 

    respective 

    territories 

    by 

    at 

    least 20% through the implementation of a Sustainable Energy Action Plan (SEAP). 

    To translate the CoM

    goals and principles into reality, the Directorate‐General for Energy has 

    entrusted 

    the 

    JRC 

    with 

    providing 

    scientific 

    and 

    technical 

    support 

    to 

    the 

    initiative. 

    This 

    includes the development of a step‐by‐step methodological guidebook for SEAP elaboration, 

    the evaluation of submitted SEAPs

    and provision of 

    feedback 

    to signatories, the 

    monitoring 

    of the CoM

    implementation and the operation of a technical helpdesk. 

    Since the launch of the Covenant, more 

    than 

    700 

    cities 

    have 

    produced 

    and 

    submitted 

    their 

    SEAP. The analysis of a first sample of 

    425 

    SEAPs, 

    representing 

    about 

    185 

    million tonnes of 

    annual 

    CO2 

    emissions 

    (about 

    4% 

    of 

    the 

    total 

    EU‐27 

    emissions 

    budget) 

    yielded 

    an 

    average 

    reduction 

    objective 

    of 

    about 

    28%. 

    The 

    largest 

    savings 

    would 

    be 

    achieved 

    by 

    increasing 

    energy efficiency (see Figure 2).

    The Convenant of MayorsSustainable Energy Action Plans at Local Level

    Key publication:

    Bertoldi

    P., Bornas

    Cayuela

    D., Monni

    S., Piers de Raveschoot

    R. (2010): How to Develop a 

    Sustainable Energy Action Plan (SEAP) –

    Guidebook. Luxembourg: Publications Office of the 

    European Union. EUR 24360 EN, doi:10.2790/20638.

    For more info: [email protected]

    Renewable Energies UnitInstitute for Energy and Transport

    [email protected] Change and Air Quality Unit

    Institute for Environment and Sustainability

    mailto:[email protected]:[email protected]

  • 27

    Figure 2: Share of the various sectors/measures for planned CO2

    reduction by 2020 

    of

    the first 425 SEAPs

    http://www.eumayors.eu/

    Expected contribution per sector / field of action

    40%

    18%

    10%

    12%

    9%

    10% 1%

    Energy efficiency(buildings, industry etc)

    Transport and mobility

    Local heat generation(district heating, CHP etc)

    Local electricitygeneration (renewables,CHP etc)Land use planning

    Behavioural changes(working with the citizens)

    Public procurement

    Figure 1: Territory occupied by the cities and other local authories that signed up to the Convevant of Mayors. This covers 121 million inhabitants, corresponding to 

    24% of the EU population

    http://www.eumayors.eu/

  • 28

    Meat Consumption and Climate Change

    Greenhouse gas emissions from animal production in Europe

    Globally, 

    it 

    has 

    been 

    estimated 

    that 

    livestock 

    farming, 

    i.e.

    raising 

    animals 

    to 

    produce 

    meat, 

    eggs or diary products, causes 14‐18% of total greenhouse gas (GHG) emissions (FAO, 2006). 

    In Europe, livestock farming plays a major role in food production and has high economic and 

    social importance. The average consumption of animal proteins per capita

    in the EU is about 

    twice 

    the 

    global 

    average 

    and 

    by 

    far 

    higher 

    than 

    that 

    recommended

    in 

    World 

    Health 

    Organization 

    (WHO) 

    guidelines. 

    Furthermore, 

    large 

    share 

    of 

    what 

    is 

    produced 

    on 

    EU 

    agricultural land is required to feed the animals in European livestock production, compared 

    to that of direct human consumption. 

    The 

    JRC 

    has 

    carried 

    out 

    detailed 

    assessment 

    of 

    the 

    net 

    emissions 

    of 

    GHGs

    from 

    the 

    livestock 

    sector 

    in 

    the 

    EU‐27 

    according 

    to 

    animal 

    species, 

    animal 

    products 

    and 

    livestock 

    systems. 

