title: STRATEGIE DE DIMINUTION DES EMISSIONS DE METHANE - (COMMUNICATION DE LA COMMISSION AU CONSEIL ET AU PARLEMENT EUROPEEN)

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hydrocarbon
oil pollution

text: COMMISSION DES COMMUNAUTES EUROPEENNES Bruxelles, le 15. 11. 1996 C()M(%) 557 final STRATEGIE DE DIMINUTION DES EMISSIONS DE METHANE (COMMUNICATION DE LA COMMISSION AU CONSEIL ET AU PARLEMENT EUROPEEN) Sommaire RESUME LE PROBLEME Méthane Sources naturelles Concentrations de méthane dans l'atmosphère Le méthane et les changements climatiques globaux Stabilisation et diminution des émissions globales de méthane Elimination des émissions de méthane : combustion avec/sans récupération d'énergie. Facteurs économiques liés au procédé adopté Emissions de méthane dans un contexte communautaire SOURCES COMMUNAUTAIRES DE METHANE ET INVENTAIRE ACTUELS Agriculture Déchets Energie 1. 2. 2. 1 2. 2 2. 3 2. 4 2. 5 2. 6 2. 7 3. 3. 1 3. 2 3. 3 4. OPTIONS POUR LA DIMINUTION DES EMISSIONS DE METHANE, DE QUELQUES MESURES RAPPORTEES PAR LES ETATS MEMBRES ET LES PAYS TIERS AGRICULTURE Fermentation entérique Fumier animal 4. 1 4. 1. 1 4. 1. 2 4. 1. 3. Description de quelques mesures rapportées par les Etats membres et les pays 4. 2 4. 2. 1 4. 2. 2 tiers TRAITEMENT ET ELIMINATION DES DECHETS Décharges Description de quelques mesures rapportées par les Etats membres et les pays tiers ENERGIE Extraction et distribution des combustibles fossiles 4. 3 4. 3. 1 4. 3. 1. 1 Charbon 4. 3. 1. 2 Gaz naturel Combustion 4. 3. 2 Description de quelques mesures rapportées par les Etats membres et les pays 4. 3. 3 tiers MESURES COMMUNAUTAIRES A ENVISAGER AGRICULTURE Fermentation entérique Fumier animal TRAITEMENT ET ELIMINATION DES DECHETS ENERGIE Extraction et distribution de combustibles fossiles 5. 5. 1 5. 1. 1 5. 1. 2 5. 2 5. 3 5. 3. 1 5. 3. 1. 1 Charbon 5. 3. 1. 2 Gaz naturel 5. 3. 2 Combustion 5. 4 CONCLUSION ANNEXES - t- p. o p. 6 p. 6 p. 6 p. 6 p. 7 p. 7 p. 8 p. 9 p. 9 p. 9 p. 9 p. 10 p. 10 p. 10 p. 10 p. 12 p. 13 p. 14 p. 14 p. 16 p. 17 p. 17 p. 17 p. 18 p. 19 p. 19 p. 20 p. 20 p. 20 p. 21 p. 22 p. 24 p. 24 p. 24 p. 24 p. 25 p. 25 p. 28 L RESUME Le méthane, un problème global ? Depuis l'ère pré-industrielle, la concentration de méthane (CH4) dans l'atmosphère augmente continuellement, sous l'influence, essentiellement, de l'activité humaine. Le méthane est un gaz à effet de serre actif qui emprisonne la chaleur (provenant du rayonnement infrarouge) et empêche son rejet dans l'espace, ce qui contribue à l'augmentation des températures dans l'atmosphère et à la surface du globe et, donc, "à l'effet de serre global". Actuellement, il vient au deuxième rang derrière le dioxyde de carbone (C02) pour ce qui est de contribuer au réchauffement global, 18 pour-cent de l'effet de serre global étant dus à l'augmentation des concentrations de méthane dans l'atmosphère contre 66 pour-cent environ pour le dioxyde de carbone (voir fig. 2). Objectif de la communication Ce document a pour objet d'exposer les problèmes et les préoccupations liées aux émissions de méthane dans l'atmosphère, d'identifier les principales sources et réservoirs d'émission, d'introduire certains moyens rentables pour diminuer ces émissions et de fournir un ensemble de mesures potentielles à intégrer à une stratégie communautaire d'atténuation des émissions publiques. Cette Communication couvre une série de mesures qui abordent explicitement chacun des secteurs prioritaires impliqués, à savoir l'agriculture, les déchets et l'énergie. Tant au niveau de la Communauté qu'au niveau international, il a été reconnu qu' une politique de réduction de méthane pourrait être un élément important d'une stratégie globale sur les changements climatiques, spécialement en tenant compte du fait que la réalisation d'une stratégie de réduction de méthane peut avoir une impact plus immédiat que des mesures adoptées pour le C02. Cette Communication répond à ce défi en développant pour 1' UE une stratégie crédible pour réduire les émissions de méthane, qui comprend des politiques et mesures viables et qui pourrait former un élément clé de la Politique sur les Changements Climatiques, en train d'être élaborée par l'UE. Dans le cadre de cette politique, il reste quelques questions à résoudre sur l'orientation à prendre en vue de réduire les émissions de méthane. Une part important de cette évaluation serait de faire un choix entre arriver à une diminution définie dans un certain délai (comme l'évoque le cinquième programme d'action écologique) ou opter pour des mesures politiques à partir d'une liste de possibilités qui ont le ratio coût- efficacité le plus favorable jusqu'à un certain point limite. Un tel point limite pourrait être défini, en principe, soit par l'évaluation monétaire des coûts sociaux engendrés par les émissions de méthane, ou par d'autres méthodes appropriées. Enfin, l'évaluation de la rentabilité de la stratégie proposée peut exiger que l'on se livre à d'autres analyses en profondeur avant d'entreprendre des actions politiques concrètes au niveau communautaire. Principales propriétés du méthane Parmi les principales caractéristiques du méthane qui ont une influence nocive sur l'atmosphère, on retiendra essentiellement les suivantes : En premier lieu, la concentration en méthane (1,72 ppm) dans l'atmosphère a presque doublé depuis le début du siècle, l'activité humaine étant largement responsable de cette augmentation. Ensuite, l'ampleur avec laquelle un gaz à effet de serre contribue au réchauffement global de la Terre est normalement exprimée par son potentiel de réchauffement global (PRG). Le PRG reflète la supériorité du potentiel d'une substance par rapport à la substance standard qu'est le C02, dont le PRG est égal à 1 par définition. Le potentiel de réchauffement global du méthane est 62 fois plus élevé que celui du C02 ce qui montre l'importance de la diminution de ces émissions. Enfin, par rapport au C02, la stabilisation de la concentration de méthane dans l'atmosphère exigerait aujourd'hui la réduction de 10 % seulement des émissions anthropogéniques globales annuelles, ce qui est nettement inférieur au C02 pour lequel près de 60 % des émissions anthropogéniques annuelles doivent être diminuées. Il est clair que cette différence a des répercussions sur la panoplie des politiques et des mesures, ainsi que sur l'importance des ressources qui doivent être déployées pour atteindre certains objectifs de diminution spécifiques. Cependant, le dioxyde de carbone reste la principale préoccupation pour le réchauffement futur. Un autre paramètre important est le temps de séjour du méthane dans l'atmosphère, c'est-à-dire 12 à 17 ans, contre 50 à 200 ans pour le C02, ce qui signifie, en d'autres termes, que la mise en oeuvre d'une stratégie destinée à diminuer les émissions de méthane aurait une influence sur l'effet de serre global dans un délai relativement court par rapport au C02 pour lequel l'avantage de semblables initiatives ne pourrait être perceptible qu'à moyen ou à long terme. Enfin, on soulignera que la simple combustion du méthane transforme celui-ci en C02 et élimine 95 % de son potentiel de réchauffement. Inventaires communautaires L'agriculture, les déchets et l'énergie constituent les trois principales sources anthropogéniques d'émission de méthane dans l'Union européenne. Des inventaires ont été quantifiés dans ces secteurs et sont présentés de manière succincte ci-après (données CORINAIR 90). L'agriculture (45%) arrive en première position avec une production de méthane qui résulte de la fermentation entérique anaérobie (digestion) des animaux(30%) et celle qui résulte de la gestion anaérobie des déchets animaux - les fumiers- (15%). Viennent ensuite les déchets (32%) pour lesquels le méthane est produit par la fermentation anaérobie des matières organiques emprisonnées dans les décharges. Enfin, du méthane est émis dans le secteur de l'énergie (23%), en particulier dans les secteurs de l'extraction du charbon (12%) et ceux de la production, de la distribution et de l'utilisation du gaz naturel (8%). Inventaires communautaires (1990) des principales sources anthropogéniques d'émissions de méthane. Agriculture 44. 