Gaz à effet de serre - Identifier et valoriser le méthane

Les gaz à effet de serre sont extrêmement importants pour rendre notre planète habitable. Cependant, la forte concentration de ces gaz qui piègent la chaleur augmente aujourd'hui considérablement la température à la surface de la terre, ce qui entraîne un réchauffement de la planète et un changement climatique.

Le dioxyde de carbone est le principal gaz à effet de serre d'origine anthropique, le méthane (CH4) est beaucoup plus puissant. Ce gaz, dont la durée de vie est relativement courte, retient 80 fois plus de chaleur que le CO2 sur une période de deux décennies. Selon le programme des Nations unies pour l'environnement, depuis l'ère préindustrielle, le méthane est responsable d'environ 30% du changement climatique.

Ce deuxième gaz à effet de serre le plus abondant est le principal composant du gaz naturel et du biogaz.

Le méthane est incolore, inodore et hautement inflammable. Le méthane naturel se trouve sous la terre, les zones humides étant sa source la plus importante. On le trouve également sous les fonds marins, sous la glace de l'Antarctique et dans les océans. Ce gaz est également produit par les volcans ainsi que par la décomposition des matières végétales et animales.

Les activités humaines, notamment les décharges, les activités agricoles, le bétail, le fumier, l'extraction du charbon et la production de pétrole et de gaz, contribuent largement à la libération du méthane dans l'environnement.

Lorsqu'il est émis dans l'air, le méthane réagit de manière dangereuse. Non seulement il libère des émissions de dioxyde de carbone par oxydation, mais il contribue également à la formation d'ozone. Il diminue ainsi la quantité d'air, entraînant des décès humains prématurés, une réduction des rendements agricoles et des problèmes de santé chez les animaux.

Chez l'homme, ce puissant gaz à effet de serre peut également être à l'origine de problèmes tels que l'asthme, les maladies cardiovasculaires et un risque accru d'accident vasculaire cérébral. L'empoisonnement au méthane, quant à lui, peut conduire à l'asphyxie.

Des niveaux élevés de méthane peuvent également entraîner des problèmes tels que des pertes de mémoire, des troubles de l'élocution, des nausées, des bouffées de chaleur, des maux de tête, des vomissements, des changements d'humeur et des troubles de la vue. Par ailleurs, le contact avec du méthane liquéfié libéré sous pression peut provoquer des gelures.

Compte tenu des effets nocifs du méthane, l'accent a été mis sur une meilleure quantification et un meilleur contrôle des émissions de gaz à effet de serre. la réduction drastique de la pollution par le méthane pour prévenir les pires effets du climat.

Les émissions de méthane provenant du fumier sont beaucoup plus importantes

Les animaux d'élevage sont une source importante d'émissions de méthane provenant de l'agriculture. Selon les estimations actuelles du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC), ces émissions représentent 12% à 14,5% de l'ensemble des émissions de gaz à effet de serre d'origine humaine.

Les inventaires nationaux des émissions de gaz à effet de serre indiquent quant à eux que les émissions provenant directement du système digestif des animaux (fermentation entérique) sont trois à neuf fois plus importantes que celles provenant de la gestion du fumier, y compris le stockage et l'épandage du lisier et du fumier. Cependant, les émissions de ces deux cas pourraient être beaucoup plus proches de 50/50.

Selon une nouvelle étude, les émissions réelles de méthane provenant du stockage du lisier dans les exploitations laitières sont de l'ordre de 1,5 milliard d'euros. pourrait être jusqu'à cinq fois plus élevé que ce que suggèrent les statistiques officielles.

Réalisée par l'Université d'East Anglia (UEA) et une association à but non lucratif, l'International Fugitive Emissions Abatement Association (IFEAA), l'étude est basée sur des calculs effectués dans deux exploitations laitières en Angleterre.

L'étude suggère que les calculs de "niveau 2" actuellement utilisés par les pays pour déclarer leurs émissions annuellement au GIEC pourraient ne pas être fiables, d'où la sous-estimation.

Les mesures des émissions provenant des bassins à lisier ont été analysées par les chercheurs au cours de l'année 2022-23. Pour capturer le méthane, des couvercles étanches ont été utilisés pour enfermer les bassins à lisier, ce qui a montré qu'ils généraient beaucoup plus de CH4 que ce qui avait été suggéré précédemment.

D'après les résultats, les émissions réelles étaient de 145 kg par vache et par an dans une exploitation et de 198 kg par vache et par an dans l'autre. Ce chiffre est 3,8 à 5,2 fois plus élevé que le chiffre officiel de 38 kg par vache figurant dans l'inventaire national du Royaume-Uni.