    Emissions 

    are 

    assessed 

    using 

    ‘cradle‐to‐gate’

    life 

    cycle 

    analysis 

    (see 

    Figure 

    1) 

    which includes: •

    emissions 

    from agricultural 

    activities such 

    as 

    raising 

    livestock 

    or 

    growing 

    feed 

    crops 

    and 

    from 

    energy 

    use 

    in 

    agriculture, 

    such 

    as 

    fuel 

    for 

    tractors 

    and 

    machinery, 

    electricity 

    for 

    heating and drying, or transport of feed;• emissions from the production of farm inputs such as mineral fertilisers

    and pesticides;•

    emissions 

    from 

    land 

    use 

    and 

    from 

    land 

    use 

    change 

    caused 

    by 

    increasing 

    land 

    requirements to produce animal feed;•

    emissions 

    caused 

    by 

    raising 

    animals 

    are 

    considered 

    only 

    if 

    they

    occur 

    in 

    Europe. 

    Emissions 

    caused 

    by 

    the 

    cultivation 

    and 

    transport 

    of 

    feed, 

    however, 

    are 

    considered 

    globally, if they are imported to Europe. This is particularly important in the context of land 

    use change.

    The 

    calculations 

    show 

    that 

    meat 

    from 

    ruminant 

    animals 

    (cattle, 

    sheep 

    and 

    goats) 

    has 

    the 

    highest amount of GHG emissions per kg produced (approx. 20 kg CO2

    ‐eq per kg, see details 

    in Figure 2). Total GHG emissions from the livestock sector, in 2004, are estimated to be 661 

    Mt 

    CO2

    ‐eq 

    (in 

    the 

    range 

    623‐852 

    Mt 

    CO2

    ‐eq.), 

    compared 

    to 

    5,157 

    Mt 

    total 

    anthropogenic 

    CO2

    ‐eq. reported in the GHG inventory for EU‐27.

    Key publication:Leip

    A., Weiss F., Wassenaar

    T., Perez I., Fellmann

    T., Loudjani P., Tubiello

    F., Grandgirard

    D., 

    Monni

    S., 

    Biala

    K. 

    (2010): 

    Evaluation 

    of 

    the 

    livestock 

    sector’s 

    contribution 

    to 

    the 

    EU 

    greenhouse 

    gas 

    emissions 

    (GGELS)  ‐

    final 

    report. 

    European 

    Commission, 

    Joint 

    Research 

    Centre.

    http://afoludata.jrc.ec.europa.eu/index.php/dataset/detail/236

    For more info:[email protected]

    Climate Change and Air Quality Unit

    [email protected]

    in support of the CAPInstitute for Environment and Sustainability

    robert.m'[email protected] Trade and Market Policies

    Institute for Prospective Technological Studies

    http://afoludata.jrc.ec.europa.eu/index.php/dataset/detail/236mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]

  • 29

    Figure 

    1: 

    On 

    average 

    in 

    the 

    EU‐27, 

    livestock 

    emissions 

    estimated 

    by 

    the 

    life 

    cycle 

    approach 

    (LCA) amount to 85% of the total emissions from the agricultural

    sector. However, about an 

    equal 

    amount 

    of   emissions 

    are 

    created 

    outside 

    the 

    agricultural 

    sector. 

    The 

    emissions 

    from 

    energy, 

    land 

    use 

    and 

    land 

    use 

    change 

    are 

    all 

    CO2   

    emissions. 

    Compared 

    with 

    emissions 

    estimated 

    by 

    the 

    countries 

    in 

    their 

    National 

    Inventories, 

    CAPRI 

    estimates 

    show 

    lower 

    total 

    emissions in the agricultural sector due to methodological differences.

    Figure 2: GHG fluxes from ruminants are around 20‐23 kg CO2

    ‐eq per kg of meat, while 

    the 

    production of pork and poultry meat creates significantly less emissions (7.5 and 4.9 kg CO2

    eq per kg

    respectively)

    due to a more efficient digestion process and the absence of enteric 

    fermentation. (Legend as in Figure 1)

  • 30

    EU directives set targets and define environmental goals for the

    use of renewable energies 

    in 

    the 

    Member 

    States. 

    However, 

    there 

    is 

    little 

    consensus 

    on 

    the 

    sustainability 

    of

    biofuels, 

    which 

    is 

    the 

    object 

    of 

    intense 

    discussions 

    in 

    Europe 

    and 

    worldwide. 

    particularly 

    controversial 

    topic 

    is 

    how to 

    estimate 

    greenhouse 

    gas 

    (GHG) 

    emissions 

    from 

    Indirect 

    Land 

    Use Change (ILUC), i.e.

    when crops for food are diverted to those for biofuels. In practice, if 

    biofuel

    crops 

    are 

    grown 

    on 

    uncultivated 

    land, 

    direct 

    land 

    use 

    change 

    will 

    be 

    caused. 

