Le mythe selon lequel le gaz est une « énergie propre »

Le mythe du gaz naturel « propre » contamine le débat sur l'avenir énergétique de l'Amérique.

Compte tenu du rejet généralisé du charbon par le public,— le combustible fossile le plus polluant, qui mérite amplement sa réputation —, l'industrie gazière s'est efforcée de présenter son produit comme une énergie « propre » et « alternative ». Preuve du succès de ses campagnes de lobbying et de publicité, même le gouvernement fédéral qualifie de plus en plus le gaz d'énergie « propre ».[1] et « alternatif »[2] Le président Barack Obama a adhéré à ce mythe, incluant le gaz naturel dans sa définition des « sources d'énergie propres » lors de son discours sur l'état de l'Union de 2011.[3]

Le gaz, un combustible fossile polluant, provient de sources non renouvelables de matières organiques formées il y a des millions d'années.[4] Il est foré et extrait de la terre par des procédés invasifs, menaçant la santé publique et l'environnement, notamment dans les régions du pays où l'activité de forage est intense.[5]

La production, le transport et la combustion du gaz naturel engendrent une pollution atmosphérique importante. Le méthane, principal composant du gaz naturel, est un puissant gaz à effet de serre (GES), plus de 20 fois plus efficace que le dioxyde de carbone (CO2) pour piéger la chaleur dans l'atmosphère2).[6] Les autres émissions de gaz naturel comprennent le dioxyde de carbone (CO₂).2), dioxyde de soufre (SOX), oxydes d'azote (NOX), monoxyde de carbone (CO), particules, composés organiques volatils (COV)S) notamment le benzène, et une pollution accrue.[7]

En fait, dans les zones rurales et urbaines de l'ouest des États-Unis où les opérations de forage pétrolier et gazier sont nombreuses, la qualité de l'air est fortement impactée, notamment par l'ozone troposphérique (smog).[8] L'Associated Press a récemment rapporté que la qualité de l'air du Wyoming est pire que celle de Los Angeles en raison de l'exploitation du gaz.[9] Des signes de plus en plus nombreux indiquent que les opérations de forage dans la région de schiste de Marcellus, dans l'est des États-Unis, posent également des problèmes de pollution atmosphérique.[10] La pollution atmosphérique issue du forage peut parcourir jusqu'à 200 kilomètres depuis la zone de production de gaz, causant des dommages considérables à la santé humaine et à l'environnement.[11]

Impacts climatiques de l'exploitation du gaz non conventionnel

Face à la menace de plus en plus urgente que représente le changement climatique mondial, le gaz naturel est souvent présenté comme une source d'énergie transitoire idéale (ou « combustible de transition ») dans la transition du charbon et du pétrole vers les énergies renouvelables. Cependant, comme l'a indiqué le Conseil des présidents des sociétés scientifiques – qui représente 1.4 million de scientifiques issus de plus de 150 disciplines scientifiques – à l'administration Obama en mai 2010, « certains combustibles de transition actuellement encouragés dans la transition du charbon et du pétrole vers les énergies renouvelables sont contre-productifs ». GESLes systèmes énergétiques fossiles émetteurs n'ont pas fait l'objet d'analyses scientifiques insuffisantes avant leur mise en œuvre, et ces systèmes pourraient avoir des conséquences plus importantes. GES « Les émissions et les coûts environnementaux sont plus importants qu’on ne le pense souvent. » Le développement du gaz non conventionnel provenant de gisements de schiste, avertit le Conseil, est un « exemple où la politique a précédé une étude scientifique adéquate. »[12]

L'impact climatique de la production de gaz issu de gisements non conventionnels a fait l'objet de peu d'études scientifiques. Or, les quelques études menées sur le sujet contredisent fortement l'idée répandue selon laquelle le gaz serait une source d'énergie propre.

