Un gaz à ne pas [métha]négliger

Lorsqu’on parle du réchauffement climatique, le CO₂ fait souvent les gros titres. Mais le dioxyde de carbone n’est pas le seul gaz à effet de serre. Il n’est même pas le plus puissant. C’est juste que nous, la société humaine, en libérons littéralement des milliards de tonnes chaque année^[1] en brûlant les réserves de combustibles fossiles de la planète formées il y a des millions d’années.

En comparaison, les 570 millions de tonnes de méthane libérées dans l’atmosphère chaque année ne semblent pas si graves.^[2] Cependant, le méthane est 86 fois plus puissant en tant que gaz à effet de serre isolant, renvoyant la chaleur vers la terre, que le CO₂ par unité de masse. C’est ce fait, et l’augmentation rapide de nos émissions, qui font du méthane le deuxième moteur du réchauffement climatique.^[3] C’est également la principale source d’ozone troposphérique, qui provoque jusqu’à un million de décès prématurés chaque année.^[4]

Les scientifiques soupçonnent également le méthane d’avoir été la cause d’événements de réchauffement rapide dans l’histoire géologique de notre planète. Sous haute pression, comme dans les profondeurs de l’océan, le gaz que nous connaissons à la surface se solidifie en une matière semblable à de la boue appelée hydrate de méthane. De grandes quantités de méthane sont « gelées » au fond de la mer dans cet état. Ces hydrates sont généralement stables, sauf s’ils sont perturbés par un apport d’énergie, comme de l’eau plus chaude.

Il y a environ 55 millions d’années, la Terre a connu un réchauffement qui, selon certains scientifiques, aurait été provoqué par des hydrates déstabilisés. De grandes quantités de méthane sont remontées du fond de l’océan vers l’atmosphère, créant une augmentation rapide et drastique de la température, le gaz emprisonnant la chaleur dans l’atmosphère. Vous pouvez voir cet effet en action aujourd’hui avec des bulles de méthane gelées dans des lacs forestiers du Grand Nord.

Dans l’atmosphère plus récent, les concentrations de méthane ont considérablement augmenté. Plus de 150 % aujourd’hui par rapport à l’année 1750. On ne sait pas si ce phénomène va se poursuivre, mais le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) de l’ONU avertit qu’il est essentiel de contrôler les émissions de méthane pour prévenir un réchauffement climatique ultérieur.

La réduction des émissions de méthane sera indispensable pour atteindre le zéro net. La bonne nouvelle, c’est qu’il est plus facile à réduire que le CO₂. La mauvaise nouvelle, c’est que nous n’allons pas assez vite.

Qu’est-ce que le méthane et d’où provient-il ?

Le méthane est la molécule d’hydrocarbure organique la plus simple : un gaz (à la température et à la pression de la Terre), abondant dans l’univers, fabriqué à partir d’un seul atome de carbone et de quatre atomes d’hydrogène : CH₄.^[5]

Les trois plus grandes sources de méthane généré par l’homme (anthropique) sont[6] :

1. L’agriculture (42 %) : Les bovins, ou plus précisément, les microbes contenus dans leurs intestins, produisent du méthane comme sous-produit de la digestion. Il en va de même pour les bactéries qui se développent dans les rizières inondées. Et elles en produisent On compte 1,4 milliard de bovins dans le monde, et ce nombre augmente en raison de la demande croissante de viande bovine et de produits laitiers, ainsi que d’autres animaux de pâturage. Les émissions du bétail représentent à elles seules plus de 32 % des émissions de méthane anthropique.^[7] Les feux de forêt et la combustion de la biomasse s’ajoutent également au total.
2. Les combustibles fossiles (36 %) : Le méthane est le principal constituant du gaz naturel, qui s’échappe des mines de charbon, des oléoducs et des gazoducs non étanches, ainsi que des gaz d’échappement des voitures, des camions et des autobus.[8] Des études récentes suggèrent que les puits des États-Unis produisent à eux seuls environ 60 % de méthane de plus que ce qui était précédemment estimé par l’Agence américaine pour la protection de l’environnement.[9]
3. Les déchets humains (18 %) : Les sites d’enfouissement, les décharges à ciel ouvert et les eaux usées représentent un véritable festin pour les microbes qui libèrent du méthane.

Dans quelle mesure devrions-nous nous inquiéter du méthane ?