    If 

    biofuel

    crops 

    are 

    grown 

    on 

    existing 

    arable 

    land 

    instead 

    of 

    crops 

    for 

    food, 

    ILUC 

    occurs 

    because of the necessity to maintain food production.

    particular 

    issue 

    is 

    the 

    high 

    uncertainty 

    in 

    calculations 

    of 

    the 

    overall 

    GHG 

    impact. 

    Agro‐

    economic models are generally used to assess the impacts of increased biofuel

    demand on 

    global land 

    use 

    changes, 

    calculating 

    how 

    many 

    extra 

    crops 

    would 

    be 

    produced 

    in 

    different 

    countries/world 

    regions. 

    In 

    general, 

    such 

    models 

    do 

    not 

    give 

    information 

    on 

    the 

    related 

    GHG emissions.

    To 

    fill 

    this 

    gap, 

    the 

    JRC 

    carried 

    out 

    numerous 

    studies, 

    working 

    with 

    economic 

    models 

    and 

    calculating 

    the 

    resulting 

    global 

    GHG 

    emissions 

    (see 

    Figures 

    and 

    2). 

    In 

    this 

    context 

    it 

    developed 

    an 

    innovative 

    methodology 

    that 

    maps 

    regional 

    changes 

    in 

    land 

    obtained 

    from 

    the economic models on a 5x5 min. grid, using historical trends of cropland expansion, agro‐

    ecological 

    suitability 

    of 

    the 

    land 

    for 

    given 

    crop 

    and 

    the 

    proximity 

    to 

    similar 

    crops. 

    The 

    results from comparing the output of different agro‐economic models provided insights into 

    the 

    reasons 

    for 

    differences 

    between 

    various 

    models, 

    and 

    into 

    the

    potential 

    sources 

    of 

    under (or over) estimation of GHG emissions. 

    The JRC furthermore developed a guidance document for assessing carbon stock changes in 

    soils and in above‐

    and belowground biomass due to the cultivation of biofuel

    crops. 

    Key publications:

    Blanco 

    Fonseca 

    M. 

    et 

    al.    (2010): 

    Impacts 

    of 

    the 

    EU 

    biofuel

    target 

    on 

    agricultural 

    markets 

    and 

    land 

    use: 

    comparative 

    modelling 

    assessment. 

    EUR 

    24449 

    EN. 

    http://ftp.jrc.es/EURdoc/JRC58484.pdf

    Edwards 

    R. 

    et 

    al. 

    (2010): 

    Indirect 

    landuse

    change 

    from 

    increased 

    biofuels

    demand: 

    comparison 

    of 

    models 

    and 

    results 

    for 

    marginal 

    biofuels

    production 

    from 

    different 

    feedstocks. EUR 24485 EN. http://re.jrc.ec.europa.eu/bf‐tp/

    Hiederer

    R. 

    et 

    al. 

    (2010): 

    Biofuels: 

    new 

    methodology

    to 

    estimate

    GHG 

    emissions

    from

    global land use change. EUR 24483 EN. http://re.jrc.ec.europa.eu/bf‐tp/

    For more info:[email protected]

    Sustainable Transport Unit

    Institute for Energy and Transport

    Biofuels

    demandIndirect Land Use Change

    http://ftp.jrc.es/EURdoc/JRC58484.pdfhttp://re.jrc.ec.europa.eu/bf-tp/http://re.jrc.ec.europa.eu/bf-tp/mailto:[email protected]

  • 31

    Figure 1. Changes 

    in 

    total Cropland 

    area 

    by 

    Region 

    in 

    2020 

    between 

    baseline 

    (“no‐policy”) 

    scenario 

    and 

    the 

    scenario 

    where 

    EU 

    biofuels

    directives 

    are 

    implemented, 

    resulting 

    from 

    the 

    partial 

    equilibrium 

    model 

    AGLINK‐COSIMO 

    run 

    by 

    the 

    JRC, 

    and 

    c