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Climat : omerta sur le méthane

Publié le 7 janvier 2017

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Décryptage - N°9

En 2013, le « résumé à l’intention des décideurs » du groupe de travail I du GIEC alertait sur l’importance de l’influence du méthane sur le réchauffement climatique. A priori décisive, cette présentation du GIEC n’a pas suffi à faire bouger les esprits : le méthane est resté une préoccupation de second ordre, pour la plupart des décideurs engagés dans la lutte contre le changement climatique, contrairement au CO2. Deux publications récentes relancent le débat et l’attention des médias et de l’opinion publique sur ce sujet : il est notamment démontré que la concentration de méthane dans l’atmosphère augmente et le rythme s’accélère depuis 2006, contrairement au CO2 dont le rythme des émissions s’est stabilisé.
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Les auteurs de ce Décryptage font un bilan précis et exhaustif des données scientifiques autour du lien entre méthane et réchauffement climatique. A partir de ces éléments, ils tirent la sonnette d’alarme sur l’urgence d’agir et de définir des programmes ambitieux de réduction d’émissions de méthane. Sans effort spécifique, les objectifs de l’Accord de Paris n’ont aucune chance d’être respectés.
Deux publications sur le méthane et le changement climatique, un sujet jusqu’ici largement oublié, ont relancé récemment l’attention des media.
La première1, montre, sur la base de données expérimentales d’une cinquantaine de lieux répartis dans le monde entier, que le réchauffement climatique serait responsable d’un déséquilibre nouveau entre les masses de carbone atmosphériques et les masses stockées dans la croûte terrestre (dans les océans, la biomasse et l’humus). Le réchauffement qui atteint l’ensemble des sols dont ceux de l’Arctique, provoquerait une accélération des émissions de méthane, un important gaz à effet de serre qui contribue lui-même, à son tour, au réchauffement, au risque d’un dérapage climatique incontrôlable. Les pertes de carbone pourraient ainsi atteindre, d’ici 2050, 12 à 17%2 du cumul des émissions dues à l’activité humaine, de quoi accélérer significativement le changement climatique.
La seconde3 montre que la concentration de méthane (CH4) dans l’atmosphère, au contraire de celle du gaz carbonique CO2, augmente depuis 2006 à un rythme encore jamais atteint auparavant.
Après une stagnation relative au début des années 2000 autour de 1780 ppb4 (avec des émissions de méthane de l’ordre de 310 Mt/an), les concentrations de CH4 dérapent depuis 2007 et atteignent en 2015 une valeur de 1834 ppb, (avec des émissions en croissance de 6% sur la période), une tendance que les auteurs jugent tout à fait incompatible avec les exigences des scénarios d’émissions qui permettraient de limiter le changement climatique dans des limites acceptables. Le cumul de ces deux informations a évidemment de quoi alerter l’opinion.

Le problème n’est pourtant pas nouveau

On sait en effet depuis longtemps que le méthane est un puissant gaz à effet de serre (GES). Sa capacité à piéger le rayonnement infrarouge émis par la Terre est 100 fois plus importante par unité de poids que celle du gaz carbonique que tout le monde connaît. En revanche, sa durée de vie dans l’atmosphère est beaucoup plus faible que celle du C02 (10 à 12 ans contre plus de 100 ans). Cela ne veut pas pour autant dire qu’au bout de 12 ans toutes les molécules de CH4 émises à un moment donné ont disparu, mais que la courbe de décroissance du CH4 dans l’atmosphère est proche de l’exponentielle e-t/12. (il ne reste que 37% du CH4 12 ans après son émission, mais encore 19% 20 ans plus tard, 1,6% 50 ans plus tard, etc.). On conçoit donc que l’effet d’une émission ponctuelle d’un kg de méthane, environ 100 fois plus important au départ que celle d’un kg de CO2 diminue avec le temps.
Les études scientifiques destinées à évaluer le réchauffement futur sont fondées sur l’analyse de l’évolution des concentrations des différents GES selon divers scénarios d’émission. Mais ces concentrations, résultats d’un historique d’émissions de chaque GES ne sont pas des outils pratiques pour les décideurs industriels ou les gouvernements. C’est pourquoi les climatologues ont proposé au début des années 90 le concept de « Pouvoir de réchauffement global d’un gaz (PRG)» de façon à comparer simplement l’efficacité des actions sur différents GES. C’est ainsi que le PRG du méthane à un horizon d’un nombre d’années n donne une mesure comparative des effets cumulés d’une émission  d’1kg de CH4 et d’1kg de CO2 pendant n années après leur émission. La figure 2 montre l’allure de cette courbe.
Les premières évaluations du PRG du méthane par le GIEC (21 à 100 ans, 72 à 20 ans, 7 à 500 ans) ont servi de base à la rédaction du protocole de Kyoto : un PRG du méthane  à 100 ans (de valeur 21) a finalement été adopté : il permet la comparaison d’actions de réductions ponctuelles de CH4 et de CO2 à un horizon de 100 ans.