Dioxyde de carbone

L'exploitation des gisements de gaz non conventionnels est une activité très énergivore. Les énormes quantités d'équipements lourds nécessaires au pompage de l'eau et à la création de la pression de forage requise pour extraire le gaz de schiste génèrent d'importantes émissions. La construction des plateformes de forage, la collecte de l'eau et l'élimination des déchets entraînent toutes des émissions liées au transport. Une grande partie de la production sur une plateforme de forage non conventionnelle, comme le forage horizontal et la fracturation hydraulique, est assurée par des moteurs diesel polluants.[13]

Le Centre Tyndall pour la recherche sur le changement climatique estime que le CO22 Les émissions liées au forage gazier s'élèvent à 15 kg de CO₂.2 par pied foré uniquement avec un moteur diesel.[14] La profondeur des puits dans la formation de Marcellus Shale, qui est remarquablement profonde, peut atteindre jusqu'à 8 000 pieds verticalement et 11 000 pieds horizontalement.[15] Un puits d'une longueur totale de 19 000 pieds produirait 285 000 kg (285 tonnes métriques) de CO₂.2 à partir des seuls moteurs diesel. Lors du calcul des CO associés2 Les puits non conventionnels se distinguent des puits conventionnels pour deux raisons : la distance plus importante due au forage horizontal et, plus important encore, la fracturation hydraulique.

La fracturation hydraulique, selon le Tyndall Centre, est la principale source de CO₂.2 Émissions liées au forage de gaz non conventionnel. CO2 lourd2 Les émissions sont liées au processus de fracturation hydraulique motorisé, notamment au mélange des produits chimiques de fracturation et du sable pompés depuis les réserves, ainsi qu'à la compression, à l'injection et à la récupération à haute pression des matériaux dans et hors du puits.[16]

Après avoir calculé les CO clés2 Selon les estimations du Tyndall Centre, un seul puits foré une seule fois pour extraire du gaz non conventionnel émettra entre 348 et 438 tonnes métriques de CO₂.2Aussi élevé que soit ce chiffre, il ne reflète qu'une partie du CO₂.2 émissions et ne tient pas compte de l'ensemble du spectre des gaz à effet de serre (GES) les émissions provenant du forage de gaz non conventionnel.

Au-delà de la question du CO2 En plus des émissions de gaz à effet de serre, les inquiétudes concernant le principal composant du gaz, le méthane, sont croissantes. Les fuites de méthane constituent une source supplémentaire considérable de GES émissions liées au forage gazier.

Méthane

Selon une analyse de cycle de vie récente menée par une équipe de scientifiques de l'Université Cornell, dirigée par le professeur Robert W. Howarth, le gaz non conventionnel – en particulier lorsqu'il est extrait du schiste bitumineux par fracturation hydraulique – est susceptible de présenter une menace de dérèglement climatique encore plus importante que le charbon et le pétrole, les autres combustibles fossiles polluants. En raison des importantes émissions de méthane liées à l'extraction, au traitement et au transport, le gaz non conventionnel pourrait avoir un impact global plus élevé. GES un impact plus important que ce que l'on comprenait auparavant.

Howarth et ses coauteurs affirment que lorsque ces aspects du cycle de vie sont pris en compte, « le grand GES L’empreinte carbone du gaz de schiste remet en cause la logique de son utilisation comme combustible de transition au cours des prochaines décennies, si l’objectif est de réduire le réchauffement climatique.[17]

La plus récente analyse menée par l'équipe de Howarth à Cornell, et récemment publiée dans la revue scientifique à comité de lecture Climatic Change Letters, indique que sur un horizon temporel de 20 ans, « L’empreinte carbone du gaz de schiste est au moins 20 % supérieure, et peut-être même plus de deux fois supérieure, à celle du charbon, lorsqu’elle est exprimée par quantité d’énergie disponible lors de la combustion. »[18]

Le professeur Howarth estime que l'extraction, le traitement et le transport du gaz naturel, combinés aux fuites de méthane, placent ce dernier devant les autres combustibles fossiles en termes d'émissions totales de gaz à effet de serre. « La principale conclusion de cette étude », explique le professeur Howarth, « est que si l'on réalise une étude intégrée sur 20 ans après l'exploitation du gaz, le gaz de schiste est plus polluant que le gaz conventionnel, et même que le charbon et le pétrole. »[19]

