Pourquoi les émissions de méthane sont-elles importantes pour le changement climatique?

Pourquoi les émissions de méthane sont-elles importantes pour le changement climatique? Le méthane, gaz puissant piégeant la chaleur, est libéré par l'infrastructure de distribution de gaz naturel. Photo AP / Brennan Linsley

L’EPA du mois d’août, 29 a dévoilé une proposition visant à abroger les règlements visant à limiter les émissions de méthane de l'industrie du pétrole et du gaz. Les critiques a déclaré que le retour en arrière aggraverait le changement climatique et la qualité de l'air. Réaction de entreprises énergétiques variées, certains arguant que les limites ne sont pas nécessaires alors que d’autres appuient la réglementation fédérale.

Anthony Marchese et Dan Zimmerle, spécialistes de l'énergie à la Colorado State University, publiés l'année dernière une étude approfondie sur l'ampleur des émissions de méthane de l'industrie du pétrole et du gaz. Ils expliquent les sources de méthane provenant du gaz naturel et ce que cette réduction réglementaire pourrait signifier.

1. Une fois que le gaz naturel est extrait du sol, comment le méthane et les autres gaz pénètrent-ils dans l'atmosphère?

L’infrastructure de gaz naturel aux États-Unis comprend un million de kilomètres de canalisations et des millions de vannes, raccords, réservoirs, compresseurs et autres composants qui fonctionnent 24 heures par jour, 7 jours par semaine, afin de livrer du gaz naturel à votre domicile. Le gaz naturel peut circuler sur plusieurs kilomètres 1,000 du puits à l’utilisation finale. Au cours de ce long voyage, le gaz a de nombreuses occasions de s'échapper dans l'atmosphère. Cela inclut les fuites indésirables de composants défectueux, ainsi que ventilation intentionnelle de gaz provenant d'appareils utilisant le gaz à haute pression pour ouvrir et fermer les vannes.

Pourquoi les émissions de méthane sont-elles importantes pour le changement climatique? L'infrastructure de distribution de gaz naturel, qui comprend les pipelines, les vannes et les compresseurs, offre de nombreuses possibilités de fuite de méthane, le principal composant du gaz naturel. Mark Dixon / flickr, CC BY

En outre, le compresseurs qui sont nécessaires pour augmenter la pression et pomper le gaz à travers le réseau sont alimentés par des moteurs à combustion interne qui brûlent du gaz naturel; l'échappement de ces moteurs comprend du méthane non brûlé. Comme le gaz naturel livré à votre domicile est 85% à 95% méthane, les fuites de gaz naturel sont principalement du méthane. Bien que le méthane représente la plus grande menace pour le climat en raison de sa puissance des gaz à effet de serre, les autres hydrocarbures présents dans le gaz naturel peuvent dégrader la qualité de l’air régional et nuire à la santé humaine.

2. Pourquoi a-t-il été difficile de déterminer l'ampleur ou le taux d'émissions de méthane?

Comme l'infrastructure de gaz naturel est si vaste, il n'est pas possible de mesurer chaque fuite de chaque vanne ou raccord défectueux. En effet, nous n'avons même pas d'estimation précise du nombre total de vannes et de raccords. Le meilleur moyen d'estimer la quantité totale de méthane émise par l'infrastructure de gaz naturel consiste à effectuer autant de mesures que possible à partir du plus grand nombre possible de types de composants différents. La raison pour laquelle on doit effectuer des centaines voire des milliers de mesures à partir de chaque type d'équipement est de pouvoir capturer les sources très émettrices (les super-émetteurs), qui sont peu nombreuses mais dont les émissions sont si élevées qu'ils peuvent expliquer 50% à 80% des émissions totales.

Pourquoi les émissions de méthane sont-elles importantes pour le changement climatique? Le gaz naturel provenant de puits pourrait parcourir des milliers de kilomètres à travers de nombreux types d’infrastructure avant d’atteindre les consommateurs. Administration de l'information énergétique, CC BY

En effectuant des milliers de mesures et en compilant nos meilleures estimations de l'inventaire de tous les types d'équipement de l'infrastructure de gaz naturel aux États-Unis, il est possible d'estimer les émissions totales de toutes les exploitations de gaz naturel aux États-Unis avec un degré de certitude raisonnable, que nous estime actuellement être 2.3%. C'est-à-dire que 2.3% du gaz naturel qui transite par des pipelines est rejeté dans l'air. Nous estimons que la quantité d'émissions de gaz naturel représente une perte de chiffre d'affaires de plus de US $ milliards 1 par an pour le secteur, et que l'impact sur les émissions de gaz à effet de serre est équivalent aux émissions annuelles de gaz d'échappement provenant du million de voitures particulières 70.