7% 10. 2 Mt fermentation entérique (digestion) des ruminants (bovins, ovins): fumier animal: 30% 14. 7% Déchets 31. 5% 7. 3 Mt décharges: traitement des eaux usées (boues): 30. 8% 0. 7% Energie 23% 5. 3 Mt extraction, transport et stockage du charbon: 11. 4% 8. 8% production et distribution du gaz: 2% combustion: 0. 8% transport: Mt= millions de tonnes Stratégie communautaire de diminution des émissions de méthane Une série d'options pour diminuer les émissions de CH4 sont reprises dans ce document de même que les politiques et les mesures qui ont déjà été mises en oeuvre dans certains Etats membres ou pays tiers. Des options efficaces dans les secteurs les plus prometteurs, essentiellement l'agriculture, les déchets et l'énergie, sont ensuite identifiées aux niveaux communautaire, national, régional et local et sont proposées en tant qu'actions potentielles à exécuter sous la forme d'une stratégie communautaire. Une brève description de ces options figure ci-après. Dans le secteur agricole, le domaine le plus intéressant pour la diminution des émissions de méthane est la gestion du fumier animal. Des digesteurs anaérobies ou de simples bassins couverts constituent un moyen efficace pour limiter et diminuer les émissions de méthane. Pour que ces moyens reçoivent un accueil favorable, les agriculteurs de l'UE doivent d'abord être sensibilisés aux possibilités offertes par ces technologies par le biais de programmes de démonstration et d'études de faisabilité mises en oeuvre aux niveaux communautaire, national, régional et local. Une législation communautaire obligatoire relative à l'installation de systèmes de récupération serait ensuite mise en oeuvre à un stade ultérieur, la législation en question Rappliquant uniquement à l'exploitation du bétail d'une certaine dimension (nombre d'animaux à définir). Dans le secteur des déchets, une distinction doit être opérée entre les mesures spécifiques qui concernent les décharges nouvelles et existantes et les mesures générales visant à diminuer les matières organiques à mettre en décharge. Pour une nouvelle décharge anaérobie, des actions devraient être entreprises au niveau communautaire afin de garantir que le permis d'exploitation ne sera délivré que si d'autres options de diminution du méthane ont été examminées et, lorsque celles-ci ne sont pas réalisables, qu'un système hautement efficace est mis en place pour récupérer et utiliser tout méthane produit. Pour les décharges existantes, une législation communautaire devrait exiger leur réajustement afin de recueillir et d'utiliser le méthane chaque fois que cela est possible; lorsque ceci n'est pas réalisable, elle devrait encourager le recours au torchage. Une meilleure récupération du méthane de même que l'utilisation et l'amélioration de technologies appropriées devraient être encouragées par des aides économiques supplémentaires aux niveaux national et communautaire tout à la fois. Parallèlement, des mesures générales destinées à diminuer les quantités de matières organiques dans l'ensemble des décharges comme la minimisation de la production, la collecte séparée, le développement de produits recyclés, le compostage etc. devraient être adoptées aux niveaux communautaire, national, régional et local. Dans le secteur de l'énergie, la production de charbon, donc les émissions de méthane de cette provenance continueront à diminuer à l'avenir et il serait extrêmement difficile de justifier des quelques dépenses supplémentaires destinées à mettre en oeuvre des techniques de récupération du méthane. Une initiative communautaire devrait simplement encourager les Etats membres à élaborer des programmes favorisant l'application des meilleures technologies disponibles pour les mines de charbon qui continueront à être exploitées au-delà d'une certaine limite (10 années par exemple). Cette tâche est plus facile en ce qui concerne les émissions de gaz naturel pour lesquelles une norme communautaire de fuites minimales pourrait être définie afin de remplacer les éléments moins efficaces des réseaux de transmission et de distribution pour lesquels une deuxième initiative, prise au niveau des Etats membres, diminuerait les émissions de méthane en augmentant la fréquence de contrôle des réseaux de gazoducs d'où une diminution des fuites de gaz naturel. L'atténuation de l'effet de serre et notamment l'atténuation des émissions de méthane, qui sont des problèmes technologiques globaux par définition exigent plutôt, en raison de leur contexte international, une approche communautaire que des actions différenciées mises en oeuvre individuellement par les Etats membres. Néanmoins, on ne peut exclure qu'un certain nombre d'initiatives proposées dans cette stratégie puissent, en raison du principe de subsidiarité, être entreprises dans de meilleures conditions aux niveaux national, régional et local. Dans tous les cas, ces initiatives devront répondre aux efforts de coordination aux niveaux international et communautaire afin de garantir les futurs engagements en matière d'environnement. Des scénarios de diminution du méthane inscrits dans des stratégies similaires sont signalés dans la présente communication (étude CITEPA). Leurs résultats sont très significatifs malgré certaines incertitudes. L'étude conclut que si des mesures similaires étaient appliquées dans l'UE, les diminutions escomptées des émissions de méthane pourraient atteindre 30% et 41% respectivement, en 2005 et 2010 par rapport à leurs niveaux de 1990. Les options suggérées sont illustrées dans le tableau récapitulatif ci-après. AMftCu MS M T O R ËS P O L I T I O U^ ^MMUMAUf Àlftfes A ENVISAGER POUR L'ATTENUATION DES EMISSIONS DE METHANE AGRICULTURE * Fermentation entérique - la promotion de la recherche et des incentives (aux niveaux communautaire et national) pour développer des politiques et des mesures viables * Fumier animal - digesteurs anaérobies ou bassins couverts (de préférence avec utilisation de l'énergie, et si ceci n'est pas réalisable, avec torchage) 1ère étape : programmes de démonstration aux niveaux communautaire, national, régional et local 2e étape : obligation, au niveau communautaire, d'installer un système de récupération et d'utilisation pour les exploitations de bétail dépassant un certain nombre d'animaux (nombre qui reste à définir) DECHETS * Mesures générales promotion aux niveaux communautaire, national, régional et local de mesures : minimisant la production de déchets organiques, emballages compris encourageant la collecte séparée des déchets organiques de récupération des matières organiques (par des opérations telles que le compostage) et de récupération d'énergie. Il y aurait lieu de donner la préférence, du point de vue écologique, à la récupération de matières plutôt qu'à la récupération d'énergie. Néanmoins, il sera nécessaire de prendre en considération les effets environnementaux, économiques et scientifiques des deux types d'opérations. L'évaluation de ces effets pourrait, dans certains cas, conduire à donner la préférence à la récupération d'énergie. aides économiques aux niveaux communautaire et national pour promouvoir les produits recyclés * Nouvelles décharges législation communautaire exigeant, en l'absence d'autres options, que les nouvelles décharges anaérobies soient équipées d'un système de récupération et d'utilisation du méthane * Décharges existantes législation communautaire exigeant le réajustement des décharges existantes, avec des systèmes de collecte et d'utilisation du méthane chaque fois que possible. Soutenir et encourager les procédés de récupération du méthane qui fournissent de l'énergie par des aides économiques aux niveaux communautaire et national. Lorsque ceci n'est pas possible, encourager le recours au torchage. ENERGIE * Charbon - recommandation communautaire aux Etats membres pour élaborer des programmes