Il existe deux caractéristiques clés qui déterminent l’impact de différents gaz à effet de serre sur le climat : la durée pendant laquelle ils restent dans l’atmosphère et leur capacité à absorber l’énergie. Le méthane a une durée de vie atmosphérique beaucoup plus courte que le CO₂ (environ 12 ans par rapport à des siècles pour le CO_2), mais sa puissance plus élevée en tant qu’isolant et absorbeur d’énergie le rend beaucoup plus inquiétant.

Dans le calcul de son effet sur le réchauffement climatique, le GIEC a indiqué un potentiel de réchauffement climatique (PRC) pour le méthane compris entre 84 et 87 sur une période de 20 ans, et entre 28 et 36 lorsqu’il considère son impact sur une période de 100 ans. Cela signifie qu’une seule tonne de méthane équivaut à 28 à 36 tonnes de CO₂ si l’on observe son impact sur 100 ans, ou à 84 à 87 tonnes sur 20 ans. En d’autres termes, le méthane emprisonne plus de 80 fois la chaleur que la même quantité de dioxyde de carbone au cours de ses deux premières décennies dans l’atmosphère.

Ce n’est pas seulement la puissance du méthane qui pose problème. Les émissions de méthane augmentent également à leur rythme le plus rapide depuis le début des enregistrements dans les années 1980. Il y a maintenant 2,5 fois plus de méthane dans l’air qu’à l’époque préindustrielle, et sa quantité a fortement augmenté en 2020, alors que même le CO₂ a ralenti, en grande partie à cause de l’impact de la pandémie de COVID-19.^[10] Lors des huit premiers mois de confinement en 2020, les fuites importantes de méthane ont augmenté d’environ 32 %, d’après l’entreprise de données Karryos basée à Paris[11].

Pour faire simple, si les émissions de méthane continuent à augmenter, qu’importe la quantité de CO₂ que nous réduisons, nous ne parviendrons pas à maintenir le réchauffement climatique en dessous de l’objectif des 1,5 °C fixés par l’Accord de Paris. Cependant, le fait que le méthane se dégrade aussi rapidement, malgré sa puissance en tant que gaz à effet de serre, signifie que les mesures prises maintenant peuvent avoir un effet de refroidissement presque immédiat sur la température de la Terre. Cela nous permettrait de gagner un temps précieux pour faciliter la transition des combustibles fossiles et maintenir l’objectif de zéro émission en vue.

Que pouvons-nous faire contre les émissions de méthane ?

Pourquoi les émissions de méthane sont-elles si élevées ? Notre appétit croissant pour les protéines animales est l’un des principaux coupables. La population mondiale avoisinant les 10 milliards d’habitants, et le nombre de personnes pouvant se procurer de la viande étant plus élevé que jamais, cette demande devrait augmenter de 70 % d’ici 2050.^[12]

Que pouvons-nous donc faire ? Beaucoup de choses, en réalité. Selon le Programme des Nations unies pour l’environnement (PNUE), il est possible de réduire de près de moitié les 380 millions de tonnes de méthane libérées chaque année grâce aux méthodes actuellement disponibles et rentables (pour la plupart).^[13] Cela réduirait les températures mondiales de 0,18 °C d’ici 2050.

Si cela ne vous semble pas beaucoup, dites-vous que cela nous permettrait de faire entre 20 et 45 % du chemin pour maintenir les températures dans les limites des objectifs de l’Accord de Paris.^[14] Sans parler des bénéfices immédiats pour la santé. Selon le PNUE, la réduction subséquente de l’ozone troposphérique permettrait d’éviter 260 000 décès prématurés, 775 000 visites à l’hôpital liées à l’asthme, 73 milliards d’heures de travail perdues à cause d’une chaleur extrême et 25 millions de tonnes de récoltes perdues chaque année.^[15]

Heureusement, nous avons une multitude d’options à notre disposition. Et nous allons en avoir besoin. Les émissions de méthane sont intermittentes et très dispersées, ce qui complique la saisie des données, la coordination des actions et le financement de tout cela.

L’agriculture est particulièrement complexe, car elle comprend d’innombrables producteurs et petites exploitations disséminés dans le monde entier. De nombreuses solutions de réduction du méthane s’accompagnent également de contreparties. Par exemple, il est généralement plus rentable de détecter et de réparer des fuites dans l’industrie pétrolière et gazière que dans les mines de charbon. De même, changer l’alimentation des animaux pourrait permettre de réduire les émissions de méthane, mais également conduire à une baisse des rendements. Pas idéal lorsque la demande mondiale en protéines animales augmente. En bref, la réduction des émissions de méthane nécessite des solutions techniques et de changer les modèles de consommation. Cependant, comme on sait qu’il est difficile de changer la tendance en matière de consommation, surtout à l’échelle de la planète, la pression repose sur la technologie.

