Le gaz naturel remplace le charbon, ce qui pourrait aider à lutter contre le changement climatique car sa combustion produit moins d'émissions de carbone. Mais produire et transporter du gaz naturel libère du méthane, un gaz à effet de serre qui contribue également au changement climatique. Quelle est l'ampleur du problème du méthane ?

Depuis cinq ans, nos équipes de recherche de la Colorado State University ont effectué des milliers de mesures d'émissions de méthane dans plus de 700 installations distinctes de la production, la cueillette, En traitement, segments de transport et de stockage de la chaîne d'approvisionnement en gaz naturel.

Cette expérience nous a donné un point de vue unique sur les principales sources d'émissions de méthane du gaz naturel et les défis auxquels l'industrie est confrontée en termes de détection et de réduction, sinon éliminer, eux.

Notre travail, ainsi que de nombreux autres projets de recherche, a récemment été intégré à une nouvelle étude publiée dans la revue Science. Cet instantané complet suggère que les émissions de méthane provenant des opérations pétrolières et gazières sont beaucoup plus élevées que les estimations actuelles de l'EPA.

Quel est le problème avec le méthane

Une façon de quantifier l'ampleur des fuites de méthane consiste à diviser la quantité de méthane émise chaque année par la quantité totale de méthane pompée du sol chaque année par les puits de gaz naturel et de pétrole. L'EPA estime actuellement ce taux de fuite de méthane à 1,4 %. C'est-à-dire, pour chaque pied cube de gaz naturel puisé dans les réservoirs souterrains, 1,4 pour cent de celui-ci est perdu dans l'atmosphère.

Cette étude a synthétisé les résultats d'une série quinquennale de 16 études coordonnées par le groupe de défense de l'environnement Environmental Defence Fund (EDF), qui a impliqué plus de 140 chercheurs de plus de 40 institutions et 50 sociétés de gaz naturel.

L'effort a réuni des universitaires basés dans des universités, les groupes de réflexion et l'industrie elle-même pour faire l'estimation la plus précise possible de la quantité totale de méthane émise par toutes les opérations pétrolières et gazières aux États-Unis. Il intégrait les données d'une multitude d'études récentes avec des mesures effectuées au sol et depuis les airs.

En tout, sur la base des résultats de notre nouvelle étude, l'industrie pétrolière et gazière américaine perd 13 millions de tonnes de méthane chaque année, ce qui signifie que le taux de fuite de méthane est de 2,3 pour cent. Cette différence de 60 % entre notre nouvelle estimation et l'ancienne de l'EPA peut avoir des conséquences climatiques profondes.

Le méthane est un gaz à effet de serre très puissant, avec plus de 80 fois l'impact du dioxyde de carbone sur le réchauffement climatique au cours des 20 premières années suivant sa libération.

Une étude précédente d'EDF montrait qu'un taux de fuite de méthane supérieur à 3 % n'entraînerait aucun bénéfice climatique immédiat du retrait des centrales au charbon au profit des centrales au gaz naturel.

Cela signifie que même avec un taux de fuite de 2,3 %, la part croissante de l'électricité américaine alimentée au gaz naturel contribue à ralentir le rythme du changement climatique. Cependant, ces avantages climatiques pourraient être bien plus importants.

Aussi, à un taux de fuite de méthane de 2,3 pour cent, de nombreuses autres utilisations du gaz naturel en plus de la production d'électricité sont incontestablement néfastes pour le climat. Par exemple, EDF a constaté que le remplacement du diesel utilisé dans la plupart des camions ou de l'essence consommée par la plupart des voitures par du gaz naturel nécessiterait un taux de fuite inférieur à 1,4 % avant qu'il y ait un avantage climatique immédiat.

Quoi de plus, certains scientifiques pensent que le taux de fuite pourrait être encore plus élevé que notre estimation.

Quelles sont les causes de ces fuites

Peut-être n'avez-vous jamais envisagé le long voyage que parcourt le gaz naturel avant de pouvoir allumer les brûleurs de la cuisinière à gaz de votre cuisine.

Mais en plus des 500, 000 puits de gaz naturel exploités aux États-Unis aujourd'hui, il y a 2 millions de kilomètres de tuyaux et des millions de vannes, raccords, réservoirs, compresseurs et autres composants fonctionnant 24 heures sur 24, sept jours sur sept pour livrer le gaz naturel à votre domicile.

Ce gaz naturel que vous brûlez lorsque vous préparez un lot de crêpes a peut-être voyagé 1, 000 milles ou plus alors qu'il traversait ce réseau compliqué. Le long du chemin, il y avait de nombreuses occasions pour qu'une partie de celui-ci s'échappe dans l'atmosphère.