L'équipe de Cornell a mis en garde les responsables politiques et industriels contre un passage massif au gaz naturel, soulignant que la course à l'exploitation des réserves de gaz non conventionnel sans une évaluation complète de l'impact du processus pourrait avoir des conséquences désastreuses pour le climat mondial. L'augmentation prévue de la production de gaz aux États-Unis inquiète certains analystes, qui craignent que le gaz ne se substitue pas à d'autres sources d'énergie polluantes comme le charbon, mais qu'il vienne s'y ajouter, contribuant ainsi à l'augmentation de la consommation totale de combustibles fossiles.[20] Malgré l'augmentation rapide des taux de production nationale, certains dirigeants du secteur admettent que les États-Unis, en raison de la demande énergétique toujours croissante, resteront un importateur net de gaz.[21] L'étude de Cornell n'apporte pas de réponse définitive sur la question du méthane, mais elle soulève suffisamment de préoccupations pour justifier à la fois un moratoire immédiat sur la délivrance de nouveaux permis de fracturation hydraulique aux compagnies gazières et le besoin urgent d'études complémentaires.

Attaques de l'industrie contre la science

Lorsque le Dr Howarth a publié la première version de l'analyse de son équipe au printemps 2010, l'industrie gazière s'est empressée de l'attaquer.[22] Bien que l'équipe de Howarth ait fondé son analyse préliminaire en grande partie sur les estimations du gouvernement fédéral concernant les fuites de méthane,[23] Soutenant que 1.5 % du gaz naturel consommé s'échappe sous forme d'émissions fugitives, Howarth a ouvertement admis que son analyse était préliminaire et qu'il faudrait poursuivre les recherches. La recherche scientifique dans ce domaine est complexe en raison du manque général de données et de surveillance. Les chiffres d'émissions sont mieux connus dans l'industrie charbonnière que dans l'industrie gazière pour diverses raisons, « notamment parce que le méthane est réglementé dans l'industrie minière du charbon, mais pas dans celle du gaz naturel », a précisé le Dr Howarth.[24]

Cependant, il s'avère que leurs premières hypothèses concernant les fuites de méthane provenant du gaz de schiste – et EPALes propres estimations de l'entreprise étaient largement inférieures à la réalité, sous-estimant considérablement les fuites de méthane provenant du gaz de schiste extrait par fracturation hydraulique. Apparemment, EPA n'avaient pas auparavant pris en compte les émissions totales provenant des vastes réseaux de production, de traitement, d'évacuation et de transport utilisés pour l'exploitation des puits de gaz naturel.[25] Le EPA Ils avertissent désormais que leur rapport de 1996 faisant autorité, intitulé « Émissions de méthane de l’industrie du gaz naturel », avait « considérablement sous-estimé » les sources d’émissions.[26]

Le EPALes chiffres révisés des émissions confirment les affirmations de Howarth selon lesquelles les émissions fugitives de méthane constituent un problème grave et devraient avoir des conséquences importantes sur notre intérêt pour le gaz comme énergie de transition. On sait désormais que des sources d'émissions jusqu'alors insoupçonnées contribuent de manière considérable au rejet de méthane dans l'atmosphère, à des taux plusieurs milliers de pour cent supérieurs aux estimations précédentes.[27]

L'équipe du Dr Howarth a révisé ses propres chiffres pour y intégrer les EPALes nouvelles données et l'analyse récente de l'entreprise reflètent ce taux d'émissions plus alarmant : « En additionnant toutes les pertes estimées, nous calculons que, durant le cycle de vie d'un puits de gaz de schiste moyen, 3.6 à 7.9 % de la production totale du puits est émise dans l'atmosphère sous forme de méthane. Cela représente au moins 30 % de plus, et peut-être plus du double, des émissions de méthane que nous estimons pour le gaz conventionnel sur l'ensemble de son cycle de vie. »[28]