Un choix qui fait débat ​

La difficulté à définir le PRG tient bien sûr aux échelles de temps.
Par exemple, la température moyenne de la surface de la planète à un instant donné dépend principalement  de la concentration instantanée de l’ensemble des gaz à effet de serre. Comme la concentration engendrée par une émission de méthane décroît rapidement avec le temps, l’intégration dans le temps comprise dans  la notion de PRG donne une représentation amplifiée de l’impact du méthane.
Par contre la température des couches intermédiaires ou profondes des océans, qui détermine leur dilatation, ou la fonte des grands glaciers dépendent beaucoup plus fortement de l’intégration du flux de chaleur reçu sur cette même période, avec l’irréversibilité des changements climatiques qui s’y attache. Dans ce cas l’impact des émissions de méthane est minoré par le PRG dans sa définition actuelle.
La définition du PRG est donc bien un choix, et un débat scientifique reste ouvert sur la pertinence et les limites de ce choix. Si par convention la tonne équivalent CO2 (teqCO2) avait été établie à 20 ans, le pouvoir réchauffant relatif du méthane aurait été non pas 21 fois supérieur mais 62 fois supérieur ; ce qui aurait nécessairement eu une empreinte différente sur les politiques publiques menées.
Pourquoi 100 ans ?  Parce qu’au début des années 90, les climatologues s’inquiétaient d’abord (et encore aujourd’hui) du contrôle des émissions de CO2, qui, une fois présentes dans l’atmosphère, y séjournent très longtemps. Ils considéraient que les risques les plus importants étaient ceux qui affectent les composantes lentes du système climatique. Le risque qu’il y aurait à dépasser bien avant 2100, même transitoirement, un seuil de concentration de GES, était moins présent qu’aujourd’hui.
Quoi qu’il en soit c’est la valeur de 21 comme PRG du CH4 qui est restée la référence jusqu’ à maintenant. L’inconvénient est que les différents décideurs en ont retenu un peu vite que la réduction d’émission d’une tonne de méthane pouvait être strictement assimilée à celle de 21 tonnes de CO2. La définition du PRG dans la très officielle parution « Repères »[5] est l’illustration de cette dérive : « le pouvoir de réchauffement global (PRG) est le rapport entre l’énergie renvoyée vers le sol en 100 ans par 1 kg de gaz et celle que renverrait 1 kg de CO2 », comme si l’horizon de 100 ans faisait partie de la définition. Avec l’apparition de la notion « de tonne équivalent carbone » actuellement utilisée sur les marchés du carbone, la confusion s’est très vite établie entre t CO2 et tCO2, et la lutte contre le réchauffement s’est résumée dans la plupart des esprits à la réduction des émissions de CO2, et même à celles en provenance des énergies fossiles.
Les émissions de méthane recensées en 2012 se répartissent en deux blocs. Le plus important est constitué des émissions liées à l’activité humaine (66%), le second aux émissions naturelles, principalement des zones humides (34%).
Le tableau 1 (voir document PDF) en indique la répartition par sources des premières. Les énergies fossiles (fuites des puits de gaz et pétrole, grisou des mines de charbon, fuites des réseaux de distribution de gaz) et l’ensemble élevage-culture du riz y font jeu égal, chacun pour environ 37%. Le reste se répartit entre les déchets organiques (16%) et la combustion de la biomasse (9%).
A l’intérieur du chapitre « énergies fossiles », un tiers des émissions est dû à l’exploitation du charbon et deux tiers à celles du pétrole et du gaz.