Les fuites de gaz naturel peuvent être accidentelles, causés par un équipement défectueux, mais une grande quantité de gaz naturel est également libérée intentionnellement pour effectuer des opérations de traitement telles que l'ouverture et la fermeture de vannes. En outre, les dizaines de milliers de compresseurs qui augmentent la pression et pompent le gaz à travers le réseau sont alimentés par des moteurs qui brûlent du gaz naturel et leur échappement contient du gaz naturel non brûlé.

Étant donné que le gaz naturel livré à votre domicile est composé de 85 à 95 % de méthane, les fuites de gaz naturel sont majoritairement du méthane. Alors que le méthane représente la plus grande menace pour le climat en raison de sa puissance de gaz à effet de serre, le gaz naturel contient d'autres hydrocarbures qui peuvent dégrader la qualité de l'air régional et sont mauvais pour la santé humaine.

Comptes d'inventaire par rapport à la surveillance des aéronefs

L'inventaire des gaz à effet de serre de l'EPA est effectué d'une manière que les experts comme nous appellent une approche « ascendante ». Cela implique de comptabiliser tous les équipements de gaz naturel du pays - des compteurs de gaz domestiques aux puits de forage - et d'estimer un taux d'émission moyen annualisé pour chaque catégorie et de l'additionner.

Il y a deux défis à cette approche. D'abord, il n'y a pas de dossiers précis sur l'équipement pour bon nombre de ces catégories. Seconde, lorsque les composants fonctionnent mal ou tombent en panne, ballon d'émissions, ce qui rend difficile l'élaboration d'un taux d'émission annualisé précis et significatif pour chaque source.

Approches "top-down", nécessitant généralement des avions, sont l'alternative. Ils mesurent les concentrations de méthane en amont et en aval de grandes zones géographiques. Mais cette approche a ses propres défauts.

D'abord, il capte toutes les émissions de méthane, plutôt que simplement les émissions liées aux opérations de gaz naturel - y compris le méthane provenant des décharges, les vaches et même les feuilles qui pourrissent dans votre jardin. Seconde, ces instantanés ponctuels peuvent être déformés en fonction de ce qui se passe pendant que les avions volent autour de la capture de données sur le méthane.

Historiquement, les approches descendantes estiment les émissions qui sont environ le double des estimations ascendantes. Certaines estimations régionales descendantes du taux de fuite de méthane ont atteint 8 %, tandis que certaines estimations ascendantes ont été aussi faibles que 1 %.

Travaux plus récents, y compris notre étude scientifique, avoir réalisé des campagnes coordonnées dans lesquelles les mesures au sol et en avion sont réalisées en parallèle, tout en modélisant soigneusement les événements d'émission.

Gadgets utiles et politique sonore

Par une matinée ensoleillée d'octobre 2013, notre équipe de recherche s'est arrêtée dans une station de compression de gaz naturel au Texas. En utilisant un montant de 80 USD, 000 caméra infrarouge, nous avons immédiatement localisé une fuite extraordinairement importante d'incolore, méthane inodore qui était invisible pour l'opérateur qui a rapidement isolé et résolu le problème.

Nous avons alors assisté à une décroissance des émissions de méthane – le taux de fuite des installations est passé de 9,8 % à 0,7 % sous nos yeux.

Ce n'est pas économiquement faisable, bien sûr, doter tous les travailleurs du gaz naturel de 80 $, 000 caméras, ou d'embaucher les chauffeurs nécessaires pour surveiller chaque puits au quotidien lorsqu'il y en a 40, 000 puits de pétrole et de gaz dans le comté de Weld, Colorado, seul.

Mais les nouvelles technologies peuvent faire la différence. Notre équipe de la Colorado State University travaille avec le ministère de l'Énergie pour évaluer des gadgets qui détecteront rapidement les émissions de méthane. Certains de ces dispositifs peuvent être déployés aujourd'hui, y compris des capteurs peu coûteux qui peuvent être surveillés à distance.

La technologie seule ne résoudra pas le problème, toutefois. Nous pensons que la réduction du taux de fuite de méthane du pays nécessitera un effort de collaboration entre l'industrie et le gouvernement. Et sur la base de notre expérience dans le Colorado, qui a développé certaines des réglementations les plus strictes du pays en matière d'émissions de méthane, nous constatons que les meilleures pratiques deviennent des pratiques standard avec des réglementations strictes.

Nous pensons que les efforts de l'administration Trump pour annuler les réglementations, qu'ils travaillent ou non, n'aura pas seulement des impacts climatiques profonds. Ils mettront également en péril la santé et la sécurité de tous les Américains tout en sapant les efforts de l'industrie du gaz naturel pour réduire la pollution qu'elle produit.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.