Consommer moins

James Lomax, conseiller en systèmes alimentaires et en agriculture pour le PNUE, déclare que le monde doit commencer par « repenser nos approches en matière de culture agricole et de production animale ».^[16] Les « empreintes du méthane » sur les produits alimentaires pourraient aider. Passer à des régimes alimentaires riches en plantes et à d’autres sources de protéines peut être attrayant pour les personnes soucieuses de leur santé dans les pays riches. Il n’est toutefois pas réaliste de s’attendre à ce que les habitants des pays à revenu intermédiaire renoncent à la quantité de viande relativement faible qu’ils mangent actuellement, en particulier lorsque l’augmentation des protéines est essentielle pour améliorer leur santé.

Produire moins

Selon McKinsey & Co., les industries de l’agriculture, des combustibles fossiles et de la gestion des déchets pourraient réduire les émissions annuelles mondiales de méthane de 20 % d’ici 2030 et de 46 % d’ici 2050.^[17] Voici comment :

Agriculture

Une importante partie des émissions de méthane d’origine agricole pourrait être réduite grâce aux technologies existantes et facilement disponibles. L’amélioration de l’alimentation des bovins et l’utilisation d’additifs peuvent réduire la quantité de méthane qu’ils émettent. Nourrir les vaches avec des algues, par exemple, pourrait réduire les émissions de 80 %.^[18] La gestion des terres est un autre domaine critique. Le drainage intermittent des rizières, au lieu de les maintenir constamment humides, pourrait réduire de moitié les émissions tout en économisant de l’argent et de l’eau.^[19] En utilisant ces solutions et d’autres solutions disponibles, le secteur agricole pourrait réduire ses émissions de 30 % en 2050, indique McKinsey dans son rapport.^[20]

Les Nations unies soutiennent activement les producteurs alimentaires pour résoudre certains de ces problèmes. L’action commune de Koronivia pour l’agriculture, par exemple, créée par l’Organisation des Nations unies pour l’alimentation et l’agriculture en 2017, aide les producteurs à devenir plus efficaces dans un climat changeant, tandis qu’un Sommet sur les systèmes alimentaires organisé à New York en septembre 2021, a appelé les nations à en faire davantage pour soutenir la transition vers des systèmes de production alimentaire plus durables. Les émissions agricoles étaient également à l’ordre du jour de la Convention-cadre des Nations unies sur le changement climatique  et un sujet de discussion clé lors de la Conférence sur le changement climatique de la COP 26, qui s’est tenue au Royaume-Uni en octobre et novembre 2021.

Combustibles fossiles

Le secteur pétrolier et gazier dispose de nombreuses technologies éprouvées pour lutter contre les émissions de méthane, notamment les programmes de détection et de réparation des fuites (LDAR), l’électrification, les systèmes d’air instrumenté et les unités de récupération des vapeurs.^[21] Ensemble, ces solutions permettraient de réduire les émissions de 70 % d’ici 2050.^[22]

Les émissions des mines de charbon sont plus difficiles à mesurer et à capturer, mais pourraient être réduites de 13 % en 2050. La Chine est à l’origine de 70 % des émissions mondiales des mines de charbon. Il est donc logique d’un point de vue économique et environnemental qu’elle soit le premier pays à investir dans la réduction des émissions.

Gestion des déchets

Il existe quelques options pour lutter contre les émissions de méthane provenant des déchets humains. Dans la mesure du possible, les déchets organiques pourraient être détournés et transformés en composts, et l’industrie alimentaire pourrait passer à la digestion anaérobie. Après cela, il s’agit de limiter au maximum les émissions qui s’échappent de ce qui reste.

Pour les déchets solides, il s’agit de collecter, de capturer et d’utiliser les gaz de décharge. De même, pour la gestion des eaux usées, les lagons couverts et les microalgues pourraient récupérer ou empêcher la formation de gaz.^[23] Nombre de ces options nécessiteraient des mises à niveau coûteuses, avec une possibilité limitée de compenser ces coûts, ce qui pourrait les mettre hors de portée de certains pays. Néanmoins, il reste la possibilité de réduire les déchets solides de 91 % et les eaux usées de 77 % d’ici 2050.^[24]

Alors, combien tout cela va-t-il coûter ?