Ces données montrent que l’agriculture (riz en particulier) et l’élevage, toujours cités comme la source essentielle d’émissions de méthane, ne doivent pas faire oublier les énergies fossiles et les déchets organiques qui à eux seuls représentent plus de 50% des émissions mondiales.
Pourtant depuis 1990, les connaissances et les préoccupations des climatologues se sont évidemment affinées sur plusieurs plans :
– On s’est rendus compte qu’il n’était pas suffisant de se fixer un objectif de réduction de la concentration des différents gaz à effet de serre en 2100 (par exemple 450 ppm eqCO2). Encore fallait-il atteindre cet objectif  en respectant un parcours sans risque intermédiaire de dérapage incontrôlable du climat. Il pouvait s’avérer très dangereux par exemple de passer par un pic de concentration en 2040 très supérieur à ces 450ppm. Il devenait donc nécessaire d’agir sur le court et moyen terme, d’autant que l’on commençait à ressentir les premiers effets du changement climatique plus vite que prévu.
Les climatologues ont découvert que le rôle du méthane était plus important qu’on ne l’avait imaginé : la durée de vie du méthane est influencée par la présence d’autres gaz dans l’atmosphère et les produits de la dégradation (descendants) du CH4 qui apparaissent au cours de sa transformation (vapeur d’eau, ozone) provoquent à leur tour de l’effet de serre.
Il en résulte une augmentation du PRG de l’ordre de 15% (voir tableau 2 (document PDF), ligne 2). De plus la prise en compte des rétroactions sur le climat dues à la présence de méthane, importantes à long terme (20% à 100 ans),  conduisent le GIEC à proposer  des valeurs encore plus élevées pour le PRG du méthane (ligne 3).
Enfin, on commence à prendre conscience que les actions de réduction d’émissions sont très rarement ponctuelles. Pour évaluer l’intérêt d’une action de réduction d’émission de GES, on doit bien sûr considérer son impact pendant toute la durée où elle porte des conséquences. Et en fait, ces actions peuvent le plus souvent être considérées comme pérennes, soit parce qu’on supprime  définitivement une source d’émission (décharge d’ordures à l’air libre), soit parce qu’il s’agit de projets qui ont des durées de vie de plusieurs décennies ou enfin parce que les instances de décision considéreront de manière naturelle qu’en fin de durée de vie les dispositifs mis en place seront renouvelés par d’autres au moins aussi efficaces.
Cette pérennité renforce encore l’effet d’une réduction d’émission de CH4 par rapport au CO², surtout à long terme, comme le montrent les lignes 3 et 4 du tableau, qui comparent les PRG d’actions ponctuelles et pérennes (PRGP) en fonction de l’horizon choisi.
Imaginons en effet qu’une émission de CH4 (ou une économie d’émission) se produise de façon continue entre 2015 et 2050. L’émission de 2015 pèsera pour 65 kg eq CO2 en 2050 c’est à dire dans 35 ans (voir ligne 3 du tableau 2). Mais chaque année l’horizon 2050 se rapproche. L’émission  de 2020 pèsera déjà pour 71kg eq CO2 en 2050 (30 ans plus tard), celle de 2030 (20 ans plus tard) pour 86kg eqCO2, etc. Plus on s’approchera de l’échéance (2050) plus l ‘émission aura d’importance à cette échéance. Le PRGP d’un kg de CH4 à l’horizon 2050, moyenne de ces valeurs, est donc plus élevé que le PRG de l’émission ponctuelle d’un kg de CH4 en 2015.
Les émissions de méthane ont donc, même à moyen et long terme, une influence significative sur le climat, trop souvent négligée.