Alors que la méthodologie internationale standard semble sous-estimer les émissions de méthane liées au stockage du lisier, la recherche indique qu'aujourd'hui, nous disposons de la technologie qui peut aider à "transformer ce problème en opportunité commerciale". Le méthane peut en effet être facilement capté puis utilisé comme combustible fossile de substitution, ce qui crée également "un flux de revenus supplémentaires pour les exploitations agricoles".

Soulignant l'énorme potentiel de transformation de ce méthane en source d'énergie renouvelable, le professeur Neil Ward, du Tyndall Centre for Climate Change Research de l'UEA, a fait remarquer que l'utilisation du méthane comme carburant pouvait aider les agriculteurs à réduire leurs factures d'énergie et à devenir indépendants sur le plan énergétique.

La capture et la transformation du méthane émis en biogaz pourraient permettre à une exploitation laitière de taille moyenne d'économiser environ 52 500 livres sterling en frais de carburant. Au total, cette économie pourrait s'élever à plus de 400 millions de livres sterling pour le secteur laitier.

La technologie existante permet de capturer le gaz et son utilisation dans les troupeaux laitiers de l'UE pourrait réduire les émissions d'environ 5,8%, ce qui correspond au budget nécessaire pour limiter le réchauffement de la planète à 1,5 °C, d'après les recherches.

La sous-estimation significative des émissions liées à la gestion du fumier signifie que non seulement les estimations sont inexactes, mais que les priorités concernant les options de réduction peuvent également être faussées.

"Cette étude constitue donc un appel urgent à l'action et à la poursuite des travaux pour mieux comprendre les émissions de méthane dues à la gestion du fumier.

- Prof Ward

L'étude recommande donc au gouvernement d'augmenter les subventions pour les couvertures de lagunes à lisier et les équipements de traitement du gaz associés, d'introduire des allègements fiscaux pour les investissements dans la chaîne d'approvisionnement pour la récupération et l'utilisation du méthane et de simplifier le processus de planification et d'octroi de permis.

"La technologie existe pour capturer, traiter et utiliser le méthane qui se perd actuellement dans l'atmosphère et contribue à l'accumulation des gaz à effet de serre. Elle semble prometteuse d'un point de vue économique, en particulier si un cadre incitatif pour les investissements dans les exploitations agricoles, associé à un soutien réglementaire, peut être mis en œuvre.

- Prof. Penny Atkins, PDG de l'IFEAA

Selon George Eustice, président de l'IFEAA et ancien secrétaire d'État à l'environnement, à l'alimentation et aux affaires rurales, la réduction des émissions de méthane est "essentielle pour atteindre le niveau zéro". Le méthane étant un GES puissant mais à courte durée de vie, la réduction des émissions peut également contribuer à limiter l'augmentation de la température mondiale à 1,5 degré.

L'étude conclut donc que la contribution collective de CH4 provenant de la gestion du fumier par les exploitations laitières est importante et qu'il y a des avantages significatifs à agir tôt plutôt que tard pour limiter les émissions.

L'empreinte carbone du GNL est également beaucoup plus élevée

Un nouveau Cornell étude Pendant ce temps, l'empreinte carbone du gaz naturel liquéfié (GNL) est bien pire, 33% de plus que celle du charbon si l'on tient compte de son traitement et de son transport.

Lors de l'extraction, du traitement, du transport et du stockage du GNL, du CH4 et du CO2 sont libérés, et ces émissions représentent environ la moitié de son empreinte totale en matière de gaz à effet de serre.

L'analyse de la comparaison de l'impact atmosphérique des différents gaz à effet de serre révèle que l'empreinte carbone du GNL est un tiers plus importante que celle du charbon sur une période de deux décennies. Même sur une échelle de temps d'un siècle, l'empreinte carbone du GNL est égale ou supérieure à celle du charbon.

Selon Robert Howarth, auteur de l'étude, le gaz de schiste et le gaz naturel sont tous deux néfastes pour le climat, mais le GNL est "pire". Si le GNL est fabriqué à partir du gaz de schiste, le processus nécessite de le surrefroidir (moins 260 degrés Fahrenheit) pour le rendre liquide, puis d'utiliser de gros camions-citernes pour le transporter jusqu'au marché, ce qui nécessite de l'énergie.

Ce mode de transport a un coût environnemental. Les pétroliers modernes équipés de moteurs à deux ou quatre temps émettent moins de CO2 que les navires à vapeur et brûlent du GNL pendant le stockage et le transport, ce qui entraîne l'émission de CH4 dans les gaz d'échappement.

Quant aux pétroliers à vapeur, ils n'émettent pratiquement pas de méthane dans leurs gaz d'échappement. Cela peut compenser, en partie, leurs émissions plus élevées de CO2.

