Le gaz naturel s'échappe des systèmes de chauffage de l'eau par des fuites et parce qu'une partie n'est pas brûlée par le brûleur. Ces inefficacités minuscules peuvent s'additionner :les émissions de méthane qui en résultent, un puissant gaz à effet de serre, pour les chauffe-eau à travers les États-Unis sont potentiellement plus de trois fois plus élevées que prévu, selon une nouvelle étude de Stanford. La bonne nouvelle, cependant, est que des correctifs simples sont disponibles et peuvent être appliqués dans la plupart des économies du monde.

« Ces appareils laissent s'échapper moins de 1 % de leur gaz, mais il en va de même pour la production de gaz naturel à l'autre extrémité du système, et puis nous avons tous les pipelines et compteurs qui fuient entre les deux, " a déclaré Rob Jackson, l'auteur principal de l'étude et professeur de science du système terrestre à la School of Earth de l'Université de Stanford, Sciences de l'énergie et de l'environnement (Stanford Earth). "Réparer les fuites de gaz est un défi itératif. Pour les chauffe-eau, nous savons ce que nous devons faire."

Systèmes de gaz naturel, des tampons de puits aux plaques de cuisson, sont qui fuient. Le gaz qui s'échappe dans l'atmosphère, qu'il s'agisse d'une vanne cassée sur une canalisation ou des secondes où un brûleur n'a pas encore capté la veilleuse, est de 90 pour cent de méthane. Le méthane est plusieurs fois plus efficace pour piéger la chaleur que le dioxyde de carbone et est responsable de près d'un quart du réchauffement de l'atmosphère terrestre provenant de tous les gaz à effet de serre. Au cours des cinq à dix dernières années, beaucoup de travail s'est concentré sur la recherche et la réparation de ces fuites.

« Le gaz naturel gaspillé provenant des appareils électroménagers dans les maisons et les bâtiments commerciaux est probablement la cause la moins comprise du changement climatique résultant de l'utilisation du gaz naturel, " a déclaré l'auteur principal de la nouvelle étude, Eric Lebel, un doctorat étudiant au département des sciences du système terrestre de Stanford.

Les chercheurs se sont concentrés sur les chauffe-eau, car le réchauffement de l'eau représente un quart de la consommation de gaz naturel dans la maison américaine moyenne qui utilise du gaz pour l'eau chaude, cuisine et chauffage. Les 58 millions de chauffe-eau américains qui utilisent le gaz naturel fuient environ 91, 000 tonnes de méthane par an sous forme de gaz non brûlé. Plus de 20 ans, étant donné la puissance beaucoup plus grande du méthane comme gaz à effet de serre que le dioxyde de carbone, que 91, 000 tonnes réchauffent la Terre jusqu'à 7,8 millions de tonnes de CO 2 .

"C'est une très petite partie des émissions totales des États-Unis, mais c'est l'équivalent de 1,7 million de voitures roulant à l'essence pendant un an, " a expliqué Jackson, qui est également chercheur principal au Precourt Institute for Energy de Stanford.

L'étude a surveillé les chauffe-eau dans 64 maisons des comtés de Santa Clara et de San Mateo en Californie de juin 2018 à novembre 2019. Bien que peu d'études aient été réalisées sur les fuites de méthane par les appareils, une étude s'est penchée sur les chauffe-eau au gaz naturel en Californie et a estimé que les émissions dans l'ensemble de l'État étaient d'environ 5,4 milliards de grammes. La nouvelle étude de Stanford, qui comprend davantage de mesures des impulsions de marche et d'arrêt dans le nouveau type de chauffe-eau sans réservoir et davantage de mesures des émissions de veilleuse des chauffe-eau à accumulation conventionnels, estime ce chiffre pour la Californie à 17,7 milliards de grammes, plus de trois fois plus.

Réservoir de stockage vs sans réservoir

L'étude a révélé une différence très importante dans les taux d'émission entre ces deux types de base de chauffe-eau au gaz naturel. Le chauffe-eau conventionnel au gaz naturel stocke l'eau chauffée dans un réservoir. L'autre, le nouveau type de chauffage n'a pas de réservoir. Lorsqu'un robinet d'eau chaude est ouvert, le chauffe-eau instantané allume immédiatement le gaz pour réchauffer l'eau courante. Un nombre très petit mais croissant de chauffe-eau américains sont sans réservoir. En Europe et en Asie, environ un système sur cinq ne stocke pas d'eau chaude. Globalement, les systèmes sans réservoir se développent à un taux annuel supérieur à 7 pour cent.

« Étant donné que cette tendance de croissance devrait se poursuivre, nous avons pensé qu'il était important de comparer les deux modèles, " dit Lebel. " En moyenne, nous avons trouvé environ deux fois plus d'émissions de méthane provenant des chauffe-eau sans réservoir que des chauffe-eau à accumulation."

Cependant, les appareils de chauffage sans réservoir sont plus efficaces. Ils brûlent moins de gaz naturel par gallon d'eau chaude que les systèmes conventionnels et produisent donc moins de dioxyde de carbone. Au total, Les chauffe-eau sans réservoir émettent 18 % moins de gaz à effet de serre que les chauffe-eau à accumulation.

Heureusement, parce que les chauffe-eau sans réservoir deviennent de plus en plus populaires, surtout en Amérique du Nord, les nouveaux modèles peuvent être repensés pour réduire les fuites de gaz naturel non brûlé. Quiconque s'est trouvé près d'un chauffe-eau ou d'un radiateur lorsqu'il s'est allumé a entendu l'explosion de combustion au début d'un cycle ; c'est à ce moment qu'une explosion de gaz naturel s'échappe sans avoir été brûlée. Le méthane est également libéré lorsque l'unité s'arrête. Ceci est vrai pour les deux types de chauffe-eau.

Mais, pour les appareils de chauffage sans réservoir, les impulsions marche/arrêt représentent près de 60 pour cent du méthane émis. Les modèles sans réservoir s'allument et s'éteignent chaque fois qu'un robinet d'eau chaude est ouvert et fermé. L'eau stockée est chauffée ou réchauffée périodiquement. Les chercheurs suggèrent que les impulsions marche/arrêt des chauffe-eau sans réservoir peuvent être considérablement réduites pour réduire les fuites de méthane sans réduire leurs performances.

"Nous trouvons d'autres correctifs de conception assez simples, trop, " a déclaré Jackson. "Pour les appareils de chauffage avec des réservoirs, la plupart des rejets de gaz non brûlés proviennent de la veilleuse lorsque le réchauffeur est inactif. Les veilleuses standard doivent être remplacées par des allumeurs électroniques."

L'étude révèle également que la popularité croissante des robinets à une poignée devrait être reconsidérée, quel que soit le type de chauffage.

"Avec des robinets à une poignée, les gens déclenchent des tirages d'eau chaude sans le savoir en déplaçant la poignée vers le haut puis vers le côté froid. Ou ils vont chercher de l'eau chaude mais décident ensuite qu'ils ne sont vraiment pas disposés à l'attendre, " a déclaré Jackson. " C'est une source simple mais inutile d'émissions de méthane et de CO 2 qui se multiplie chaque jour."