Le méthane : un acteur majeur du réchauffement constaté depuis l’ère industrielle

Le « résumé à l’intention des décideurs » du Groupe de travail I du dernier rapport du GIEC (2013) confirme cette importance du CH4 pour les 260 dernières années : ce gaz compte en effet pour 32 % du « forçage radiatif»7  (le flux d’énergie supplémentaire qu’entraîne la présence d’un GES dans l’atmosphère) de l’ensemble des GES en mélange homogène entre 1750 et 2011, derrière le CO2 (56%), mais très loin devant le N2O (6%), les HFC et l’ozone non lié au CH4 (6%) : une valeur nettement plus forte que dans les résumés précédents. En effet, alors que les précédents résumés des rapports du GIEC affichaient le forçage radiatif du CH4 seul présent dans l’atmosphère, la nouvelle présentation des résultats par « gaz responsable » (y compris ses descendants) adoptée dans ce dernier rapport permet de mettre en évidence de façon beaucoup plus claire que précédemment l’importance du méthane.
A partir des précédentes présentations du GIEC, la plupart des décideurs considérait en effet que la responsabilité du méthane dans le forçage radiatif constaté depuis 1750 n’était que de l’ordre de 16%, très loin du CO2 (55%) et même de l’ensemble HFC et ozone.
Cette nouvelle présentation du GIEC, a priori décisive, n’a pourtant pas suffi à faire bouger les esprits : le méthane est resté jusqu’à aujourd’hui une préoccupation du second ordre pour la plupart des décideurs concernés par la lutte contre le changement climatique. L’habitude prise de comptabiliser les émissions des différents GES avec une unité commune, la tonne équivalent CO2, calquée dans les esprits sur l’emploi de la tonne équivalent pétrole pour l’énergie, a conduit à oublier très vite les spécificités du méthane.

Quelles leçons pour l’avenir ?

On a du mal à comprendre pourquoi ces résultats, publiés par le groupe 1 du GIEC dès 2013, sont restés lettre morte pour les économistes chargés de rédiger le rapport du groupe 3, qui continuent imperturbablement à utiliser un PRG à 100 ans et très sous-estimé. Ils confortent ainsi ceux – comme les pays producteurs d’hydrocarbures, où l’agriculture et l’élevage restent dominants dans l’économie, la communauté scientifique qui peut craindre de voir la lutte contre les émissions de CO2 délaissée au profit des réductions d’émissions de méthane, etc – qui ne souhaitent pas voir surgir ce sujet.
Il est plus que temps de sortir de cette espèce d’omerta.
L’enjeu est considérable. Pour en prendre conscience, examinons deux cas très différents, celui d’un pays industriel, la France, et celui d’un pays africain en développement  le Sénégal.
Le tableau 3 (voir document PDF) indique, en 2000 pour le Sénégal8 et la France, et en 2015 pour la France, les émissions de méthane et de CO2.
Au Sénégal et à cet horizon les émissions de CH4 sont plus de deux fois plus importantes que celles du CO2 pour le climat.
En France les émissions de CH4 de l’année 2000  contribuent à près de 36% de celles du CO2 au réchauffement à l’horizon 2050. En 2015 les émissions de CH4, malgré leur diminution sensible (-468kt) sont supérieures en eq CO2 à celles de 2000 car le PRG du méthane à 35 ans atteint la valeur de 65 (au lieu de 52 à 50 ans).
La troisième colonne du tableau montre que les émissions de CH4 ont encore une influence importante par rapport au CO2 au Sénégal (140%) et pas encore négligeables en France (>20%) à 100 ans.
Enfin la dernière ligne montre qu’en France les émissions de CH4 ont autant diminué en pourcentage que celles de CO2 sur la période.
Si on admet que ces réductions sont définitivement acquises, les émissions de méthane évitées de façon pérenne, équivalentes à 40 000 kt eq CO2, représentent un effort de réduction de 57% de celui engagé sur le CO2. C’est donc loin d’être une contribution négligeable alors que la réduction des émissions de CH4 ne fait l’objet, contrairement au CO2, d’aucun programme national ambitieux9.