de diminution des émissions de CH4 encourageant les meilleures techniques de récupération disponibles dans les mines de charbon. * Gaz naturel - élaboration d'une norme communautaire des fuites minimales - augmentation de la fréquence de contrôle des gazoducs au niveau national. Contexte politique international et communautaire ANNEXE AU RESUME La Convention-cadre des Nations Unies sur les Changements Climatiques (CCCC), ratifiée par la Communauté européenne en décembre 1993 comporte des engagements spécifiques concernant la prise de mesures destinées à diminuer les émissions de gaz à effet de serre et le signalement des effets estimés de ces mesures sur des niveaux d'émission projetés "dans le but de ramener individuellement ou séparément à leurs niveaux de 1990 les émissions anthropogéniques de dioxyde de carbone et autre gaz à effet de serre qui ne sont pas contrôlés par le Protocole de Montréal. Ceci implique la prise en compte de gaz à effet de serre comme le dioxyde de carbone, le méthane, l'hémioxyde d'azote qui sont en train de dépasser leur concentration naturelle dans l'atmosphère. Néanmoins, les discussions internationales et communautaires actuelles sur la réponse politique aux changements climatiques se sont concentrées jusqu'ici sur le dioxyde de carbone (C02) et les halocarbones (CFC). Jusqu'ici, on a prêté une moins grande attention aux autres gaz à effet de serre, parmi lesquels le méthane et l'hémioxyde d'azote, en raison notamment des connaissances quantitatives lacunaires quant à leurs sources et leurs réservoirs. Cependant, les connaissances scientifiques ont largement progressé en ce qui concerne tous les gaz à effet de serre et les incertitudes quant à leur influence sur le climat ont constamment diminué. Développements politiques communautaires à ce jour En février 1993, l'UE, par le biais de son cinquième programme d'action en faveur de l'environnement intitulé "Vers un développement soutenable" s'est engagée à prendre des mesures afin d'assurer un développement durable. Dans cette perspective, l'UE a rappelé que le méthane (CH4) était l'un des principaux agents de l'effet de serre et a défini, dans son cadre sur les changements climatiques (chapitre 5), une série d'actions concernant des gaz à effet de serre, par exemple le C02, CH4, N20, CFC. etc. , dans le but, en ce qui concerne notamment le méthane, de diminuer ses émissions dans la mesure du possible. Parallèlement, l'UE cherche à améliorer les connaissances sur les sources et les réservoirs des gaz à effet de serre par le biais de son programme de recherche sur l'environnement et le climat. Dans le rapport sur l'état d'avancement et la mise en oeuvre du cinquième programme d'action pour l'environnement, en janvier 1996, l'évaluation réalisée sur le problème des changements climatiques concluait qu'une action prioritaire est nécessaire au niveau communautaire pour "identifier les conséquences des gaz à effet de serre autres que le C02". Il indiquait également que "la Commission ne prévoit pas de présenter un inventaire du problème et des mesures potentielles visant à réduire le méthane et l'hémioxyde d'azote". En juin 1993, un mécanisme de contrôle pour le C02 communautaire et d'autres émissions de gaz à effet de serre a été mis sur pied dans le cadre de la décision du Conseil (93/389/CEE). L'article 7. 2 spécifie également que pour des gaz à effet de serre autres que le C02 "des programmes nationaux de limitation de ces gaz devraient être mis sur pied en tant que politiques concernant ces développements". Dans les conclusions du Conseil pour l'environnement des 15 et 16 décembre 1994, le Conseil "a demandé à la Commission de soumettre le plus rapidement possible une stratégie de diminution d'autres gaz à effet de serre que le C02, en particulier le méthane et l'hémioxyde d'azote. En outre, le groupe ad hoc du Conseil sur le climat, qui travaille à l'élaboration d'une contribution de la Communauté au processus de négociation du Protocole conformément au Mandat de Berlin, discute actuellement une position communautaire dans trois secteurs-clés, c'est-à-dire l'agriculture, la gestion des déchets et l'industrie, où des politiques et des mesures éventuelles de limitation et/ou de diminution des émissions de méthane sont envisagées en vue de leur insertion éventuelle dans le Protocole. 2. LE PROBLEME 2. 1. Méthane Le méthane (CH4) est un gaz à effet de serre actif sur un double plan radiatif et chimique. Radiativement actif, le méthane emprisonne le rayonnement infrarouge ou la chaleur et les additionne pour réchauffer la Terre. Actuellement, il vient au deuxième rang derrière le dioxyde de carbone (C02) pour ce qui est de contribuer au réchauffement potentiel futur. Chimiquement actif, le méthane entre dans des réactions chimiques complexes dans l'atmosphère. Dans des conditions normales, la présence de CH4 est éliminée naturellement par le radical hydroxyl (OH) dont la concentration diminue cependant de manière constante, ce qui augmente non seulement l'abondance du méthane atmosphérique, mais aussi les concentrations atmosphériques d'ozone1 et les concentrations stratosphériques de vapeur d'eau, l'un et l'autre des gaz à effet de serre. 2. 2. Sources naturelles Les fluctuations du niveau atmosphérique du méthane au cours des 150. 000 dernières années sont largement attribuables aux fluctuations des émissions de méthane provenant des systèmes naturels, notamment des zones humides. Ceci suggère qu'il existe un risque de voir augmenter les émissions de méthane provenant de sources naturelles au fur et à mesure des changements climatiques futurs. Les émissions de plusieurs de ces sources naturelles, notamment les zones humides, les hydrates gazeux et le permafrost, sont étroitement régies par des variables écologiques comme la température et les précipitations. En conséquence, les changements climatiques induits par l'homme pourraient réellement déclencher la libération de quantité plus importantes de gaz à effet de serre provenant de systèmes naturels, la magnitude des changements climatiques futurs pouvant augmenter par voie de conséquence. En raison des moyens d'action très limités qu'il est possible de mettre en oeuvre dans ce domaine, le présent document ne s'étendra pas plus longuement sur les sources et les réservoirs naturels de méthane ni n'explorera les effets néfastes que l'activité humaine pourrait avoir sur ceux-ci. Il se concentrera uniquement sur les émissions anthropogéniques de CH4 étant donné qu'il s'agit là de l'une des principales causes des changements climatiques. 2. 3. Concentrations de méthane dans l'atmosphère Les concentrations de méthane dans l'atmosphère sont en augmentation. Ces augmentations sont dues aux activités à caractère humain qui libèrent du méthane dans l'atmosphère, en partie aussi en raison de l'augmentation de la population du globe. En 1990, le niveau de concentration du méthane était de 1,72 ppm2 environ - soit près du double du niveau estimé pour le début de ce siècle. Un résumé des données fournies par des carottes de glace et des mesures directes indiquant l'augmentation des concentrations de méthane dans l'atmosphère est illustré par les figures 1, 2 et 3. L'analyse des spectres solaires dans l'infrarouge a démontré que la concentration de méthane dans l'atmosphère avait augmenté de près de 30 % au cours des 40 dernières années. Le méthane est une préoccupation majeure s'agissant de la formation d'ozone dans la troposphère, lppm = lppmv = 1 part par million en volume lppb = lppbv = 1 par milliard en volume lppm = lOOOppb Actuellement, la quantité de méthane dans l'atmosphère est de 4850 Mt3; on pense que cette quantité augmente de près de 30 Mt par an. Les concentrations de méthane dans l'atmosphère devraient continuer à augmenter bien que des programmes de mesure globaux indiquent que le taux d'augmentation semble s'être ralenti ces dernières années. Le taux annuel d'augmentation du méthane atmosphérique est actuellement de 0,0115 ppm environ. 2. 