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Les émissions de gaz à effet de serre de la chaine de valeur du gaz naturel liquéfié (GNL) sont en moyenne inférieures à celles de la production d'électricité à partir de charbon, même lorsque le carburant est expédié sur de longues distances, selon une nouvelle étude de Rystad Energy. Le gaz naturel produit et liquéfié aux États-Unis, puis expédié en Asie sur des trajets de retour d'environ 23 000 miles, pourrait émettre jusqu'à 50% de moins que même les centrales électriques au charbon les plus propres. Cependant, il existe des variations significatives entre les sources de GNL aux États-Unis, les sources et les types de charbon, ainsi que les centrales électriques, ainsi que des incertitudes concernant les émissions de méthane dans les deux chaines de valeur.
La production mondiale de gaz naturel a atteint de nouveaux sommets l'année dernière - plus de 4 000 milliards de mètres cubes (Bcm) - et une croissance supplémentaire est attendue tout au long de cette décennie. De nombreux considèrent le GNL comme un composant essentiel de la transition énergétique et comme un moyen de se détourner des carburants plus lourds, en particulier du charbon, mais des questions persistent quant aux émissions totales de la chaine de valeur de ce combustible.
Pour répondre à ces questions, Rystad Energy a évalué les émissions potentielles totales pour les chaines de valeur du charbon vers l'électricité et du GNL vers l'électricité, incluant le dioxyde de carbone et le méthane, de l'extraction à l'utilisation finale dans les centrales électriques. Cette étude met en lumière les divers facteurs, incertitudes et défis influençant les émissions totales des deux combustibles fossiles. Les différentes étapes des deux chaines de valeur sont détaillées à la fin de ce rapport.
Pour cette étude, nous nous sommes concentrés sur le GNL des États-Unis expédié en Asie, étant donné le rôle dominant des États-Unis sur le marché mondial du GNL. D'ici 2030, l'approvisionnement mondial en GNL devrait approcher 850 Bcm annuellement, dont environ 30% devraient provenir des États-Unis. La demande de gaz sur les marchés asiatiques devrait rester forte, et le GNL sera un concurrent clé du charbon dans la production d'électricité.
Les émissions de gaz à effet de serre du secteur de l'énergie sont une priorité parmi les gouvernements, les opérateurs et autres parties prenantes. Du point de vue du dioxyde de carbone, la chaine de valeur du charbon a une empreinte d'émission significativement plus élevée que le GNL, principalement en raison des émissions d'utilisation finale. Cependant, lors de l'ajout des émissions de méthane, des incertitudes majeures sont introduites. Historiquement, les inventaires de méthane ont généralement été calculés en utilisant des facteurs basés sur le génie, mais les développements récents dans les technologies de mesure, telles que les images satellites, ont amélioré la précision. Les nouvelles technologies de mesure ont révélé que les émissions de méthane sont probablement plus élevées que prévu dans les chaines de valeur du pétrole et du gaz ainsi que du charbon. Les incertitudes durables dans la surveillance du méthane sont la principale raison des résultats et des conclusions variables dans les études récentes sur les émissions de gaz et de charbon.
Les discussions autour des taux de fuite des infrastructures en amont et en aval et de la puissance du méthane en tant que gaz à effet de serre peuvent conduire à des conclusions différentes sur l'utilisation du gaz naturel comme combustible de transition. Un des principaux défis dans l'évaluation des émissions de méthane dans les chaines de valeur du GNL et du charbon est le manque de données de mesure granulaires et de haute qualité. Bien que la tendance soit positive en ce qui concerne la surveillance sur site et d'autres technologies de mesure comme les capteurs satellites, la plupart des données d'émissions de méthane disponibles sont modélisées en se basant sur des facteurs génériques d'équipements et de composants. Les données d'émissions de Rystad Energy complètent les données d'émissions rapportées et modélisées avec l'analyse des nuages de méthane mondial par satellite. Il persiste cependant des incertitudes et des limites avec la surveillance par satellite, par exemple liées au seuil de détection, car les plus petits nuages de méthane ne sont pas enregistrés par les satellites à couverture globale.
Quantifier avec précision les émissions pour toute source d'énergie est essentiel pour comprendre son impact environnemental complet. Alors que l'accent mondial se porte sur les émissions de méthane, et que la quantité croissante de données crédibles issues de satellites plus granulaires et d'une augmentation des mesures sur site augmente, l'incertitude dans les données de méthane commencera à se réduire. Avec plus de données et d'options de mesure pour le méthane, les consommateurs et les acheteurs qui veulent s'assurer que le gaz réduit les émissions par rapport au charbon seront en meilleure position. Avec l'introduction de politiques d'émissions à l'échelle mondiale, telles que la réglementation du méthane et éventuellement des mécanismes d'ajustement frontalier du carbone, les approvisionnements en gaz de différentes sources pourraient bientôt voir des différences de prix en fonction de la compétitivité carbone.
En savoir plus avec la Solution Emissions de Rystad Energy.