Du grain à moudre

Quand on prend conscience qu’en 2050, les émissions mondiales de méthane de l’année 2016 (365 Mt CH4 soit 23 Gtonnes eq CO2) représenteront les deux tiers des émissions de CO2 (35 GT CO2) pesant sur l’évolution du climat, on voit qu’il n’est plus temps de tergiverser. Il est d’autant plus dommage de voir délaissée l’action sur le méthane qu’il  existe de nombreuses opportunités de diminution de ses émissions à bon marché, sans contrainte importante sur les économies des pays concernés, aussi bien dans les pays industrialisés que dans les pays émergents et les PED. D’autant plus que le CH4 récupéré est souvent valorisable sous forme d’énergie au niveau local.
En Europe par exemple le seul secteur du traitement des déchets émet de l’ordre de 5500 ktonnes de CH4 par an, près d’un tiers du total de ses émissions, environ 11 kg/hab, mais avec une dispersion importante selon les pays : 13 kg en Espagne contre 6,8 en Allemagne par exemple. Un programme d’alignement de l’ensemble des pays européens sur l’exemple allemand permettrait à lui seul au bout de 10 ans de réduire les émissions de CH4 de 2130 kt/an. Cette réduction pérenne d’émission de CH4 à partir de 2026 serait à elle seule équivalente à une réduction de 200 Mtonnes de CO2 à l’horizon 2050 (la moitié des émissions de GES d’un pays comme la France).  De plus, une très grande partie des investissements nécessaires (couverture des décharges et récupération du méthane, méthanisation en usine des déchets ménagers et agricoles fermentescibles) se rentabilise par la valorisation du méthane obtenu10.
Dans d’autres pays comme ceux producteurs de charbon, de pétrole ou de gaz (Moyen Orient, Etats-Unis11, Russie ou Nigeria par exemple) c’est la chasse aux émissions fugitives qui est la priorité12. Partout dans les pays d’élevage, la méthanisation des déchets à la ferme permet non seulement de contrôler les émissions mais aussi d’apporter de l’énergie au niveau local. Dans toutes les villes des pays du Sud le ramassage et le traitement des ordures ménagères avec captage du méthane constituent un enjeu sanitaire majeur qui s’accompagne de réductions significatives des émissions de CH4. Reste enfin un potentiel important de réduction des émissions de CH4 par amélioration des pratiques agricoles13 et d’alimentation des bovins14  que, dans un premier temps, les pays riches pourraient progressivement mettre en œuvre (Europe, Etas Unis, etc.).
Il est donc temps de définir pays par pays, en fonction de ses spécificités, un programme ambitieux de réduction d’émissions de méthane à horizon de 10 ou 15 ans, comme cela a été fait pour le CO2, tout d’abord pour stopper rapidement la dangereuse croissance actuelle des émissions, puis la réduire de plusieurs dizaines de pourcent d’ici 2030. C’est d’autant plus envisageable qu’il n’y a pas, le plus souvent, de vraie compétition entre les mesures à prendre : beaucoup d’acteurs (entreprises, nations) se trouvent en situation de réduire soit des émissions de CH4, soit des émissions de CO2. Il s’agit donc pour eux, pris individuellement, d’agir ou pas, pas de choisir entre deux actions.
N’oublions pas en particulier que la division par 4 à 6 des émissions de GES, considérée comme indispensable en 2050 dans la plupart des pays industrialisés pour respecter les accords de Paris porte sur l’ensemble de ceux-ci. Sans effort spécifique majeur sur les émissions de méthane l’objectif de réduction n’a aucune chance d’être respecté quelque soit l’effort de réduction sur le CO215.
Pour en savoir plus :
B Dessus B Laponche et H Letreut, Effet de serre, n’oublions pas le méthane, La Recherche, Mars 2008
B Dessus B Laponche et H Letreut, Quelles émissions de gaz à effet de serre faut-il  réduire ? La Recherche, n° 472, Février 2013
 
