Une nouvelle étude du MIT examine les rôles opposés du gaz naturel dans la lutte contre le changement climatique, en tant que pont vers un avenir à faibles émissions, mais aussi un contributeur aux émissions de gaz à effet de serre.

Gaz naturel, qui est principalement du méthane, est considéré comme un important « carburant de transition » pour aider le monde à s'éloigner des émissions de gaz à effet de serre des combustibles fossiles, puisque la combustion du gaz naturel pour l'électricité produit environ la moitié autant de dioxyde de carbone que la combustion du charbon. Mais le méthane est lui-même un puissant gaz à effet de serre, et il fuit actuellement des puits de production, réservoirs de stockage, canalisations, et les conduites de distribution urbaine de gaz naturel. Augmenter son utilisation, comme stratégie de décarbonation de l'approvisionnement en électricité, augmentera également le potentiel de telles émissions de méthane « fugitives », bien qu'il y ait une grande incertitude sur ce à quoi s'attendre. Des études récentes ont documenté la difficulté de mesurer même les niveaux d'émissions d'aujourd'hui.

Cette incertitude s'ajoute à la difficulté d'évaluer le rôle du gaz naturel en tant que passerelle vers un système énergétique net zéro carbone, et en sachant quand s'en éloigner. Mais des choix stratégiques doivent être faits maintenant quant à l'opportunité d'investir dans les infrastructures de gaz naturel. Cela a inspiré les chercheurs du MIT à quantifier les délais pour nettoyer les infrastructures de gaz naturel aux États-Unis ou accélérer leur éloignement, tout en reconnaissant l'incertitude concernant les émissions fugitives de méthane.

L'étude montre que pour que le gaz naturel soit une composante majeure de l'effort de la nation pour atteindre les objectifs de réduction des gaz à effet de serre au cours de la prochaine décennie, les méthodes actuelles de contrôle des fuites de méthane devraient être améliorées de 30 à 90 pour cent. Compte tenu des difficultés actuelles de contrôle du méthane, atteindre ces niveaux de réduction peut être un défi. Le méthane est une denrée précieuse, et donc les entreprises produisant, stockage, et le distribuant sont déjà incités à minimiser ses pertes. Cependant, malgré cela, même l'évacuation et le torchage intentionnels du gaz naturel (émission de dioxyde de carbone) se poursuivent.

L'étude trouve également des politiques qui favorisent le passage direct à des sources d'énergie sans carbone, comme le vent, solaire, et nucléaire, pourrait atteindre les objectifs d'émissions sans nécessiter de telles améliorations dans l'atténuation des fuites, même si l'utilisation du gaz naturel resterait une part importante du mix énergétique.

Les chercheurs ont comparé plusieurs scénarios différents pour réduire le méthane du système de production d'électricité afin d'atteindre un objectif pour 2030 d'une réduction de 32 pour cent des émissions d'équivalent dioxyde de carbone par rapport aux niveaux de 2005, ce qui est conforme aux engagements passés des États-Unis pour atténuer le changement climatique. Les résultats paraissent aujourd'hui dans la revue Environmental Research Letters, dans un article de la postdoctorante du MIT Magdalena Klemun et de la professeure agrégée Jessika Trancik.

Le méthane est un gaz à effet de serre beaucoup plus puissant que le dioxyde de carbone, bien que combien plus dépend de la période que vous choisissez de regarder. Bien que le méthane piège beaucoup plus la chaleur, il ne dure pas aussi longtemps une fois dans l'atmosphère - pendant des décennies, pas des siècles. En moyenne sur une période de 100 ans, qui est la comparaison la plus utilisée, le méthane est environ 25 fois plus puissant que le dioxyde de carbone. Mais en moyenne sur une période de 20 ans, il est 86 fois plus fort.

Les taux de fuite réels liés à l'utilisation du méthane sont largement répartis, très variable, et très difficile à cerner. À l'aide de chiffres provenant de diverses sources, les chercheurs ont découvert que la fourchette globale se situait entre 1,5 % et 4,9 % de la quantité de gaz produite et distribuée. Une partie de cela se passe directement dans les puits, certains se produisent pendant le traitement et à partir des réservoirs de stockage, et une partie provient du système de distribution. Ainsi, une variété de différents types de systèmes de surveillance et de mesures d'atténuation peuvent être nécessaires pour faire face aux différentes conditions.

