Le gaz comme solution de transition? La science dit le contraire

Publié: 6 décembre 2015 dans énergie climat
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(!) Info minute – Revue de Presse

Article publié par l’Université Cornell des États-Unis le 21 Août 2015 sous le titre « un pont vers nulle part« 

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Le gaz naturel est présenté comme un ‘carburant relai’ (‘pont’ en anglais) qui permet l’utilisation d’énergie fossile tout en réduisant des émissions à effet de serre vis-à-vis du pétrole ou du charbon. Depuis 2009, le gaz naturel provient de plus en plus de gaz de schiste au fur et mesure que les sources de gaz conventionnel s’amenuisent. Aujourd’hui plus de 40% de gaz naturel américain est du gaz de schiste. Est-il réellement un carburant ‘relai’?

Selon la première étude sur les émissions de gaz à effet de serre, Howarth, Santoro et Ingraffea ont conclu qu’à cause du méthane le gaz de schiste a un impact climatique plus important que le charbon ou le pétrole (avril 2011, ‘climatic Change Letters’). Ils ont par la suite demandé que de nouvelles mesures soient effectuées afin de mieux cerner ces émissions de méthane. Une multitude de nouvelles informations a été publiée depuis, et passée en revue par Howarth en 2014 (Energy Science & Engineering) puis encore en 2015 (Energy & Emission Control Technologies). Cet article fait la synthèse de ces mises au point.

La recherche la plus récente confirme l’analyse de 2011, et suggère que les émissions à effet de serre du schiste – dominées par le méthane – sont importantes, et qu’elles auront des conséquences désastreuses pour le climat.

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Source: Howarth (2015) Energy & Emission Control Technologies.
Méthane comparé au dioxyde de carbone sur 20 ans suivant l’émission dans l’atmosphère. Illustration des émissions directes de CO₂ et des émissions de méthane exprimées en quantités équivalentes de CO₂. Les barres verticales illustrent la fourchette de valeurs la plus probable pour le gaz de schiste et le gaz naturel conventionnel.

CO₂ contre méthane:
  • Le méthane est plus de cent fois plus puissant en termes de rechauffement climatique tant que les deux gaz sont présents dans l’atmosphère.
  • L’atmosphère contient davantage de CO₂ que de méthane, ce qui le met en première place niveau réchauffement, mais le méthane est important aussi : 1,66 watts par m² pour le CO₂ contre 1,0 pour le méthane.
  • Le temps de résidence dans l’atmosphère des deux gaz sont très différents : un peu plus d’une décennie pour le méthane et des siècles pour le CO₂.
  • A cause de sa longue durée dans l’atmosphère, des réductions en CO₂ ne peuvent agir sur le réchauffement climatique que très lentement, ce qui mène à un laps de temps de plusieurs décennies avant d’en voir des bénéfices.
  • Compte tenu du temps de résidence plus court du méthane, des réductions en émissions mènent à un effet quasi-immédiat sur l’atmosphère : donc en réduisant les émissions de méthane, on peut ralentir de façon rapide et significative.

Shindell et al 2012 figure

Source: Shindell and others (2012). Science 335: 183-189.

Dans les 15 ans à venir la planète se réchauffera à des niveaux très dangereux, doublant l’augmentation totale en température survenue depuis le début de l’ère industrielle. Des points de bascule dans le système climatique peuvent survenir, provoquant un emballement incontrôlé de température. C’est seulement en réduisant les émissions de méthane et les émissions de carbone (carbone noir, ou BC, black carbon) que la société pourra ralentir la vitesse de réchauffement et déclencher un changement de direction radical vers une économie d’énergies renouvelables. L’industrie du gaz est de loin la source la plus importante d’émissions de méthane aux Etats-Unis.

L’industrie gazière émet combien de méthane?

Le méthane est un agent de réchauffement climatique 100 x plus puissant que le CO₂. Les émissions de méthane sont mieux connus aujourd’hui qu’en 2011, mais les estimations restent néanmoins incertaines. La meilleure à cette date concernant les émissions dues au gaz conventionnel provient d’une analyse de plus de 12 000 observations conduites avant le développement d’extraction de gaz de schiste à grande échelle (Miller et al., 2003, Proceedings of the National Academy of Sciences). La meilleure estimation concernant le gaz de schiste provient d’observations d’augmentation de des émissions de méthane depuis des satellites notées avant et après le développement de forages de gaz de schiste -Schneising et al., 2014, Earth’s Future). La plupart des autres observations portent sur de courtes durées, il est  donc difficile d’établir le rapport à la production de gaz sur le laps de temps d’exploitation d’un forage. Les estimations les plus basses – partie d’une étude promue par le Fonds de Défense de l’Environnement (Environmental Defense Fund) en coordination avec l’industrie – ont été mises en cause à cause du manque de fiabilité des sondes dans la technologie de mesure utilisée (Howard, 2015, Energy Science & Engineering).