Rystad Energy a créé des scénarios optimistes et pessimistes pour les émissions de GNL et de charbon afin d'illustrer les complexités de l'évaluation. Le scénario pessimiste pour le GNL des États-Unis vers l'Asie est une estimation des émissions de chaine de valeur potentielles les plus faibles, avec une production en amont dans le bassin des Appalaches, un traitement dans une usine de liquéfaction électrifiée, une expédition par le canal de Panama pour minimiser la distance de navigation, et une génération d'électricité finale dans une centrale ultra-efficace. Le scénario optimiste suppose une production en amont et une liquéfaction avec une intensité d'émissions supérieure à la moyenne, un itinéraire d'expédition évitant le canal de Panama, et une génération d'électricité finale par une centrale à turbine à gaz moins efficace. Pour le charbon, le scénario pessimiste suppose un charbon produit localement de haute qualité et une centrale électrique moderne ultrapercritical. Le scénario pessimiste du charbon suppose un charbon de qualité inférieure produit localement alimentant une centrale électrique au charbon subcritique inefficace et vieillissante.
La plupart des livraisons GNL vers l'électricité pour les États-Unis et l'Asie ont une empreinte d'émission de chaine de valeur inférieure à celle du charbon domestique vers l'électricité. Cela reste vrai même en supposant des taux de fuite de méthane élevés. Cependant, certaines centrales électriques au charbon en Asie pourraient avoir une empreinte d'émissions de chaine de valeur inférieure à certaines sources de GNL à forte émission. Pour le scénario optimiste du GNL, les taux de fuite dans la chaine de valeur du gaz naturel devraient être supérieurs à 4% pour égaler les émissions du scénario pessimiste du charbon. Cependant, plusieurs études ont révélé que les émissions de méthane dans le processus d'extraction du charbon sont beaucoup plus importantes que prévu, ce qui signifie que les taux de fuite réels dans la chaine de valeur du gaz devraient être significativement plus élevés - potentiellement entre 6% et 10% - pour que le charbon du scénario pessimiste soit préféré au GNL du scénario optimiste d'un point de vue des émissions. Cependant, la plupart des cargaisons de GNL des États-Unis proviennent de bassins avec de faibles émissions de méthane, comme le Haynesville, et du gaz associé de grands opérateurs du bassin Permien, qui ont tendance à avoir une intensité de méthane nettement inférieure aux pires performants.
Pour l'industrie du GNL, il est vital pour les opérateurs et autres parties prenantes de réduire les fuites de méthane et, de cette manière, d'élargir l'écart d'émissions entre le gaz et le charbon. Cela permettrait au gaz naturel de jouer son rôle le plus optimal en tant que combustible de transition pendant que le charbon est progressivement éliminé. Un examen accru des fuites de méthane, combiné à une croissance des technologies de surveillance et d'identification du méthane, contribuera à réduire les émissions de méthane tout au long de la chaine de valeur du GNL. En revanche, le charbon vers l'électricité, qui est dominé par la combustion en fin d'utilisation dans des centrales moins efficaces, a moins d'opportunités et de mesures impactantes pour réduire son empreinte d'émission de chaine de valeur. En conséquence, la chaine de valeur du GNL devrait vraisemblablement continuer à améliorer sa compétitivité en termes d'émissions avec le temps.
Émissions en fin d'utilisation
La plupart des centrales électriques modernes au gaz utilisent des turbines à cycle combiné, permettant des efficacités très élevées avec des taux d'émission généralement inférieurs à 400 grammes de CO2 par kilowatt-heure (kWh) - bien en dessous des 700 g de CO2 par kWh des meilleures centrales électriques au charbon.
Remplacer les combustibles fossiles les plus carbonés par du gaz naturel a souvent été présenté comme un moyen de réduire les émissions de carbone. Dans la génération d'électricité, par exemple, le gaz naturel se comporte nettement mieux que les centrales électriques au charbon pour la combustion finale en fin d'utilisation. Les émissions de la chaine de valeur complète sont également amenées à diminuer à mesure que l'amélioration de la surveillance des fuites permet aux producteurs de mieux cibler les mesures pour réduire les émissions aux stades en amont et en aval.
Émissions de chaine de valeur
La chaine de valeur du gaz naturel commence par la production en amont, suivie du traitement pour séparer les liquides, éliminer les impuretés et sucrer le gaz avant son transport vers sa destination. Pour le GNL, la chaine de valeur se poursuit avec la liquéfaction, où le gaz est refroidi à moins de -160 degrés Celsius puis chargé sur des navires de GNL sous forme liquide. À la destination finale, le GNL est converti en gaz à l'état gazeux dans une installation de regazéification avant d'être injecté dans le réseau de gaz naturel du pays importateur.
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La chaine de valeur du charbon dépend fortement de l'objectif d'utilisation finale et de la qualité du charbon. Cependant, les processus peuvent être simplifiés à la production initiale dans une mine (souterraine ou à ciel ouvert) avant la sélection, le lavage et le transport vers la destination d'utilisation finale par voie ferrée, navire ou camion.
Par Rystad Energy
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