Ces émissions plus élevées provenant du gaz de schiste non conventionnel sont nettement supérieures à celles du gaz conventionnel « en raison des émissions de méthane liées aux fluides de reflux et au forage des puits lors de leur complétion ».[29] Les puits conventionnels ne subissent pas de reflux car ils ne sont pas forés hydrauliquement et sont complétés sans phase de forage. Lors de la seule phase de reflux, où un mélange de méthane et de fluides de fracturation remonte à la surface, les puits non conventionnels perdent entre 0.6 et 3.2 % de leur production totale de gaz.[30]

Une fois le puits prêt pour la production, la phase de forage consiste à retirer les bouchons, permettant ainsi au gaz précédemment contenu de s'écouler. Cette étape entraîne une perte supplémentaire de 0.33 % de la production totale de gaz sur sa durée de vie.[31]

Le Dr Anthony Ingraffea de l'Université Cornell, expert en fracturation hydraulique et co-auteur du rapport de Howarth, affirme que l'empreinte carbone liée aux émissions de gaz à effet de serre de la production de gaz, tant conventionnelle que non conventionnelle, n'a jamais été correctement évaluée. Or, les différences entre les forages conventionnels et non conventionnels sont considérables, explique Ingraffea, en raison de la taille nettement supérieure des puits non conventionnels. Ces derniers présentent une longueur totale plus importante que les puits conventionnels, du fait de leurs extensions latérales souterraines.

Cette longueur totale accrue implique que les puits de gaz non conventionnels nécessitent un matériel de forage plus important et plus lourd, un temps de forage plus long, une probabilité plus élevée de problèmes de forage et une ventilation plus importante pendant le forage. De plus, ces puits plus longs requièrent un matériel de fracturation plus important et plus lourd, un plus grand nombre d'étapes et un volume plus élevé par étape, un plus grand nombre de bouchons et des périodes de forage plus longues.

Autre point important, ces opérations de forage à grande échelle produisent davantage de déchets de reflux et d'eau produite, ce qui se traduit par des volumes de déchets plus importants pendant des périodes plus longues et par une augmentation des rejets et du torchage de gaz.[32]

Une grande partie du méthane qui s'échappe est libérée lors de la préparation du puits, avant sa mise en production. Pendant le forage, les remontées de fluide et après chaque étape de fracturation hydraulique, la production de gaz est impossible ; par conséquent, explique Ingraffea, le gaz résiduel est soit évacué, soit brûlé à la torche. Les foreurs rencontrent souvent des poches de méthane peu profondes qui s'écoulent directement dans le puits. Ce méthane initial doit également être évacué ou brûlé à la torche.

« Je tiens à préciser », ajoute-t-il, « qu’il existe de nombreux pays dans le monde où le torchage est illégal. »[33]

Lorsque les entreprises pratiquent le torchage, elles gaspillent non seulement du gaz par des pratiques inefficaces (gaz pour lequel les propriétaires fonciers ne sont pas rémunérés), mais elles émettent également directement et de manière inconsidérée de puissants gaz à effet de serre dans l'atmosphère. Afin de maintenir des estimations prudentes, l'équipe de Cornell a considéré que l'industrie gazière répartit en moyenne ses déchets gazeux à parts égales entre l'évacuation et le torchage.

En raison du manque de données sur les émissions de méthane, l'équipe a également exclu les émissions de gaz en surface, les accidents, les incidents et la migration du méthane autour et vers le haut du puits avant la production. Par conséquent, les taux d'émission alarmants présentés dans l'étude pourraient être inférieurs à la réalité.

Un examen approfondi du méthane est essentiel pour comprendre le potentiel de réchauffement climatique (GWPSelon le professeur Howarth, le méthane interagit différemment avec l'atmosphère que le dioxyde de carbone, ce qui explique la différence de concentration de gaz. Il est important de noter que les conclusions de l'équipe de Cornell reposent sur des données limitées et doivent être confirmées par d'autres études scientifiques.

