La demande mondiale d’énergie augmente. Les besoins énergétiques augmentent plus lentement que par le passé, mais devraient encore augmenter de 30% entre aujourd’hui et 2040. Cela équivaut à ajouter une autre Chine et une autre Inde à la demande mondiale d’aujourd’hui. Une économie mondiale en croissance à un taux moyen de 3,4% par an, une population qui passe de 7.4 milliards aujourd’hui à plus de 9 milliards en 2040, et un processus d’urbanisation qui ajoute une ville de la taille de Shanghai à la population urbaine mondiale tous les quatre mois sont des forces clés qui sous-tendent les projections de l’Agence internationale de l’énergie.
Tout cela met beaucoup de pression sur l’écosystème de notre planète. Les niveaux actuels de concentrations atmosphériques de gaz à effet de serre (GES) sont sans précédent au cours des 800 000 dernières années.
Le secteur de la production d’énergie (électricité et chaleur) est la principale source de GES, représentant plus de 60% de toutes les émissions de GES (production d’électricité – 28,4%; industrie – 22%; commercial et résidentiel – 11%) qui proviennent principalement de la combustion de combustibles fossiles pour l’énergie (source: Rapport de l’Agence américaine de protection de l’environnement – EPA).
Le rôle que le gaz naturel peut jouer dans l’avenir de l’énergie mondiale est inextricablement lié à sa capacité à aider à résoudre les problèmes environnementaux. Alors que les préoccupations concernant la qualité de l’air et le changement climatique se profilent à l’horizon, le gaz naturel offre de nombreux avantages potentiels s’il remplace des carburants plus polluants. Cela est particulièrement vrai étant donné les limites de la rapidité avec laquelle les options d’énergie renouvelable peuvent être mises à l’échelle et que les options zéro carbone rentables peuvent être plus difficiles à trouver dans certaines parties du système énergétique. La flexibilité qu’apporte le gaz naturel à un système énergétique peut également en faire un bon choix pour l’essor des énergies renouvelables variables telles que l’éolien et le solaire photovoltaïque.
Le gaz naturel est un combustible fossile, bien que les émissions de réchauffement de la planète résultant de sa combustion soient beaucoup plus faibles que celles du charbon ou du pétrole. Le gaz naturel émet 50 à 60% de dioxyde de carbone (CO2) en moins lorsqu’il est brûlé dans une nouvelle centrale à gaz naturel efficace par rapport aux émissions d’une nouvelle centrale à charbon typique.
La quantité de CO2 produite lors de la combustion d’un carburant est fonction de la teneur en carbone du carburant. La teneur en chaleur, ou la quantité d’énergie produite lors de la combustion d’un combustible, est principalement déterminée par la teneur en carbone (C) et en hydrogène (H) du combustible. La chaleur est produite lorsque C et H se combinent avec de l’oxygène (O) pendant la combustion. Le gaz naturel est principalement constitué de méthane (CH4), qui a une teneur en énergie plus élevée par rapport aux autres combustibles et, par conséquent, une teneur en CO2 en énergie relativement plus faible. L’eau et divers autres éléments, tels que le soufre et les éléments incombustibles dans certains combustibles, réduisent leurs valeurs de chauffage et augmentent leur teneur en CO2 en chaleur. C’est la raison pour laquelle différents carburants émettent différentes quantités de CO2 par rapport à l’énergie qu’ils produisent lorsqu’ils sont brûlés.
| Charbon (anthracite) | 228.6 |
| Charbon (bitumineux) | 205.7 |
| Carburant diesel et mazout | 161.3 |
| Essence (sans éthanol) | 157.2 |
| Propane | 139.0 |
| Gaz naturel | 117.0 |
Tableau 1 : Livres de CO2 émises par million d’unités thermiques britanniques (Btu) d’énergie pour divers combustibles.
Source: US Energy Information Administration
Les centrales au charbon n’émettent pas seulement du dioxyde de carbone. Il existe également d’autres toxines qui ont un impact immédiat et direct sur la santé des personnes, telles que le mercure. Éviter la combustion du charbon permettrait d’économiser des centaines de millions de dollars par an en coûts de soins de santé en évitant les maladies causées par des polluants, tels que les crises d’asthme, les crises cardiaques et les décès liés aux émissions des centrales au charbon.
Combustion plus propre que les autres combustibles fossiles, la combustion du gaz naturel produit des quantités négligeables de soufre, de mercure et de particules. Dans les transports, la combustion du gaz naturel produit certains oxydes d’azote (NOx), qui sont des précurseurs du smog, mais à des niveaux beaucoup plus faibles que l’essence et le diesel utilisés pour les véhicules automobiles. Les analyses du département américain de l’Énergie indiquent que tous les 10 000 foyers américains alimentés au gaz naturel au lieu du charbon évitent les émissions annuelles de 1 900 tonnes de NOx, 3 900 tonnes de SO2 et 5 200 tonnes de particules. La réduction de ces émissions se traduit par des avantages pour la santé publique, car ces polluants ont été liés à des problèmes tels que l’asthme, la bronchite, le cancer du poumon et les maladies cardiaques pour des centaines de milliers de personnes.
Chaque combustible fossile a un cycle de vie différent. L’extraction/production, le raffinage/conditionnement, le transport/stockage et la combustion de chaque combustible fossile sont différents. De plus, chaque combustible fossile contribue aux gaz à effet de serre à différentes étapes de son cycle de vie. De même, à différents stades, chaque combustible fossile contribue au réchauffement climatique à un degré différent.
L’impact environnemental total du charbon est supérieur à celui de tout autre combustible fossile. En particulier en ce qui concerne l’extraction de charbon à ciel ouvert, l’impact environnemental du charbon ne peut être surestimé. De la destruction des forêts, de la dévastation de la qualité de l’eau et du changement irréversible du paysage, l’extraction du charbon a un impact massif sur l’environnement.
En ce qui concerne les émissions de carbone, l’extraction du charbon et la combustion du charbon représentent une somme plus importante que tout autre combustible.
Le charbon, contrairement aux combustibles gazeux et au pétrole, n’émet pas de carbone dans l’air à l’état naturel. Cependant, lors de l’extraction du charbon, du méthane est libéré dans l’air. En fait, d’énormes quantités de méthane (CH4) sont libérées dans l’air. Chaque année, rien qu’aux États-Unis, l’extraction du charbon libère environ 61 millions de tonnes métriques d’équivalent dioxyde de carbone (MMTC02E) de tonnes de méthane dans l’air.
La combustion du charbon produit plus de gaz à effet de serre que la combustion de tout autre combustible fossile. Il existe une poignée de types de charbon, mais presque tous contribuent beaucoup plus de CO2 dans l’air que les autres combustibles fossiles lors de la combustion.
Il faut mentionner qu’il y a aussi beaucoup de méthane libéré dans l’atmosphère lors de la production de pétrole et de gaz naturel. Par conséquent, la technologie développée par le projet GASVESSEL qui permet d’utiliser le gaz naturel actuellement brûlé ou rejeté dans l’air contribue aux efforts de réduction des GES à l’échelle mondiale.