4. Le méthane et les changements climatiques mondiaux L'augmentation de la concentration de méthane dans l'atmosphère présente des implications importantes pour les changements climatiques mondiaux. Le méthane absorbe avec une grande efficacité le rayonnement infrarouge (RI) ou la chaleur émanant de la surface du globe. En absorbant le RI et en inhibant sa libération dans l'espace, la présence du méthane contribue à augmenter les températures dans l'atmosphère et à la surface du globe et donc à "l'effet de serre". Le potentiel avec lequel un gaz à effet de serre contribue au réchauffement global de la planète est normalement exprimé par son potentiel de réchauffement global (PRG). Le PRG reflète la mesure dans laquelle une substance a un potentiel plus important que la substance standard, c'est-à-dire le C02, dont le PRG est de 1 par définition. Il n'existe aucune méthode simple pour calculer le PRG par rapport au C02, notamment parce que ces substances présentent des effets directs et indirects. Comme on l'a déjà dit, le méthane contribue indirectement au réchauffement global en influençant les quantités d'ozone présentes dans la troposphère et la stratosphère, les quantités d'hydroxyle (OH) présentes dans la troposphère et les quantités de vapeur d'eau présentes dans la stratosphère. L'effet indirect du méthane sur le réchauffement qui résulte de ces réactions chimiques pourrait être comparables, en magnitude, à son effet direct encore que de grandes incertitudes continuent à régner à ce sujet4. Le TICC5 a recommandé l'utilisation d'un PRG de 62 qui reflète à la fois les effets directs et indirects d'ici à 20 ans, ce qui signifie que l'influence sur le réchauffement global d'une tonne de CH4 est 62 fois plus élevée que l'influence d'une tonne de C02. Si l'on considère les mêmes effets sur une période de 100 ans, le PRG sera de 25 environ. Sur la même période, on a estimé que 18 % environ de l'effet de serre étaient dus à l'augmentation des concentrations de méthane dans l'atmosphère. L'apport total au forçage radiatif de l'ensemble des gaz à effet de serre en 1990 est illustré par la fig. 2. 2. 5 Stabilisation et diminution des émissions globales de méthane Etant donné que le méthane atmosphérique augmente dans une proportion d'environ 30 Mt par an, la stabilisation des concentrations globales de méthane aux niveaux actuels exigerait des diminutions des émissions de méthane à peu près dans les mêmes proportions. Une telle diminution représente moins de 10 % des émissions anthropogéniques actuelles. Cette diminution est nettement inférieure au pourcentage de diminution nécessaire pour stabiliser les autres gaz à effet de serre importants : le C02 exige 60 pour- cent environ de diminution; l'hémioxyde d'azote une diminution de 70 à 80 % et les chlorofluorocarbones Etant donné que le méthane a une durée de vie 'atmosphérique relativement courte si on le compare aux autres gaz à effet de serre importants, les diminutions des émissions de méthane contribueront à améliorer le réchauffement terrestre dans un avenir relativement rapide (le CH4 a un temps de séjour moyen de 12- 17 ans dans l'atmosphère, alors que cette durée est de 50 à 200 ans pour le C02). En conséquence, les 1 Mt = 1 06t = 1 09kg L'incertitude type est de + 35% relativement à la référence C02 Groupe intergouvernemental sur l'évolution du climat stratégies de diminution du méthane offrent un moyen efficace pour ralentir le réchauffement planétaire à court terme. D'autre part, à cause de l'augmentation relativement élevée de la concentration annuelle de méthane une poursuite des tendances actuelles risque avoir un effet à long terme sur la température du globe qui pourrait être aussi dramatique, ou presque, que celle prévue en raison des augmentations continuelles des concentrations de C02. En conclusion, la diminution des émissions de CH4 n'est pas uniquement une option attrayante à court terme, mais constitue également un engagement nécessaire à long terme. 2. 6 Elimination des émissions de méthane : combustion avec/sans récupération d'énergie. Facteurs économiques liés au procédé adopté. La combustion du méthane entraîne une libération d'énergie suivie d'émissions de C02 et de vapeur d'eau. Pendant la combustion, une tonne de CH4 est convertie en 2,75 tonnes de C02, ce qui signifie que si nous comparons, sur une base égale, les valeurs PRG (avant et après la combustion), la valeur PRG de précombustion, qui est de 62 pour le méthane, donne une valeur PRG équivalente de postcombustion égale à 2,75 (2,75 x PRG6 du C02 ). En convertissant le CH4 en C02 au cours d'un processus de combustion, on élimine 95 % du problème du gaz à effet de serre étant donné que le C02 produit pendant la combustion ne va représenter que 5 % du potentiel de réchauffement global du méthane initial. Dans la mesure où les émissions de méthane peuvent être évitées en recueillant le CH4 et en le brûlant ensuite avec utilisation de l'énergie produite, on peut obtenir un double avantage. Il est certain, dans ce cas, qu'il n'y aura aucune émission à effet de serre net étant donné que le C02 qui résulte de la combustion sera contrebalancé par l'économie de combustible qui aurait été nécessaire, sinon, pour assurer la production d'énergie. En conclusion, l'utilisation de torches (combustion simple sans récupération d'énergie), d'une part, devrait être recommandée pour l'élimination des émissions de méthane et les effets néfastes qu'elles impliquent pour l'atmosphère; d'autre part, cependant, on préférera les systèmes de récupération d'énergie lorsque ceux-ci sont économiquement justifiés. Il convient de noter, toutefois, que dans cette élimination complète de la contribution au réchauffement global du méthane récupéré, 95 % de l'avantage est lié à la simple transformation du CH4 en C02 par combustion et 5 % seulement sont dus à l'économie du remplacement d'une autre énergie pour l'utilisation de la teneur en énergie. En d'autres termes, d'un point de vue climatique, l'importance de la récupération du méthane réside beaucoup plus dans l'élimination des molécules de CH4 que dans l'utilisation de l'énergie libérée au cours de la combustion. Ceci peut être illustré par l'exemple suivant : si l'on supposait que les 10$/baril proposés pour la taxe sur le C02/l'énergie reflètent l'internalisation du coût externe des émissions de C02, le chiffre équivalent pour le méthane devrait être de l'ordre de 1500$ par tonne de CH4. On comparera ce chiffre à la valeur du méthane en tant que combustible pour l'industrie, laquelle se situe dans une fourchette de 240/460$/tonne. En conséquence, les décisions relatives à la récupération du CH4, par exemple, à partir des décharges ou du fumier animal (biogaz) devraient être basées sur une valeur marginale beaucoup plus élevée du méthane récupéré que sur sa valeur en tant que combustible. En d'autres termes, la récupération du CH4 pour un simple brûlage à la torche (combustion sans récupération d'énergie) sera justifiée dans de nombreux cas si l'on inclut la libération potentielle de méthane dans l'atmosphère au cas où il n'aurait pas été récupéré ou brûlé. 6 Le potentiel de réchauffement global du C02 est de 1 par définition 8 2. 7 Emissions de méthane dans un contexte communautaire L'inventaire des sources d'émission anthropogénique de méthane pour 1990 figure dans le tableau 2. Cet inventaire est la synthèse des inventaires nationaux spécifiques établis par les différents Etats membres de l'UE et transmis à l'Agence européenne de l'environnement (AEE). Ils ont été préparés dans le. cadre du programme de base de données CORINAIR 90 et comprennent les inventaires finals et provisoires mis à jour récemment (janvier 1995). Leurs résultats sont étendus à la nouvelle UE élargie; les données provenant de l'ex Allemagne de l'Ouest et de l'ex République démocratique allemande sont fusionnées en un seul ensemble de données pour l'Allemagne. Le tableau 3 résume les sources d'émission de méthane par secteur principal dans l'UE des 15. Les émissions anthropogéniques de méthane dans l'UE s'élèvent à environ 23 Mt par an, ce qui représente une part de 6 % environ des émissions globales, estimées à 385 Mt par an. 3. SOURCES COMMUNAUTAIRES DE METHANE ET INVENTAIRES ACTUELS Onze secteurs de source principaux (sources naturelles comprises) sont couverts par synthèse CORINAIR 90 qui figure dans le tableau 2 et illustre la contribution de chaque secteur aux émissions communautaires globales. Les conclusions suivantes (voir également tableau 3), peuvent en être déduites pour les émissions anthropogéniques de méthane. 