Selon l'étude, les émissions de méthane des pétroliers varient entre 3,91 et 8,11 TTP3, en fonction du navire. Au cours du processus de liquéfaction du gaz naturel, ces émissions s'élèvent à près de 8,8% du total si l'on utilise le potentiel de réchauffement de la planète.

Selon l'étude, le type de navire-citerne a relativement peu d'influence sur l'empreinte des gaz à effet de serre du GNL, étant donné qu'il est plus économe en carburant et qu'il émet donc moins de CO2 mais plus de méthane dans ses gaz d'échappement.

En ce qui concerne l'effet de la vitesse d'un pétrolier sur les émissions, l'auteur note que des vitesses plus lentes conduisent à une efficacité considérablement plus grande, ce qui réduit à la fois les émissions de CO2 et de CH4. L'article précise que

"Néanmoins, les émissions des navires-citernes ne représentent qu'une petite partie du total des émissions de GNL.

Ce sont les émissions en amont et en aval du gaz de schiste qui sont les plus responsables de l'empreinte carbone du gaz naturel liquéfié exporté par les États-Unis.

Le CO2 provenant de la combustion finale du gaz naturel liquéfié ne représente en fait que 34% de l'empreinte totale des gaz à effet de serre (GES) du gaz naturel liquéfié, tandis que les émissions de méthane en amont et en milieu de chaîne sont responsables de 38% des émissions totales de GNL. Si l'on ajoute les émissions de CO2 provenant de l'énergie utilisée pour produire le GNL, les émissions totales en amont et en aval représentent en moyenne 47% de l'empreinte GES totale du GNL. Selon Howarth :

"Presque toutes les émissions de méthane se produisent en amont, lors de l'extraction du gaz de schiste et de sa liquéfaction. Tout cela est amplifié simplement pour acheminer le gaz naturel liquéfié vers le marché."

Cela signifie que le gaz naturel liquéfié a "toujours" une empreinte climatique plus importante que le gaz naturel et qu'il "finit par être nettement moins bon que le charbon".

Selon l'étude, ces résultats ont des répercussions sur la production de gaz naturel liquéfié aux États-Unis, qui sont actuellement le premier exportateur mondial. Alors que le pays avait interdit l'exportation de GNL, il a levé cette interdiction en 2016 et, depuis lors, les exportations ont augmenté de façon spectaculaire. En 2023, les États-Unis représenteront 21% de l'ensemble du transport mondial de GNL, et le président Biden n'a imposé un moratoire sur ces exportations croissantes qu'au début de cette année.

En outre, la quasi-totalité de l'augmentation de la production de gaz naturel aux États-Unis au cours de la dernière décennie provient du gaz de schiste. La production de gaz de schiste, sa liquéfaction pour produire du GNL et le transport ultérieur du GNL consomment beaucoup d'énergie, ce qui contribue de manière significative à l'empreinte de gaz à effet de serre.

Ainsi, alors que les gouvernements du monde entier appellent à un abandon rapide des combustibles fossiles, y compris le gaz naturel, dans le cadre de leur politique climatique mondiale, le gaz naturel liquéfié a une empreinte carbone beaucoup plus élevée que le gaz naturel. Howarth a déclaré : "Mettre fin à l'utilisation du GNL devrait être une priorité mondiale".

Selon Howarth, le passage du charbon au GNL n'est pas la solution, car il nécessite des dépenses d'infrastructure massives. Il recommande plutôt d'utiliser les ressources financières pour construire le plus rapidement possible un avenir sans combustibles fossiles.

Une alternative puissante : L'utilisation du méthane pour l'exploitation de la BTC

Avec Exploitation minière de Bitcoin La conversion du méthane provenant des déchets animaux en énergie est une approche innovante et proactive de la réduction des émissions de gaz à effet de serre, même si elle est critiquée pour sa forte consommation d'énergie.

La combinaison de l'exploitation de la BTC et de la capture du méthane permet de transformer ces émissions en une source précieuse pour les technologies de pointe, au lieu de contribuer au réchauffement de la planète.

Étant donné que les mineurs de bitcoins peuvent opérer depuis pratiquement n'importe où dans le monde, cela ouvre des perspectives pour les décharges les plus isolées, les plus éloignées et les plus négligées. Les décharges sont une source majeure de méthane. Aux États-Unis, elles sont la troisième source d'émissions de méthane liées à l'activité humaine.

Les sociétés de minage de bitcoins peuvent capter le méthane des déchets de décharge et le convertir en électricité pour alimenter leurs plates-formes de minage, transformant ainsi tous ces déchets en une ressource précieuse.

Les mineurs de Bitcoin peuvent également exploiter cette énergie en installant des opérations minières à proximité des champs pétroliers, où le méthane est souvent brûlé en raison du manque d'infrastructures pour l'utiliser. En capturant ce gaz, il est possible de réduire davantage les déchets et la pollution.