Le coût de mise en œuvre de ces mesures de réduction du méthane pourrait atteindre 5,1 billions de dollars sur 30 ans[25].

Heureusement, le méthane est une marchandise précieuse, contrairement au CO₂, ce qui facilite la compensation des efforts de réduction. Le méthane supplémentaire capturé peut souvent être monétisé directement, ce qui est généralement plus facile dans les secteurs du pétrole et du gaz qu’ailleurs dans le secteur de l’énergie. Les réductions d’émissions pourraient ainsi se traduire par des économies ou être réalisées à faible coût. Par exemple, l’Agence internationale de l’énergie (AIE) estime que 40 % des émissions du secteur pétrolier et gazier pourraient être éliminées sans coût net. Ce n’est pas bon marché, mais cela pourrait être beaucoup plus élevé.^[26]

Mesure et rapports

Comme William Thomson, Lord Kelvin, le disait déjà en 1883, (paraphrase) « Ce qui est mesuré est fait ! ». Actuellement, trop de données sur le méthane sont basées sur des estimations et des suppositions. Les gouvernements, les ONG et les industries doivent augmenter leurs investissements et leur collaboration pour améliorer la mesure. Par exemple, les compagnies pétrolières et gazières sont plutôt compétentes pour collecter des données, mais elles les gardent généralement pour elles. Cela doit changer. Le fait de déclarer les émissions de méthane séparément du CO2 apporterait également une clarté indispensable tout en renforçant la surveillance des plus gros émetteurs et en soutenant les marchés des produits à faibles émissions.

Le Partenariat pour le méthane dans l’industrie pétrolière et gazière (OGMP) des Nations Unies s’efforce de normaliser les données relatives aux émissions de méthane dans ses 66 sociétés membres, qui produisent 30 % du pétrole et du gaz dans le monde.^[27]

L’OGMP transmettra bientôt ses données à l’Observatoire international des émissions de méthane, une initiative conjointe du PNUE et de la Commission européenne visant à maîtriser les émissions des secteurs privé et public.^[28]

Comment toutes ces données seront-elles recueillies ? C’est là que la technologie peut jouer un rôle vital.

On compte une centaine de fuites majeures de méthane et d’innombrables petites fuites à n’importe quel moment dans le monde.^[29] Le problème, c’est qu’elles sont sporadiques et difficilement détectables. Les capteurs au sol ont une couverture limitée. Les relevés d’avions et de drones sont coûteux, chronophages et interdits dans certains endroits. C’est là qu’interviennent les satellites.

Un certain nombre de lancements ont été effectués au cours des cinq dernières années, et d’autres sont prévus. Le plus impressionnant est peut-être Carbon Mapper, une initiative conjointe incluant la NASA, le California Air Resources Board, la société de satellites Planet, des universités et des organismes à but non lucratif, ainsi que le financement de donateurs privés comme Bloomberg Philanthropies.^[30]

Ce projet lancera deux satellites en 2023, avec l’intention d’en avoir jusqu’à 20 pour assurer une surveillance du méthane pratiquement 24 h/24, 7 j/7 dans le monde entier. Entre-temps, une autre opération, MethaneSAT, devrait être lancée en 2022.^[31] Le satellite éponyme aura une orbite beaucoup plus basse et offrira une résolution de 1 Km^2, ce qui permettra de localiser les rejets de méthane plus mineurs, en particulier ceux du secteur du pétrole et du gaz.

Ce n’est que le début.

Bien que les réglementations et les accords internationaux soient inégaux,^[32] des signes prometteurs indiquent que le monde prend conscience des problèmes générés par le méthane. Auparavant, l’UE souhaitait réduire les émissions de 2030 à 29 % par rapport aux émissions de 2005. Elle a maintenant revu l’objectif à la hausse, à 35-37 %.^[33] En septembre 2021, les États-Unis et l’UE ont annoncé un engagement mondial pour la réduction des émissions de méthane de 30 % en 2030, ce qui pourrait limiter le réchauffement climatique à 0,2 °C d’ici 2050.^[34] Cet engagement a été officiellement annoncé lors de la COP26 et a déjà été signé par plus de 100 pays, représentant plus des deux tiers du PIB mondial[35]. En novembre 2021, les États-Unis ont également publié des propositions pour un Plan d’action de réduction des émissions de méthane^[36] qui comprend un ensemble de mesures visant à cibler les fuites de méthane des plateformes pétrolières et gazières à travers les États-Unis.