3. 1. Agriculture Les émissions provenant de l'agriculture représentent la source la plus importante des émissions de méthane dans l'UE. Elles sont estimées à 10,2 Mt pour l'année 1990 et représentent 44,7% des émissions européennes. Ces émissions proviennent principalement de: la fermentation entérique (digestion) des ruminants (bovins, ovins): du fumier animal: 30 % 14,7 % 3. 2. Déchets Les émissions provenant du traitement et de l'élimination des déchets représentent la deuxième source d'émissions de méthane dans l'UE. Elles sont estimées à 7,3 Mt pour l'année 1990 et représentent 32% des émissions européennes. Ces émissions proviennent essentiellement : des décharges: du traitement des eaux usées (boues) : 30,8 % 0,7 % Si l'on tient compte des émissions provenant de décharges non surveillées et non comptabilisées, les déchets pourraient devenir la première source de méthane dans l'UE. 3. 3. Energie Les émissions provenant de l'énergie représentent la troisième source d'émissions de méthane dans l'UE. Elles sont estimées à 5,3 Mt pour 1990 et représentent 23,3% des émissions européennes. Ces émissions proviennent essentiellement : de l'extraction, du transport et du stockage du charbon: de la production et de la distribution du gaz : de la combustion : du transport : 11,4 % 8,8 % 2 % 0,8% 4. OPTIONS POUR LA DIMINUTION DES EMISSIONS DE METHANE. DE QUELQUES MESURES RAPPORTEES PAR LES ETATS MEMBRES ET LES PAYS TIERS. Les caractéristiques uniques des émissions de méthane, telles qu'elles ont été décrites dans le chapitre 1, montrent combien il est importnat d'encourager des stratégies de diminution des quantités de méthane rejetées dans l'atmosphère. De plus, le méthane est une source d'énergie comme il est un gaz à effet de serre et la mise en oeuvre d'options destinées à lutter contre les émissions pourrait conduire à des avantages économiques supplémentaires (voir également chapitre 5). En outre, des technologies de pointe qui ont fait leurs preuves sont actuellement commercialisées. Les options destinées à diminuer les émissions de méthane provenant des principales sources (agriculture, traitement et élimination des déchets, énergie) seront expliquées plus en détail dans les pages qui suivent. Un résumé annexé, illustrant les aspects techniques et économiques ainsi que l'efficacité de ces options, est présenté dans le tableau 4. Dans le contexte de la CCCC7, on a procédé à une compilation et une synthèse des communications nationales récentes, fournies par les parties figurant à l'annexe 1. Cet examen préliminaire illustre les tendances actuelles des politiques et des mesures élaborées par les parties pour atténuer les changements climatiques. Quelque 25 communications ont été analysées, dont 12 émises par les Etats membres de l'UE. Ce chapitre ne fournit que les considérations essentielles à propos de cette évaluation, chacun des secteurs d'intérêt décrits ci-après étant couvert. Outre ces commentaires, certaines actions entreprises par divers Etats membres sont également rapportées. Les sources anthropogéniques pour lesquelles les émissions de méthane représentent moins de 1% des émissions communautaires ne sont pas reprises dans ce chapitre (par exemple, traitement des eaux usées, riziculture). 4. 1 AGRICULTURE 4. 1. 1 Fermentation entérique Le méthane est produit au cours du processus normal de digestion des ruminants (par exemple bovins, ovins, caprins) au fur et à mesure de la digestion par ces derniers des aliments dans leur rumen. Une partie du méthane exhalé ou éructé par l'animal est considérée, d'un point de vue purement énergétique, comme une insufficance de la conversion alimentaire; l'énergie alimentaire convertie en méthane ne peut pas être utilisée par l'animal pour l'entretien, la croissance ou la production du produit. D'autres pseudo-ruminants (comme les porcs et les chevaux), ainsi que l'homme, produisent également 7 Convention-cadre sur les changements climatiques 10 du méthane par fermentation entérique, mais l'émission totale est réduite si on la compare à l'émission des ruminants. Ce chapitre n'abordera donc que les mesures de réduction des émissions de méthane provenant des bovins et des ovins. Trois options pour la diminution des émissions de méthane en provenance des ruminants sont présentées ici. -Diminution du bétail Une option très efficace s'agissant de réduire les émissions de méthane animal est bien évidemment la diminution du nombre des animaux. A l'échelle européenne, cependant, la tendance actuelle pour les années à venir, même si elle est entachée de beaucoup d'incertitudes, est déjà caractérisée par une légère diminution du nombre de ruminants. Cette diminution sera également influencée par des effets indirects dus à l'application de mesures de politique agricole différentes de celles qui visent à diminuer le nombre de têtes de bétail. L'UE contrôle, en effet, la surproduction agricole en imposant des charges et en fixant des quotas. Les politiques existantes ont déjà réduit le nombre des animaux au cours des années passées. L'instrument que constituent les quotas laitiers s'est avéré très efficaces s'agissant de diminuer les surplus laitiers et le nombre de vaches laitières. Des mesures agro-écologiques comme les aides économiques favorisant, chaque fois que ceci se révèle approprié, Intensification de l'élevage animal contribuent à abaisser la densité du cheptel et sont susceptibles d'entraîner une diminution de ce dernier. A l'avenir, l'évolution de la politique agricole peut influencer le cheptel. Par exemple, les efforts consentis pour diminuer les surplus de fumier, d'une part, peuvent entraîner une diminution du nombre d'animaux; d'autre part, le maintien et la conservation du paysage peut, dans certaines régions, nécessiter le maintien ou l'augmentation de la densité du cheptel. En outre, la diminution des émissions de méthane communautaire, en restreignant les cheptels, n'est possible que si des ruminants ne sont pas élevés ailleurs pour compenser la diminution de la production de lait et de viande communautaires. A l'échelle planétaire, en fait, un transfert de la production vers des pays moins avancés sur le plan technologique peut même entraîner des effets pervers si le fumier y est traité de manière moins écologique. La diminution de la consommation de produit des ruminants pourrait donc offrir une solution de rechange à la diminution planétaire du nombre d'animaux. Aujourd'hui, même si le bilan des politiques et des mesures indique une diminution du nombre d'animaux, il n'est pas certain, à l'échelon européen, que l'on puisse évaluer les effets de ces mesures en 2000 et au- delà ni que l'on puisse voir dans quelle mesure et pour quels types d'animaux cette diminution pourrait avoir réellement lieu. Cependant, aucun changement radical ne devrait être attendu entre 1990 et 2000. -Augmentation de l'efficacité alimentaires Certaines mesures peuvent être prises pour améliorer l'efficacité animale en diminuant les pertes d'énergie par méthanogénèse, par exemple le traitement alcalino-ammoniacal des pailles à faible digestibilité, les compléments sous forme de blocs composés à base de mélasse et d'urée, la défaunation par des compléments minéraux et protéiques. Ces options nutritionnelles n'ont guère de potentiel si elles sont appliquées au bétail européen étant donné que la plupart des animaux reçoivent déjà une alimentation dont la composition a été calculée avec soin, dont la digestibilité est élevée et qui contient suffisamment de substances nutritives. Cependant, certaines options pourraient s'appliquer comme par exemple le niveau d'augmentation de consommation de fourrage, le remplacement du fourrage grossier par des concentrés et la modification de la composition des concentrés. 