3. Qu'est-ce que les réglementations de l'ère Obama auraient imposé aux sociétés pétrolières et gazières?

La réglementation de l'époque Obama a été mise en place dans 2016 afin de fixer des limites d'émissions de méthane provenant de diverses sources de l'industrie du pétrole et du gaz. La réglementation 2016 s'appuie sur les réglementations précédentes mises en place dans 2012 pour les émissions d'hydrocarbures organiques volatils (COV), qui sont des gaz d'hydrocarbures non méthaniques produits par les exploitations pétrolières et gazières. Les entreprises qui avaient installé des contrôles pour les sources d'émissions de COV n'étaient pas tenues d'installer de nouveaux contrôles car la réduction des émissions de COV réduisait également les émissions de méthane.

La règle 2016 incluait également des sources supplémentaires qui n’étaient pas couvertes auparavant par 2012, notamment des puits de pétrole fracturés hydrauliquement, dont certains peuvent contenir une grande quantité de gaz ainsi que du pétrole; dispositifs pneumatiques sur les sites de puits et les usines de traitement de gaz; compresseurs et contrôleurs pneumatiques dans les installations de transmission et de stockage.

Le système d'implants dentaires Règle 2016 obliger les opérateurs à détecter et à réparer périodiquement les fuites de méthane dans les installations nouvelles et modifiées; les installations plus anciennes qui n'ont pas été modifiées de manière significative ne sont pas couvertes par la règle.

4. Comment les scientifiques déterminent-ils si le gaz naturel est meilleur pour le changement climatique que la combustion du charbon?

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 premières années 20 après sa sortie. Des études montrent que si le méthane fuyait à un taux de supérieur à 3%, l’abandon des centrales au charbon au profit des centrales au gaz naturel ne présenterait aucun avantage immédiat pour le climat. La bonne nouvelle est qu’un taux de fuite de 2.3% suggère que les centrales au gaz naturel sont légèrement plus bénéfiques pour le climat que les centrales au charbon. Toutefois, les résultats de nos études ont également montré que les centrales électriques pourraient présenter des avantages plus importants pour le climat si le secteur réduisait le taux de fuite de méthane total à 1%, ce que beaucoup de nos partenaires du secteur estiment réalisable.

De plus, les centrales au gaz naturel peuvent modifier la production plus rapidement que les grandes centrales au charbon, favorisant ainsi l'intégration de sources renouvelables variables, telles que l'énergie éolienne et solaire. Industrie, et certains groupes environnementaux considèrent le gaz naturel comme un «combustible de pontage» qui facilite l'intégration des énergies renouvelables dans les systèmes électriques.

Cependant, il existe une différence supplémentaire claire entre les centrales au charbon et au gaz naturel. Pour les centrales au charbon, presque tout l’impact sur le climat est dû à la combustion du charbon, tandis que pour le gaz naturel, l’impact sur le climat est une combinaison de la combustion et des émissions de méthane - des fuites et de la ventilation. Changer le mode de combustion du charbon est très difficile. La réduction des fuites de gaz naturel est une possibilité très réelle.

5. Pourquoi certaines sociétés pétrolières et gazières ont-elles appuyé la réglementation plus stricte sur les émissions de méthane?

L’EPA estime que les nouveaux amendements proposés sauveraient l’industrie pétrolière et gazière 17 à M $ 19 par an. Bien que cela puisse sembler beaucoup d’argent, il est dérisoire par rapport à la valeur économique à gagner en minimisant les fuites. Nous estimons que la réduction des émissions de méthane de 2.3% à 1% donnerait un chiffre d’affaires annuel de plus d’un demi milliard de dollars, soit plus de 30 fois les économies estimées résultant de l’annulation de la réglementation. De nombreuses sociétés pétrolières et gazières reconnaissent ce fait, ainsi que la nécessité de mettre en place des réglementations pour garantir que toutes les sociétés respectent les mêmes normes.

Notre expérience de travail en étroite collaboration avec plus de partenaires de l'industrie 20 a montré que l'industrie peut jouer un rôle de leader en partageant les meilleures pratiques opérationnelles, en développant des programmes complets de détection et de réparation des fuites, en pilotant ces nouvelles technologies et en participant de manière constructive au processus réglementaire. Notre expérience dans Colorado, qui a élaboré certaines des réglementations les plus strictes du pays en matière d'émissions de méthane, suggère également fortement que des réglementations gouvernementales sont nécessaires pour garantir que les meilleures pratiques deviennent des pratiques standard.

En fin de compte, nous pensons que les efforts de l’administration Trump visant à abaisser les réglementations, sans se soucier de leur efficacité, non seulement aggraveront les changements climatiques, mais affecteront également la santé et la sécurité des citoyens américains et saperont les efforts de l’industrie du gaz naturel pour la production et la promotion de produits naturels. le gaz en tant que carburant fossile propre - un carburant fossile qui s'intègre bien aux sources renouvelables.

A propos de l'auteur

Anthony J. Marchese, vice-doyen aux affaires académiques et aux affaires étudiantes, Walter Scott, Jr. College of Engineering; Directeur du laboratoire de conversion des moteurs et de l'énergie; Professeur, Département de génie mécanique et faculté affiliée à l’Institut de l’énergie, Colorado State University et Dan Zimmerle, associé de recherche principal, Energy Institute, Colorado State University

Cet article est republié de La Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.

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