Les données relatives aux émissions fugitives de méthane provenant du charbon et du pétrole n'ont pas non plus été correctement évaluées. Toutes les industries extractives de combustibles fossiles devraient être tenues de collecter et de publier des données complètes sur ces émissions. Tant que cela ne sera pas fait, une grande incertitude persistera.

Parce que le GWP L'effet cumulatif d'un gaz, comparé à celui du dioxyde de carbone, sur le réchauffement climatique au cours d'une période définie, détermine l'interprétation de cet effet. Dans le cas du méthane, Howarth affirme que l'horizon temporel est crucial, car le méthane ne persiste pas aussi longtemps dans l'atmosphère que le dioxyde de carbone.

Le méthane reste dans l'atmosphère pendant environ une décennie, le dioxyde de carbone pendant environ un siècle. Ainsi, sur une courte période, juste après son émission, le méthane est un gaz à effet de serre incroyablement puissant, mais au bout d'un siècle, il disparaît.[34]

Howarth a effectué deux calculs de base dans son analyse du méthane : l’un sur une période de 100 ans, l’autre sur une période de 20 ans. Selon les données standard, le méthane est 21 fois plus puissant que le CO₂.2 Sur une échelle de 100 ans, et 72 fois plus puissant sur une échelle de 20 ans. Ces chiffres, explique Howarth, ont récemment été révisés à 33 et 105 respectivement, nouvelles valeurs que le GIEC lui a conseillé de suivre.[35]

De nouvelles recherches ont démontré que le méthane, outre son fort potentiel de réchauffement, empêche en réalité le refroidissement atmosphérique en raison des effets indirects qu'il exerce sur la formation d'aérosols dans l'atmosphère.[36] « Il est nécessaire de comprendre ces types d’effets intégrés à court terme », explique Howarth, « car nous voulons résoudre le problème du changement climatique dès maintenant et nous devons nous préoccuper de ces aspects à court terme. »[37] L'équipe de Cornell remet en question l'idée que le gaz de schiste puisse être considéré comme « propre ». Bien pire que le charbon pour le climat au cours des deux prochaines décennies, et tout aussi néfaste pour le siècle à venir, le gaz non conventionnel ne se présente plus comme un combustible de transition valable, conclut l'équipe de Howarth.

Le EPALa décision prise en novembre 2010 par [nom de l'entreprise] de surveiller plus rigoureusement les émissions fugitives de méthane provenant de l'industrie pétrolière et gazière est due aux taux d'émission de cette industrie, comparables à ceux de 40 millions de voitures particulières par an. [38] Depuis le 1er janvier 2011, l'industrie pétrolière et gazière est tenue de déclarer les fuites de méthane liées à toutes ses activités. Il est possible que ces déclarations contribuent à une surestimation des émissions fugitives de méthane.

Malgré sa réputation trompeuse d’énergie « propre » et « abondante », le gaz est une source d’énergie polluante et non renouvelable. Dans son récent témoignage devant le Comité permanent des ressources naturelles du Canada, le Dr Ingraffea a déclaré que :

Mais ces impacts potentiels n'ont pas été suffisamment pris en compte et le pays s'est déjà, d'une certaine manière, engagé sur la voie d'un avenir fortement dépendant du gaz. « L'objectif de cette étude, explique Ingraffea, est de stimuler la recherche scientifique qui aurait dû être menée avant que, selon moi, les plans d'affaires des entreprises ne prennent le pas sur la stratégie énergétique nationale. »[40]

Cette critique porte un coup dur à l'industrie gazière, anéantissant l'idée que le gaz puisse devenir l'énergie de transition nationale vers un avenir énergétique renouvelable. En réalité, chaque jour de retard dans la transition vers un système de production d'énergie véritablement propre et renouvelable constitue un recul dans la lutte contre le changement climatique. Toutes les énergies fossiles sont polluantes, dangereuses pour la santé publique et l'environnement, et néfastes pour le climat mondial.