11 Une augmentation du niveau de la consommation de fourrage transforme la teneur en AGV8 du rumen de manière à former moins d'acétate et plus de propionate, d'où un abaissement des émissions de méthane. Le niveau de production de l'animal augmente généralement aussi à la suite de cette mesure. Etant donné que le fourrage grossier contient une forte proportion de carbohydrates structurels (fibres), le remplacement d'une partie du fourrage grossier en alimentation animale par des concentrés améliore généralement la production de propionates tout en diminuant la production de méthane. Si la composition des concentrés ajoutés actuellement est modifiée au profit d'une composition comprenant moins de fibres, une diminution du méthane est rendue possible. Les solutions de rechange, dans ce cas, sont les amidons et les sucres. En remplaçant 25 % des carbohydrates structurels par des carbohydrates non structurels, on prévoit une diminution du CH4 égale à près de 20 %. -Augmentation de la productivité animale Pour être complet, ce point, même s'il est sujet à caution, sera présenté dans ce document en tant que troisième option potentielle. En ajoutant des agents qui renforcent la production à l'alimentation des animaux, ou en leur injectant ces agents, on peut améliorer la productivité animale (lait, viande), les émissions de méthane par produit agricole pouvant être diminuées. Des diminutions des émissions de 5 à 30 % par unité ont été démontrées. Actuellement, plusieurs antibiotiques, ionophores et composés halogènes sont utilisés pour stimuler la production dont certains ont aussi un effet direct sur la méthanogénèse dans le rumen. Enfin, outre les agents d'addition, la production animale peut être également améliorée par des manipulations transgénitiques ou des techniques de reproduction faisant appel à la biotechnologie 4. 1. 2 Fumier animal Si le fumier animal est conservé dans des conditions anaérobies (absence d'air) et à des températures supérieures à 15 °C, les bactéries méthanogéniques produiront du méthane. A ce stade, une fermentation contrôlée du fumier peut être entamée. Les émissions de méthane provenant de la digestion anaérobie (fermentation) constituent une source d'énergie qui peut être récupérée ensuite. La gestion du fumier et les techniques de récupération permettent de recueillir du méthane. Ce méthane récupéré (biogaz) peut être soit brûlé à la torche (combustion) ou utilisé pour la production d'énergie (chaleur et/ou électricité) pour les besoins de l'exploitation ou pour la vente (voir chapitre 5). Comme on l'a déjà indiqué au chapitre 2, le processus de brûlage à la torche diminue de 95 % au maximum l'effet néfaste pour l'atmosphère du méthane récupéré si celui-ci a été réellement émis alors que la récupération du méthane et son utilisation éliminent complètement cet effet néfaste et contribuent même à une diminution plus importante de l'effet de serre en diminuant le bilan total des émissions de C02. Les produits stabilisés finals provenant de la digestion anaérobie peuvent être utilisées comme aliments et comme compléments en pisciculture ou encore comme engrais pour les cultures. Si le fumier animal est maintenu dans des conditions aérobies (présence d'air) (en retournant le fumier régulièrement ou en faisant appel à une ventilation forcée), la transformation aérobie du produit aura lieu en remplaçant les émissions de CH4 par des émissions de C02. Ce processus mènera à un compost stabilisé qui peut être ensuite utilisé comme engrais pour les cultures. Il est évident que dans ce processus, Les bactéries méthanogéniques sont inhibées par l'ammoniac et par le propionate, un acide gras volatil (AGV). En maintenant un niveau suffisant d'ammoniac et en transformant la composition en AGV du rumen pour obtenir un taux plus important de propionate et un taux moins important d'acétate, il est possible de diminuer la production de méthane. 12 les ressources en énergie et les avantages du biogaz (CH4) sont perdus mais son principal avantage réside dans le remplacement d'un gaz à effet de serre puissant par un gaz faible, ce qui entraîne une diminution radicale, pouvant aller jusqu'à 95 % du PRG des émissions résiduelles (voir chapitre 2). De manière générale, les mesures politiques pour diminuer le nombre de têtes de bétail auront des conséquences indirectes sur la stratégie de diminution du fumier animal et influenceront donc fortement les émissions de méthane provenant de cette source. Deux options recourant aux techniques de récupération anaérobie pour diminuer les émissions de méthane en provenance du fumier animal sont présentées ici. -Bassins couverts La gestion du fumier dans des bassins est associée à des opérations agricoles intensives dont l'échelle est relativement étendue. Les matières solides du fumier sont éliminées par lavage des logements des animaux en utilisant des quantités importantes d'eau, le lisier ainsi produit étant amené dans des bassins primaires. En raison des conditions anaérobies, le fumier est converti en émissions de méthane significatives, à la condition que les températures restent suffisamment élevées. En plaçant une couverture flottante imperméable sur le bassin et en appliquant une pression négative, il est possible de récupérer du méthane. Des taux de récupération du méthane allant jusqu'à 80 % peuvent être obtenus. -Digesteurs Les digesteurs sont des réacteurs spéciaux, conçus pour favoriser la décomposition anaérobie des matières organiques et donc maximiser la production des émissions de méthane à l'intérieur du réacteur pour sa récupération. Grosso modo, un digesteur anaérobie diminue le potentiel des émissions de méthane des deux tiers ou plus en laissant le tiers des composés restants dans l'effluent. Du méthane peut encore être obtenu à partir de ces effluents. Par conséquent, des digesteurs efficaces, équipés de systèmes de récupération du gaz, peuvent diminuer les émissions de méthane de 70 % maximum, pour des diminutions encore plus importantes à plus long terme. Des digesteurs de petite taille sont relativement simples à construire et à exploiter. En tant que tels, ils constituent une stratégie appropriée pour de petites exploitations isolées et pour des régions dont les ressources techniques, financières et matérielles sont limitées. La récupération d'engrais de haute qualité à partir des digesteurs peut même constituer un avantage plus important que l'énergie fournie par le biogaz. Des digesteurs à grande échelle, qui sont souvent des digesteurs plus avancés sur le plan technologique sont généralement chauffés et exigent des investissements par unité plus importants. Des conceptions de pointe peuvent nettement améliorer les performances des digesteurs de fumier animal et fonctionner également dans de régions plus froides. 4. 1. 3. Description de quelques mesures rapportées par les Etats membres et les pays tiers. CCCC: 10 % environ de l'ensemble des politiques et des mesures présentées sur le CH4 ont eu l'agriculture pour cible. Neuf parties seulement ont prévu des mesures réelles pour diminuer le CH4 provenant de la fermentation entérique ou du fumier animal. On mentionne plutôt des instruments politiques tels que des programmes d'information/éducation destinés à améliorer la productivité du bétail et la gestion du fumier. Néanmoins, des mesures indirectes ont été rapportées, comme la diminution du nombre de têtes de bétail ce qui influence bien évidemment les émissions de méthane provenant de la fermentation entérique et du fumier animal. 13 Pays-Bas : L'un des principaux instruments mis en place aux Pays-Bas est la politique du fumier qui n'autorisera pas l'introduction sur les terres d'un volume plus important de phosphates que ce qui est absorbé par la plante. Cette mesure pourrait entraîner une diminution du bétail et du fumier et diminuer indirectement les émissions de CH4 provenant des cultures. Allemagne : L'Allemagne a mis en application la loi sur l'exploitation du bétail qui devrait entraîner une diminution des émissions de méthane par l'amélioration de la digestion animale. France : Considérant que les niveaux et les conditions des émissions en agriculture sont insuffisamment connus, la France a lancé un programme de recherche portant notamment sur la fermentation entérique et la gestion du fumier. 4. 2 TRAITEMENT ET ELIMINATION DES DECHETS 4. 2. 1 Décharges Le méthane est produit dans les sous-couches des décharges en tant que résultat direct de la décomposition naturelle des déchets organiques solides dans des conditions anaérobies. Le composant organique des déchets mis en décharge est décomposé par des bactéries méthanogéniques au cours d'un processus biologique complexe qui produit du méthane, du dioxyde de carbone et d'autres gaz, d'une manière qui est similaire au stockage ou à la digestion du fumier. Plusieurs options peuvent diminuer les émissions de méthane en provenance des décharges, certaines d'entre elles pouvant entraîner une diminution de 90 %. Ces options disponibles sont décrites brièvement ci-après. -Gestion des décharges anaérobies (absence d'air) : récupération et utilisation du méthane) Lorsque la décharge est recouverte d'une couche imperméable, les conditions anaérobies sont favorisées à l'intérieur de la décharge ce qui accélère la production de gaz méthane. Les émissions de méthane dans l'atmosphère peuvent être empêchées en éliminant ce gaz produit à partir de déchets. On installe donc des puits de récupération à l'intérieur de la décharge et on recueille ensuite le gaz méthane en appliquant une pression sous vide. Des taux de récupération de 50 à 80 % peuvent être obtenus pour les concentrations de méthane variant entre 30 et 70 %. Il existe deux options pour le gaz de qualité moyenne tel que celui qui est généralement récupéré : la production d'énergie ou le brûlage à la torche. Dans le premier cas, le gaz récupéré au niveau des décharges peut être utilisé pour produire de l'énergie, de l'électricité et/ou de la chaleur. Cette électricité peut être produite sur place ou dans une centrale proche en recourant à des moteurs à combustion interne ou à des turbines à gaz. Le gaz provenant de décharges peut être aussi utilisé directement comme source de combustible sans être converti en électricité. Il peut être vendu tel quel ou moyennant de légères transformations comme gaz de qualité moyenne, pour le chauffage de locaux industriels, commerciaux ou résidentiels locaux et les besoins en énergie ou être transformé en gaz de qualité élevée et vendu à des systèmes de distribution de gaz naturel. En deuxième lieu, le gaz provenant des décharges peut être brûlé en torchère lorsque la quantité de gaz est insuffisante pour justifier un projet énergétique, ou comme première étape avant la mise en oeuvre d'options d'utilisation. 14 Ces options élimineraient le problème des effets néfastes pour l'atmosphère dus aux émissions de gaz méthane des décharges, soit complètement (jusqu'à 100 %) soit presque complètement (jusqu'à 95 %). -Gestion des décharges aérobies (présence d'air) Dans une décharge aérobie, le ratio de la production de CH4 à la production de C02 est orienté vers la production de C02 à la suite de l'oxydation améliorée qui se produit à l'intérieur de la décharge. On empêche les bactéries méthanogéniques de fonctionner, ce qui fait que les bactéries aérobies sont capables de convertir des déchets organiques en dioxyde de carbone et en eau. Au lieu de fermenter, les déchets organiques sont compostés. Pour maintenir les conditions aérobies dans une décharge, des conceptions spécifiques sont nécessaires comme on le verra ci-après. Dans une mise en décharge semi-aérobie, l'air peut se diffuser à travers la décharge au fur et à mesure de son arrivée par les tuyaux de récupération des produits de lixiviation placés au bas de la décharge. Les diamètres de ces tuyaux seront suffisamment importants pour recueillir les produits de lixiviation de la décharge et alimenter celle-ci en air. Par rapport aux décharges anaérobies, on peut obtenir ici une diminution de 50 % de la production de méthane. Le système de décharges semi-aérobies à recirculation constitue une version améliorée du système semi- aérobie. La vitesse de décomposition et la purification des produits de lixiviation sont améliorées en recyclant les produits de lixiviation en direction de la décharge de manière à encourager ainsi la croissance bactérienne aérobie au fur et à mesure que des quantités plus importantes d'oxygène et de substances nutritives sont disponibles. Par rapport aux décharges anaérobies, on peut obtenir ici une diminution de 85 % de la production de méthane. Le système de décharges aérobies utilise une soufflante d'air pour forcer l'air à pénétrer dans les couches de la décharge. Cet air est pompé dans la décharge par des tuyaux séparés descendant dans la décharge. Ce système permet des diminutions de la production de méthane allant jusqu'à 90 %. -Diminution de la mise en décharge des matières organiques La diminution de la mise en décharge des matières organiques peut être obtenue dans un premier temps en minimisant les quantités de matières organiques produites. Si ceci n'est pas possible, les matières organiques feront l'objet d'opérations de récupération comme par exemple le compostage. Dans les installations de compostage, les matières organiques sont converties, dans des conditions aérobies, en dioxyde de carbone, en eau et, surtout, en compost qui peut être appliqué comme conditionneur du sol. Dans des systèmes extensifs, on se contente de retourner régulièrement les déchets organiques; dans les systèmes intensifs, on applique une ventilation forcée. Il convient de noter que plusieurs technologies de récupération émergentes sont actuellement développées qui sont susceptibles de diminuer les émissions de méthane provenant de la gestion des déchets organiques, comme la digestion anaérobie contrôlée (c'est-à-dire la biogazéification) pour la production de méthane ou la pyrolyse (c'est-à-dire la conversion thermique) pour produire du pétrole ou du gaz. Certaines matières organiques, comme le papier, pourraient faire l'objet d'un processus de recyclage qui leur est propre permettant ainsi leur réintroduction dans le processus de production du papier. La directive du Conseil 94/62/CE sur les emballages et les déchets d'emballage établit déjà des critères pour la diminution et le recyclage des emballages et des déchets d'emballage. 15 L'instauration d'opérations de récupération efficaces dépend souvent de la disponibilité de déchets correctement triés afin d'alimenter le processus de récupération correspondant. La collecte séparée des matières organiques devra donc être envisagée. Les matières organiques peuvent également faire l'objet d'opérations de récupération d'énergie. Si la préférence est habituellement donnée à des opérations de récupération de matières, comme le compostage, dans certains cas l'effet de ces choix sur l'environnement et l'économie ainsi que les contraintes technologiques peuvent inciter à opter pour la récupération d'énergie. 4. 2. 