Le gaz naturel est souvent présenté comme une alternative plus propre aux autres combustibles fossiles, mais son impact environnemental soulève de nombreuses questions. Cette analyse approfondie examine la composition du gaz naturel, ses méthodes d'extraction, ses émissions de gaz à effet de serre et son rôle potentiel dans la transition énergétique, tout en explorant les innovations technologiques et les alternatives renouvelables comme le biogaz et le biométhane.
Définition et composition du gaz naturel
Retrouvez plusieurs vidéos en ligne à ce sujet, avec par exemple :
Le gaz naturel est-il aussi vertueux qu'il n'en a l'air ? Camille ...
Comparatif des émissions : Gaz naturel vs autres énergies fossiles
Émissions de CO2 par combustible fossile
| Combustible | Émissions de CO2 (kg/GJ) |
|---|---|
| Charbon | 90 - 100 |
| Pétrole | 65 - 80 |
| Gaz naturel | 50 - 55 |
Autres polluants atmosphériques
- Très peu d'émissions de particules fines et de suies
- Peu d'émissions d'oxydes d'azote (NOx)
- Très peu d'émissions de dioxyde de soufre (SO2)
En résumé
Innovations technologiques réduisant l'impact environnemental
Optimisation des procédés de production
L'optimisation des procédés sur toute la chaîne d'approvisionnement en gaz, des puits jusqu'à la distribution, permet de réduire la consommation d'énergie et les émissions. Par exemple :
- La récupération de la chaleur dans les installations de liquéfaction et les stations de compression
- L'alimentation électrique des équipements à partir d'énergies renouvelables plutôt que de générateurs au diesel
- L'amélioration des rendements des turbines à gaz et des chaudières grâce à de nouveaux matériaux et designs
Captage et stockage du CO2
Le développement à grande échelle des technologies de captage et stockage du CO2 (CCS) permet de séparer le CO2 émis lors de la combustion du gaz naturel puis de le stocker de façon permanente dans des réservoirs géologiques. Cela pourrait réduire fortement les émissions nettes de gaz à effet de serre.
Valorisation du méthane
Au lieu de brûler le méthane en torchère sur les sites de production, une pratique encore répandue, de nouvelles solutions visent à le valoriser :
- Production d'électricité sur site avec des moteurs ou microturbines fonctionnant au gaz
- Liquéfaction du gaz naturel à petite échelle pour le transporter
- Conversion du méthane en méthanol ou en hydrogène
Mélange avec des gaz renouvelables
L'injection progressive de biométhane et d'hydrogène dans les réseaux de gaz naturel permet de "verdir" le gaz distribué. Certains pays comme la France visent 10% de biométhane dans les réseaux d'ici 2030. Des stations power-to-gas commencent aussi à produire de l'hydrogène par électrolyse de l'eau à partir d'électricité renouvelable, qui est ensuite injecté dans le réseau.
Même si le gaz naturel reste une énergie fossile, ces innovations technologiques peuvent réduire significativement son empreinte environnementale à court et moyen terme, en attendant une transition complète vers des sources d'énergie décarbonées. Elles permettent de tirer le meilleur parti des infrastructures gazières existantes dans une logique de transition énergétique progressive et réaliste.
Le rôle du gaz naturel dans la transition énergétique
Un rôle de soutien aux énergies renouvelables intermittentes
Le principal atout du gaz naturel est sa flexibilité et sa réactivité. Les centrales au gaz à cycle combiné peuvent démarrer rapidement et moduler leur production pour s'adapter aux variations de la demande d'électricité. Elles sont donc complémentaires des énergies renouvelables intermittentes comme l'éolien et le solaire photovoltaïque, qui dépendent des conditions météorologiques. Le gaz permet ainsi de garantir l'équilibre et la sécurité d'approvisionnement des réseaux électriques.
Des émissions de gaz à effet de serre encore significatives
Néanmoins, même s'il est moins polluant que d'autres combustibles fossiles, le gaz naturel n'en reste pas moins une source d'émissions de gaz à effet de serre. Sa combustion libère du CO2, certes en quantité réduite par rapport au charbon, mais qui vient quand même s'accumuler dans l'atmosphère et contribuer au réchauffement climatique. De plus, les fuites de méthane lors de l'extraction, du transport et de la distribution du gaz ont un fort pouvoir de réchauffement.
Des volumes en jeu considérables au niveau mondial
À l'échelle mondiale, la consommation de gaz naturel ne cesse de progresser. Selon l'Agence Internationale de l'Énergie, elle devrait passer de 4000 milliards de m3 en 2021 à près de 4300 milliards de m3 en 2030 dans les scénarios prenant en compte les politiques déjà annoncées par les États. Cela représente une augmentation de 7,5% en moins de 10 ans.
| Région | Consommation 2021 (Gm3) | Projection 2030 (Gm3) | Évolution |
|---|---|---|---|
| Amérique du Nord | 1104 | 1170 | +6% |
| Asie-Pacifique | 901 | 1060 | +18% |
| Europe | 570 | 510 | -11% |
| Eurasie | 550 | 540 | -2% |
| Moyen-Orient | 540 | 620 | +15% |
| Amérique latine | 170 | 170 | - |
| Afrique | 165 | 230 | +40% |
| Monde | 4000 | 4300 | +7,5% |
Sources : AIE, World Energy Outlook 2022, Scénario STEPS
La France vise une sortie progressive du gaz fossile
En France, la Stratégie Nationale Bas-Carbone (SNBC) prévoit une diminution progressive de la consommation de gaz naturel, avec l'objectif d'atteindre la neutralité carbone en 2050. Le scénario de référence table sur une baisse de 35% de la demande de gaz à cet horizon par rapport à 2020, grâce à l'efficacité énergétique et au déploiement des énergies renouvelables.