 
1 « Quantifying global soil carbon losses in response to warming » T. W. Crowther, et al.  Nature volume 540 décembre 2016.
2 Du même ordre de grandeur que les émissions de gaz à effet de serre des Etats-Unis d’ici 2050.
3 « The growing role of methane in anthropogenic climate change » M Saunois et alii.  Environmental research letters  11 (2016) 120207.
4 ppb : partie par milliard (en volume), ppm partie par million
5 Repères chiffres clés du climat édition 2016, https://www.statistiques.developpement-durable.gouv.fr/fileadmin/documents/Produits_editoriaux/Publications/Reperes/2015/reperes-chiffres-cles-climat-ed-2016.pdf, page 10
6 Global methane budget 2000- 2012 globalproject.org
7 Le forçage radiatif s’exprime en Watt/m2
8 On ne dispose pas de l’inventaire de GES à une date postérieure à 2000 pour le Sénégal.
9 Cette réduction tient en particulier à la fermeture des dernières mines au tournant des années 2000 (-120kt), aux progrès de la combustion du bois dans les chaudières (-100kt) à une meilleure gestion des décharges d’ordures ménagères (-160kt).
10 Benjamin Dessus « Les émissions de méthane en Europe »
11 http://www.lemonde.fr/economie/article/2015/01/15/obama-veut-reduire-de-40-les-emissions-de-methane-d-ici-a-2025_4556790_3234.html
12 Dans de nombreux cas, les émanations de CH4 des puits pétroliers ne sont ni valorisées ni brûlées en torchère.
13 En particulier le drainage intermittent des rizières
14 https://www6.inra.fr/productions-animales/2011-Volume-24/Numero-5-2011/Les-gaz-a-effet-de-serre-en-elevage-bovin-evaluation-et-leviers-d-action
15 A elles seules les émissions de CH4 de la France, si elles se maintenaient à leur valeur actuelle (2300kt) compteraient en effet pour 210 Mt eqCO2 en 2050, et en 2116 pour 103 MteqCO2 alors que l’objectif visé se situe en dessous de 100 Mt pour l’ensemble des GES dès 2050.

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Les communes, les intercommunalités et l’action climatique : comment accélérer la réduction des émissions de gaz à effet de serre

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Notes ouvertes au débat collaboratif - Publié le 20 novembre 2019

Synthèse

La nouvelle Note de La Fabrique Ecologique "Les communes, les intercommunalités et l'action climatique : comment accélérer la réduction des émissions de gaz à effet de serre" issue du groupe de travail présidé par Géraud Guibert est désormais disponible en ligne.
Chacun le sait, les collectivités locales jouent un rôle majeur en matière d’émissions de gaz à effet de serre et prennent de nombreuses initiatives. Les acteurs territoriaux se mobilisent de plus en plus, en France comme dans le monde. La question est alors de savoir si ces actions sont suffisantes pour être dans la ligne des objectifs fixés par l’accord de Paris.

 

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Les Controverses Écologiques: Comment faciliter le développement d’initiatives énergétiques sur les territoires?

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Article publié - Publié le 18 novembre 2019

Synthèse

Ce 14 novembre, la Fabrique Ecologique en partenariat avec la Sorbonne Développement Durable proposait sa quatrième édition de Controverses Ecologiques autour de la question : « Comment faciliter le développement d’initiatives énergétiques sur les territoires ? ». Animé par Géraud Guibert, président de la Fabrique Ecologique, quatre personnalités étaient présentes: Marjolaine Meynier-Millefert, députée de l’Isère, Fanélie Carrey-Conte, Secrétaire Générale et directrice coopération à Enercoop, Michel Derdevet, Maître de Conférences à Sciences Po et Professeur au Collège d’Europe de Bruges et Marie Dégremont, chercheure au Centre de Sociologie des Organisations de Sciences Po Paris.
 
Dans une première partie de la Controverse, les intervenants ont relevé la multiplication des initiatives énergétiques locales ces dernières années. Pour Marie Dégremont, la volonté citoyenne de s’approprier les ressorts de la transition énergétique est devenue récurrente et cela nécessite de moins aborder la question sous un angle techniciste. Dans la même logique, Fanélie Carrey-Conte a relaté une partie de son expérience à Enercoop, qui développe des initiatives locales auprès des citoyens, et exprimé le caractère profondément démocratique de ce type de projets. Pour autant, Marjolaine Meynier-Millefert a souhaité questionner la place que doit avoir le citoyen dans un débat aussi technique et dont la responsabilité relève historiquement, notamment pour des questions de sécurité d’approvisionnement et de justice dans la distribution, de l’Etat.

Retrouvez un compte-rendu détaillé de l'évènement ici: