Le gaz : future star des énergies fossiles ?

Le gaz est des principales sources énergétiques mondiales. Elle est fortement utilisée pour produire de l’électricité. En effet, 36% du gaz mondial est consommé pour produire de l’électricité, contre 31% pour des applications résidentielles (cuisson, chauffage) et 19% pour des applications industrielles.

La production d’électricité ou/et de chaleur à partir de gaz se fait dans des « centrales » de taille très variable : de quelques (dizaines) de kW à 5000MW.

Plusieurs technologies sont disponibles : des turbines à vapeur ou à gaz, à cycle simple ou à cycle combiné, c’est à dire avec récupération des fumées pour produire de la vapeur alimentant une turbine à vapeur. Les turbines à cycle combiné offrent un meilleur rendement pouvant dépasser 60%.

Les turbines à gaz permettent de faire de la co-génération d’électricité et de chaleur et d’atteindre ainsi des rendements voisins de 80%.

Ces technologies sont autant adaptées pour fournir une production régulière de bandeau que pour fournir les pics de consommation grâce à leur capacité de modifier rapidement leur niveau de production.

Une centrale à gaz consomme beaucoup d’eau pour le refroidissement de la turbine et doit donc être implantée le long d’un cours d’eau. Afin de limiter les impacts sur l’environnement liés au rejet d’eau réchauffée, les constructeurs travaillent de plus en plus sur des centrales à refroidissement par air.

Comme toutes les énergies fossiles, la combustion du gaz émet du CO2. L’IEA préconise de compter environ 600 kg CO2/MWh pour une turbine à combustion, 350 kg CO2/MWh pour un co-générateur et 360 kg CO2/MWh pour une centrale à cycle combiné. Les émissions d’une centrale à charbon sont, quant à elles de 950 kg CO2/MWh et celles d’une centrale au fioul de 780 kg CO2/MWh.

Ces chiffres font apparaître le gaz comme l’énergie fossile la moins émettrice de CO2 . Dans le cadre d’une transition énergétique, substituer des centrales à charbon par des centrales au gaz contribue à réduire les émissions de gaz à effet de serre mais, face à une consommation énergétique souvent encore en hausse, une place prépondérante donnée au gaz dans le mix énergétique ne sera pas suffisant pour atteindre les objectifs de réduction d’émissions de gaz.

Dans plusieurs pays européens, le développement des énergies solaires et éoliennes cantonne certaines centrales au gaz à servir les périodes de pointe pour lesquelles elles restent indispensables. Leur charge est désormais moins importante et leur compétitivité s’en trouve affectée car les coûts fixes sont amorties sur une production plus faible.

Le gaz peut avoir plusieurs origines : le gaz naturel, le gaz de schiste dont l’exploitation pose encore quelques questions environnementales, les biogaz issus des centres d’enfouissement des déchets ou des usines de méthanisation.

Les principaux pays producteurs de gaz naturels sont les US (20% de la production mondiale en 2016), la Russie (19%), le Qatar (5%), l’Iran (5%), le Canada (5%), la Norvège (3%), la Chine (3%), l’Arabie (2%), l’Indonésie (2%) et l’Algérie (2%).

Il est aisé, à la vue de ces chiffres, de comprendre la place que donnent les US au gaz dans leur politique énergétique, le poids que le gaz représente dans le PIB de l’Algérie ou de la Norvège et la dimension géostratégique que peut immédiatement revêtir, pour tout pays, la sécurisation d’un approvisionnement en gaz.

Certains veulent faire du gaz la star des énergies fossiles à cause de ses faibles émissions de CO2 : cette position n’induit aucun changement de logique de raisonnement à propos des marchés énergétiques et de la structure des systèmes, tout en faisant un geste (limité) en faveur des émissions de CO2. Certes, le gaz garde des perspectives d’avenir mais, méfions-nous, les objectifs de réduction des émissions de gaz à effet de serre seront rapidement suffisamment contraignants pour que nous devions réduire la place accordée aux énergies fossiles. Ce sera alors, peut-être, un autre gaz, l’hydrogène, qu’il faudra considérer en priorité.

C’est probablement ce paradoxe entre perspectives court terme et avenir long terme plus discutable qui sera source d’incertitudes et d’atermoiements à propos de l’avenir du gaz pendant quelques décennies.

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