Les émissions de CO₂ des énergies fossiles aux USA sont tombées depuis 2007 en grande partie à cause de la récession économique, mais aussi au fait de passer du charbon au gaz de schiste. Pourtant, quand les émissions de méthane sont calculées de façon précise, les émissions de gaz à effet de serre totales ont rapidement augmenté depuis quelques années. En 2013, les émissions de méthane ont contribué 40% à toutes les émissions d’énergie fossiles aus USA. La façon dont l’EPA fait ses calculs sous-estime radicalement leur importance.

Shindell et al 2012 figure

Émissions à effet de serre totales issues des énergies fossiles aux États-Unis pendant l’année 2013 et projections basées sur des calculs du Département de l’Energy Américain . La ligne grise correspond aux seules émissions de CO₂. La ligne rouge illustre le méthane. La ligne verte démontre les émissions combinées estimées par L’EPA américain qui sous-estime de loin les émissions de méthane et leur importance. La ligne bleue indique un scenario possible pour le futur avec la réduction d’émissions de méthane issu du gaz de schiste, avec des hypothèses très optimistes concernant la capacité réglementaire à les réduire. Source : Howarth 2015, Energy and Emission Control Technologies.

Réponses aux questions les plus courantes:

Les émissions de CO₂ ne sont-elles pas moindres pour le gaz naturel que pour le charbon? Oui. Mais les émissions de méthane sont par plus importantes, en particulier pour le gaz de schiste. Quand on prend en compte le méthane, les émissions à effet de serre du gaz naturel sont plus importantes que pour le charbon, surtout quand on analyse le cumul sur vingt ans suivant leur émission.

J’ai entendu que le méthane est 21 fois plus puissant comme gaz à effet de serre que le CO₂. Est-ce que c’est vrai? Non, cette idée est basée sur un rapport du GIEC datant de 1995. Le GIEC nous informe aujourd’hui que le méthane est plus de 100 fois plus puissant pour la première décennie après son émission, 86x sur vingt ans, et 34x sur un siècle. Les périodes les plus courtes sont les plus appropriées à retenir, vu l’urgence de ralentir le réchauffement climatique sur les dix à vingt ans à venir – et quand on tient en compte l’idée d’un ‘carburant ‘pont’ ou de transition,

Pourquoi les estimations EPA (Environmental Protection Agency) de méthane sont-elles si basses? L’EPA nous dit que le méthane est 25 fois plus puissant que le CO₂, en tenant compte uniquement d’une échelle de temps d’un siècle et en utilisant de l’information d’un rapport GIEC de 2007 plutôt que celle d’un rapport de 2013. De plus, leurs estimations des émissions de méthane sont bien trop basses et sont en contradiction avec les résultats scientifiques récents.

La réglementation peut-elle réduire les émissions de méthane à un taux acceptable? Les émissions de méthane proviennent de sources multiples, des sites de forage jusqu’à la livraison par pipelines aux clients acheteurs. Beaucoup de ces étapes restent mal étudiées. Réduire les émissions coûte cher, en particulier sur les pipelines et les bacs de stockage qui ont souvent 50 à 100 ans d’âge, et où l’application des normes est problématique. La société ferait mieux d’investir dans l’infrastructure d’énergies renouvelables.

Si le gaz naturel n’est pas un carburant relai, ne devons-nous pas brûler du charbon à sa place? Non. Les émissions élevées de CO₂ du charbon auront une influence durable sur l’atmosphère et le climat pendant des siècles entières. Il est plus que temps de quitter toutes les énergies fossiles pour adopter les technologies d’énergie renouvelable du 21ième siècle.

Les vaches ne sont-elles pas davantage une source de méthane que l’industrie du gaz? Au niveau mondial l’élevage de bétail et l’industrie du gaz sont comparables. Aux États-Unis l’industrie du gaz est la source la plus élevée par loin, mais les deux sources devraient être réduites.

Informations complémentaires en anglais

commentaires
  1. Steph dit :

    Merci pour cet article fort bien documenté.
    D’autant qu’il ne serai pas surprenant que la COP essaye de nous « vendre » le gaz de schiste.

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