Néanmoins, des incertitudes demeurent sur la faisabilité technique et économique d'un tel scénario. Des investissements massifs dans la rénovation des bâtiments et les réseaux électriques intelligents seront nécessaires. Le gestionnaire de réseau GRDF mise quant à lui sur le développement de gaz renouvelables comme le biométhane pour "verdir" progressivement le contenu du réseau, avec un objectif de 30% en 2030 et 100% en 2050.
La nécessité d'une sortie des énergies fossiles à terme
Si le gaz naturel peut jouer un rôle utile de transition dans certains cas, il ne constitue pas une solution pérenne pour lutter contre le changement climatique. Pour tenir les objectifs de l'Accord de Paris et limiter le réchauffement bien en dessous de 2°C, il faudra sortir de toutes les énergies fossiles, gaz inclus, d'ici le milieu du siècle. Tout investissement dans de nouvelles infrastructures gazières risque de créer un "effet de verrouillage" et de ralentir le déploiement des alternatives bas-carbone.
La priorité doit donc aller aux économies d'énergie, à l'efficacité et à la sobriété énergétique. Le potentiel du gaz renouvelable, biogaz et hydrogène, devra être exploité de façon raisonnée pour décarboner certains usages spécifiques difficilement électrifiables. Mais l'essentiel des efforts devra porter sur l'accélération des énergies renouvelables, le stockage, les réseaux intelligents et la modification de nos modes de consommation.
Biogaz et biométhane : Des alternatives renouvelables
Un procédé de production plus écologique
Le biogaz est produit par la fermentation anaérobie de matières organiques comme les déchets agricoles, les boues d'épuration ou les déchets ménagers dans des unités appelées méthaniseurs. Après purification pour atteindre la qualité du gaz naturel, on obtient alors du biométhane, injectable dans les réseaux de gaz.
Contrairement au gaz naturel extrait du sous-sol, le biogaz et le biométhane sont considérés comme des énergies renouvelables. Leur combustion est vue comme neutre en CO2, le carbone rejeté ayant été capté récemment par les végétaux. De plus, valoriser les déchets organiques en énergie permet de réduire les émissions de méthane, puissant gaz à effet de serre, issues de leur décomposition.
Des doutes sur la réelle durabilité
Toutefois, l'analyse du cycle de vie complet soulève des interrogations sur l'empreinte carbone réelle du biométhane. La culture de végétaux dédiés pour alimenter les méthaniseurs entre en compétition avec les cultures alimentaires. Les fuites de méthane lors de la production et l'utilisation d'engrais azotés sur les cultures impactent aussi le bilan.
Par ailleurs, comparé au gaz fossile, la production de biométhane reste très limitée et coûteuse. En France, il ne représente qu'environ 1% des volumes de gaz consommés en 2022. Les objectifs de 10% d'ici 2030 nécessiteront des investissements conséquents.
| Avantages | Inconvénients |
|---|---|
| Énergie renouvelable | Concurrence cultures alimentaires |
| Valorisation des déchets | Fuites de méthane |
| Stockable dans réseaux gaz | Volumes limités |
| Réduit émissions déchets | Coûts de production élevés |
Quelle place dans la transition énergétique ?
Le biométhane apparaît donc comme une énergie de transition vertueuse mais aux potentiels limités. Son développement ne doit pas retarder la baisse globale de consommation de gaz et la sortie progressive des énergies fossiles. Son usage sera à réserver en priorité pour décarboner des secteurs difficiles comme certaines industries ou les transports lourds.
En parallèle, les efforts doivent porter sur la sobriété et l'efficacité énergétique ainsi que sur l'essor des énergies renouvelables électriques comme le solaire et l'éolien. Le vrai défi est de réussir la transition vers une économie plus sobre en énergie et en ressources.
Perspectives législatives et futures régulations
Un cadre européen ambitieux de réduction des émissions
- Réforme du système d'échange de quotas d'émissions (ETS) avec une réduction plus rapide du plafond d'émissions annuel
- Nouvelle directive sur les énergies renouvelables fixant un objectif contraignant de 40% d'EnR dans le mix énergétique de l'UE d'ici 2030
- Révision de la directive sur l'efficacité énergétique visant à doubler les obligations annuelles d'économies d'énergie
Des mesures nationales pour sortir des énergies fossiles
- L'interdiction d'installer des chaudières au gaz dans les logements neufs à partir de mi-2021 (RE2020)
- L'obligation de remplacer toutes les chaudières au fioul et au charbon d'ici 2030
- Un soutien financier renforcé (MaPrimeRenov) pour remplacer les vieilles chaudières gaz par des solutions plus vertueuses (pompes à chaleur, chaudières biomasse...)
- Un verdissement progressif des réseaux de gaz avec l'obligation d'incorporer 10% de gaz renouvelables d'ici 2030
Des impacts contrastés sur les marchés de l'énergie
Des défis pour la transition énergétique
L'essentiel à retenir sur l'impact écologique du gaz naturel
Le gaz naturel, bien que moins polluant que le charbon et le pétrole, n'est pas sans conséquences pour l'environnement. Son extraction et sa combustion libèrent du méthane, un puissant gaz à effet de serre. Malgré les innovations technologiques visant à réduire ces émissions, le gaz naturel reste une énergie fossile dont l'utilisation doit être encadrée. Le développement d'alternatives renouvelables comme le biogaz et le biométhane, ainsi que des politiques de régulation, seront essentiels pour assurer une transition énergétique durable.