Un tel projet offre d'autres avantages, notamment la monétisation du méthane directement sur place sans nécessiter d'investissements coûteux, ce qui signifie un déploiement et une génération de revenus rapides. Avec un investissement minimal, les mineurs de bitcoins peuvent en outre accéder à des sources d'énergie renouvelable à faible coût et réduire leur dépendance à l'égard des réseaux électriques locaux tout en convertissant le gaz nocif en énergie.

Ainsi, Bitcoin peut contribuer à promouvoir le passage à des sources d'énergie plus propres et plus durables. Dans le même temps, les mineurs de Bitcoin peuvent fonctionner de manière durable, ce qui fait du réseau un atout potentiel pour l'environnement.

Chainergy est une entreprise qui travaille activement à la conversion du gaz méthane en énergie pour extraire des bitcoins. Cette initiative a également permis à l'entreprise d'accéder à l'électricité à un tarif compétitif et de consolider sa présence sur le marché de l'énergie.

Crusoe Energy Systems est une autre entreprise qui capture les émissions de méthane provenant des opérations pétrolières et gazières et les utilise pour alimenter les centres de données de l'industrie minière du bitcoin. En 2021, ExxonMobil (XOM +0.33%) s'est associée à Crusoe pour utiliser l'excédent de gaz de l'un de ses champs pétrolifères afin d'extraire des bitcoins.

#1. Mara Digital Holdings (MARA -6.68%)

Cette société minière de Bitcoin explore des solutions énergétiques durables et hors réseau et travaille pour cela avec différents fournisseurs d'énergie. L'une de ces initiatives consiste à expérimenter l'utilisation du méthane provenant des décharges pour alimenter ses opérations.

En novembre 2023, elle a annoncé un partenariat avec Nodal Power, qui développe et exploite des actifs dans le domaine des énergies renouvelables, pour lancer son projet minier BTC dans l'Utah. Ce projet pilote de 280 kW est entièrement alimenté par le gaz de méthane des décharges et est déjà pleinement opérationnel. Fred Thiel, PDG de Marathon, a déclaré à l'époque :

"Chez Marathon, nous sommes constamment à la recherche de moyens innovants pour diversifier nos opérations, réduire nos coûts énergétiques et exploiter les aspects uniques de l'exploitation minière de Bitcoin afin d'améliorer les environnements dans lesquels nous opérons."

En capturant le CH4 émis par les décharges et en le convertissant en électricité pour alimenter les mineurs de bitcoins de la société, M. Thiel a fait remarquer que Marathon était "particulièrement bien placé pour aider à convertir ce gaz nocif en une source productive d'énergie propre et renouvelable".

Les actions de la société (MARA : NASDAQ) se négocient actuellement à $16, soit une baisse de 31,93% depuis le début de l'année, alors que la valeur du bitcoin a augmenté de 61,4% au cours de la même période et qu'il se négocie à près de 2,5 milliards d'euros. $62,300. Avec une capitalisation boursière de $4,70 milliards, Mara a un BPA (TTM) de 1,73, un P/E de 9,22, et un ROE (TTM) de 26,26%.

La semaine dernière, l'un des plus grands mineurs de bitcoins cotés en bourse a publié des mises à jour non vérifiées pour le mois de septembre, au cours duquel il a augmenté son taux de hachage énergisé à 36,9 EH/s, soit un bond de 5% par rapport au mois précédent. La société prévoit d'atteindre 50 EH/s d'ici la fin de l'année. Parallèlement, la production de BTC a augmenté de 5% pour atteindre 705 BTC.

"Nous sommes fiers d'avoir dépassé la valeur d'un marathon en bitcoins HODL en septembre et nous avons actuellement près de 27 000 BTC dans notre bilan."

- Fred Thiel, PDG

Mara a également soumis une déclaration au Climate Disclosure Project (CDP), soutenant son "engagement en faveur de la transparence environnementale et de la responsabilité des entreprises".

Conclusion

Le changement climatique reste un défi pressant, la température moyenne mondiale augmentant de 0,175 °C par décennie. Le méthane (CH4), qui provoque un réchauffement bien plus important que le CO2, est l'un des principaux responsables de ce réchauffement.

Alors que la réduction des émissions de méthane provenant de l'élevage a été considérée comme un problème difficile, comme nous l'avons signalé, elle peut en fait avoir un impact important et rapide sur la réduction du réchauffement tout en offrant des opportunités économiques pour remplacer les combustibles fossiles. Il y a aussi la conversion du méthane provenant des déchets animaux en énergie pour le minage du BTC, qui représente encore une autre solution unique et rentable qui s'attaque à la nature énergivore du minage du Bitcoin tout en convertissant tous les déchets en valeur économique. Ces efforts peuvent effectivement ouvrir la voie à un avenir durable.