« Des émissions fugitives peuvent s'échapper de l'endroit où le gaz naturel est extrait et produit, jusqu'à l'utilisateur final, " dit Trancik. " Il est difficile et coûteux de le surveiller en cours de route. "

Cela en soi pose un défi. "Une chose importante à garder à l'esprit lorsque l'on pense aux gaz à effet de serre, " elle dit, « est-ce que la difficulté de suivre et de mesurer le méthane est en soi un risque ». Si les chercheurs ne savent pas combien il y en a et où il se trouve, il est difficile pour les décideurs politiques de formuler des stratégies efficaces pour l'atténuer. L'approche de cette étude est d'embrasser l'incertitude au lieu d'être paralysée par elle, Trancik dit :L'incertitude elle-même devrait informer les stratégies actuelles, les auteurs disent, en motivant les investissements dans la détection des fuites pour réduire l'incertitude, ou une transition plus rapide loin du gaz naturel.

« Taux d'émissions pour un même type d'équipement, dans la même année, peut varier considérablement, " ajoute Klemun. " Cela peut varier en fonction de l'heure à laquelle vous le mesurez, ou à quelle période de l'année. Il y a beaucoup de facteurs."

Une grande attention s'est portée sur les soi-disant "super-émetteurs, " mais même ceux-ci peuvent être difficiles à localiser. " Dans de nombreux ensembles de données, une petite fraction des sources ponctuelles contribue de manière disproportionnée aux émissions globales, " dit Klemun. " S'il était facile de prédire où ceux-ci se produisent, et si on comprenait mieux pourquoi, les programmes de détection et de réparation pourraient devenir plus ciblés. » Mais pour y parvenir, il faudra des données supplémentaires à haute résolution spatiale, couvrant de vastes zones et de nombreux segments de la chaîne d'approvisionnement, elle dit.

Les chercheurs ont examiné toute la gamme des incertitudes, de la quantité de méthane qui s'échappe à la façon de caractériser ses impacts climatiques, sous une variété de scénarios différents. Une approche met fortement l'accent sur le remplacement des centrales au charbon par du gaz naturel, par exemple; d'autres augmentent les investissements dans les sources à zéro carbone tout en conservant un rôle pour le gaz naturel.

Dans la première approche, les émissions de méthane du secteur électrique américain devraient être réduites de 30 à 90 % par rapport aux niveaux actuels d'ici 2030, avec une réduction de 20 pour cent du dioxyde de carbone. Alternativement, cet objectif pourrait être atteint grâce à des réductions encore plus importantes du dioxyde de carbone, comme par une expansion plus rapide de l'électricité à faible émission de carbone, sans nécessiter de réduction des taux de fuite de gaz naturel. L'extrémité supérieure des fourchettes publiées reflète une plus grande importance accordée à la contribution du méthane au réchauffement à court terme.

Une question soulevée par l'étude est de savoir combien investir dans le développement de technologies et d'infrastructures pour étendre en toute sécurité l'utilisation du gaz naturel, compte tenu des difficultés de mesure et d'atténuation des émissions de méthane, et étant donné que pratiquement tous les scénarios pour atteindre les objectifs de réduction des gaz à effet de serre appellent à l'élimination progressive du gaz naturel qui n'inclut pas la capture et le stockage du carbone d'ici le milieu du siècle. "Un certain montant d'investissement a probablement du sens pour améliorer et utiliser les infrastructures actuelles, mais si vous êtes intéressé par des objectifs de réduction vraiment importants, nos résultats font qu'il est plus difficile de plaider en faveur de cette expansion en ce moment, " dit Trancik.

L'analyse détaillée de cette étude devrait fournir des orientations aux régulateurs locaux et régionaux ainsi qu'aux décideurs politiques jusqu'aux agences fédérales, ils disent. Les idées s'appliquent également à d'autres économies qui dépendent du gaz naturel. Les meilleurs choix et les délais exacts sont susceptibles de varier en fonction des circonstances locales, mais l'étude cadre le problème en examinant une variété de possibilités qui incluent les extrêmes dans les deux sens, c'est-à-dire à investir principalement dans l'amélioration de l'infrastructure du gaz naturel tout en élargissant son utilisation, ou accélérer un éloignement de celui-ci.