Du côté des ONG, en septembre 2021, 20 organisations philanthropiques ont promis 223 millions de dollars pour soutenir les réductions d’émissions de méthane, la plus grande contribution de ce type jusqu’à présent.^[37]

Le méthane ne fait peut-être pas les gros titres comme le fait le CO₂ depuis des décennies, mais le monde prend de plus en plus de mesures pour freiner la menace de ce gaz à effet de serre omniprésent et de plus en plus dangereux.

Il y a beaucoup à faire, mais la réduction des émissions de méthane est indubitablement à notre portée.

Nous disposons d’une multitude d’options facilement accessibles et, dans la plupart des cas, elles sont plus directes que la réduction du CO₂. Mais il n’y a pas de temps à perdre. Nous devons commencer à agir maintenant.

[1] https://www.theworldcounts.com/challenges/climate-change/global-warming/global-co2-emissions/story

[2] https://www.iea.org/reports/methane-tracker-2020

[3] https://www.carbonbrief.org/scientists-concerned-by-record-high-global-methane-emissions

[4] https://www.ccacoalition.org/en/slcps/tropospheric-ozone

[5] https://www.epa.gov/ghgemissions/overview-greenhouse-gases#methane

[6] https://www.ccacoalition.org/en/slcps/methane

[7] UN Environment Programme August 20, 2021

[8] https://www.americangeosciences.org/geoscience-currents/methane-emissions-oil-and-gas-industry

[9] https://www.science.org/doi/10.1126/science.aar7204

[10] https://research.noaa.gov/article/ArtMID/587/ArticleID/2742/Despite-pandemic-shutdowns-carbon-dioxide-and-methane-surged-in-2020

[11] https://www.reuters.com/article/us-climate-change-energy-methane-idUSKBN26Z1DA

[12] https://www.wri.org/blog/2018/12/how-sustainably-feed-10-billion-people-2050-21-charts

[13] https://www.unep.org/news-and-stories/press-release/global-assessment-urgent-steps-must-be-taken-reduce-methane

[14] https://www.economist.com/science-and-technology/2021/04/03/those-who-worry-about-co2-should-worry-about-methane-too

^[15] https://www.unep.org/news-and-stories/story/methane-emissions-are-driving-climate-change-heres-how-reduce-them

^[16] UN Environment Programme August 20, 2021

^[17] McKinsey September 23, 2021

^[18] https://theconversation.com/feeding-cows-a-few-ounces-of-seaweed-daily-could-sharply-reduce-their-contribution-to-climate-change-157192

^[19] https://ccacoalition.org/en/resources/rice-global-economy-strategic-research-policy-issues-and-food-security

^[20] McKinsey September 23, 2021

^[21] https://www.mckinsey.com/industries/oil-and-gas/our-insights/the-future-is-now-how-oil-and-gas-companies-can-decarbonize

^[22] McKinsey September 23, 2021

^[23] https://www.ccacoalition.org/en/slcps/methane

^[24] McKinsey September 23, 2021

[25]https://www.mckinsey.com/business-functions/sustainability/our-insights/curbing-methane-emissions-how-five-industries-can-counter-a-major-climate-threat

^[26] https://www.iea.org/reports/methane-tracker-2020

^[27] https://globalmethane.org/challenge/ogmp.html

^[28] https://fsr.eui.eu/international-methane-emissions-observatory-a-new-step-in-limiting-global-ghg-emissions/

^[29] https://www.esa.int/Applications/Observing_the_Earth/Copernicus/Sentinel-5P/Mapping_methane_emissions_on_a_global_scale

^[30] https://carbonmapper.org/

^[31] https://www.methanesat.org/

^[32] https://www.iea.org/reports/driving-down-methane-leaks-from-the-oil-and-gas-industry

^[33] https://ec.europa.eu/energy/sites/ener/files/eu_methane_strategy.pdf

^[34] https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/en/IP_21_4785

[35] https://www.theguardian.com/environment/2021/nov/02/joe-biden-plan-cut-global-methane-emissions-30-percent

[36] https://www.whitehouse.gov/wp-content/uploads/2021/11/US-Methane-Emissions-Reduction-Action-Plan-1.pdf

^[37] https://www.bloomberg.org/press/leading-philanthropic-organizations-partner-and-commit-to-over-223m-to-reducing-methane-emissions/