2 Description de quelques mesures rapportées par les Etats membres et les pays tiers CCCC : La plupart des pays ont rapporté des mesures destinées à favoriser le recyclage et à minimiser la production de déchets. Celles-ci ont été mises en oeuvre par des réglementations, des directives politiques et des normes techniques. Plusieurs pays ont fait état d'orientations en vue de modifier les pratiques commerciales et les styles de vie, de la promotion du recyclage et de la minimisation des déchets, de normes techniques réglementant les emballages et les déchets municipaux, de taxes (taxes sur les décharges, droits sur les déchets) en tant qu'instruments destinés à diminuer les volumes de déchets ainsi que d'accords volontaires pour stimuler le recyclage au sein des ménages, des petites entreprises et de l'industrie. Plusieurs parties ont fait état de politiques et de mesures destinées à améliorer le traitement des eaux usées et à diminuer les émissions de méthane provenant des décharges, en se concentrant sur la diminution des décharges et sur des normes standard afin de diminuer leurs émissions de CH4. Dans certains cas, des aides financières ont été introduites afin de promouvoir le développement d'installations de traitement des eaux usées et soutenir des projets d'utilisation du biogaz. Certains pays ont adopté des accords volontaires destinés à promouvoir la récupération et l'utilisation de l'énergie provenant des déchets. Royaume-Uni : Les politiques du Gouvernement britannique visent à diminuer les quantités de méthane provenant des déchets en : - adoptant des politiques qui favorisent la minimisation des déchets et le recyclage, y compris la récupération d'énergie - en introduisant d'autres mesures destinées à promouvoir l'utilisation du méthane des décharges comme source d'énergie et le brûlage à la torche du méthane (conversion de CH4 en C02). Le Gouvernement favorise également la récupération d'énergie à partir des déchets par des consignes exigeant des sociétés publiques anglaises et galloises de fourniture d'électricité qu'elles produisent plus d'électricité à partir des sources renouvelables. Un instrument économique envisagé consiste dans l'introduction d'une taxe sur les décharges. Celle-ci pourrait avoir une influence significative sur les quantités de déchets mises en décharge. Autriche : Afin de remplacer les combustibles fossiles par des énergies renouvelables et notamment le CH4 provenant des décharges, l'Autriche a instauré des réglementations qui concernent la fourniture d'électricité au réseau public par une ordonnance sur les décharges. Finlande : Le programme pour le développement de la gestion des déchets entraînera, selon le gouvernement finnois, une réduction radicale du nombre de décharges. L'un des objectifs est d'arriver à 200 décharges tout au plus en l'an 2000. La diminution du nombre de décharges permettrait de consacrer plus d'efforts et de ressources à la gestion et au contrôle des décharges existantes de manière à diminuer leurs effets néfastes pour l'environnement. Un autre objectif consiste dans la diminution du volume des déchets mis en décharge en augmentant la récupération et la réutilisation des déchets. 16 France : Depuis juillet 1992, la France dispose d'un règlement qui devrait modifier complètement la stratégie actuelle de gestion des déchets en se concentrant essentiellement sur le recyclage et la valorisation des déchets. En conséquence, d'ici à l'an 2000, seuls les déchets incompressibles pourraient être éliminés tandis que des décharges nouvellement mises en place traitant des matières organiques devraient récupérer et incinérer les émissions de méthane. 4. 3 ENERGIE 4. 3. 1 Extraction et distribution des combustibles fossiles 4. 3. 1. 1 Charbon Le méthane est produit au cours de la transformation en charbon, c'est-à-dire le processus de formation du charbon, et reste emprisonné sous pression dans la veine de charbon et les strates de roches environnantes. Ce méthane emprisonné est libéré lors de l'ouverture de la veine de charbon et finit par être rejeté dans l'atmosphère ou revient dans la mine au fur et à mesure de l'extraction du charbon. Etant donné que le méthane est hautement explosif, l'air de la mine qui contient du méthane est éliminé de l'exploitation et est généralement rejeté directement dans l'atmosphère. Le même type de technique peut être adapté à la récupération du méthane. L'une des caractéristiques les plus importantes du charbon extrait est son classement qui définit la teneur en gaz par unité de masse (par exemple lignite comparé à l'anthracite). La diminution des émissions de CH4 provenant de l'extraction du charbon exige deux types de technologies, des technologies de récupération et des technologies d'utilisation (le brûlage à la torche du gaz récupéré est également possible). Trois techniques de récupération et leurs options d'utilisation associées sont présentées brièvement ici. Les émissions de méthane et les optimisations d'utilisation du gaz les plus significatives sont possibles en combinant ces stratégies de récupération. -Récupération accrue des résidus de charbon bitumineux La zone de charbon et de roche fortement fracturée créée par le foudroyage du toit de la mine après l'enlèvement du charbon constitue une zone à résidus de charbon bitumineux qui peut libérer des quantités significatives de méthane dans la mine à évacuer ensuite par le système d'aération. Si ce gaz est récupéré avant son entrée dans la mine, la récupération est plus efficace et les besoins en ventilation peuvent être diminués. Les principales techniques de récupération comprennent le forage de puits à résidus verticaux à partir de la surface et le forage de trous de mine à partir des exploitations à l'intérieur de la mine dans les zones à résidus. Les taux de récupération du méthane peuvent aller de 20 à 50 %. La principale option pour l'utilisation de gaz de qualité moyenne ainsi récupéré est la production d'électricité sur place à l'aide de turbines à gaz ou de moteurs à combustion interne. L'énergie est utilisée directement sur place ou vendue à des consommateurs ou des sociétés de distribution d'électricité qui se trouvent à proximité. 17 -Dégazéification précédant l'exploitation minière La récupération du méthane avant l'extraction du charbon par une dégazéification précédant l'exploitation minière peut être attrayante étant donné que l'on enlève le méthane avant que l'air provenant des exploitations minières ne puisse se mélanger au méthane. Les deux principales technologies de récupération sont des trous de mine horizontaux à l'intérieur de la mine et des puits verticaux, forés depuis la surface avant l'extraction du charbon proprement dite. En raison de son pouvoir calorifique élevé, le gaz récupéré peut être utilisé dans de nombreuses applications comme la production d'électricité, les systèmes de distribution du gaz et le chauffage industriel. Il contient régulièrement 95 % de méthane et peut être vendu dans des réseaux de gazoducs de haute qualité. Des taux de récupération du méthane allant jusqu'à 70 % peuvent être obtenues. -Utilisation de l'air de ventilation La plus grande partie du gaz de la mine est libérée dans l'atmosphère par le système de ventilation utilisé dans les mines de charbon souterraines pour des raisons de sécurité. La teneur en méthane de l'air rejeté à l'atmosphère doit être inférieure à 5 % pour des raisons de sécurité (elle est fréquemment de 0,5 %). En dépit de sa faible concentration, il semble qu'il puisse exister des possibilités d'utilisation de l'air de ventilation comme air de combustion dans les turbines ou les chaudières. Cependant, la faisabilité économique et technique d'une telle utilisation n'a pas encore été démontrée. Les taux de récupération du méthane peuvent aller de 10 à 90 %. 4. 3. 1. 2 Gaz naturel Le méthane est le principal constituant du gaz naturel, des quantités importantes pouvant être rejetées dans l'atmosphère à partir des composants et des opérations du réseau de gaz naturel d'un pays. Les sources d'émissions comprennent généralement les puits de gaz et de pétrole, les installations de traitement et de stockage ainsi que les systèmes de transmission et de distribution. Les puits de pétrole constituent également des sources d'émission de gaz naturel, même si celles-ci sont peut importantes. En règle générale, le pétrole pompé au puits est un mélange à deux phases (liquide et gazeuse) libérant du gaz naturel qui peut être récupéré. Ces émissions proviennent essentiellement des opérations normales de nombreux éléments du réseau de gaz naturel comme la ventilation et un brûlage à la torche incomplet (combustion) au niveau des puits de pétrole et de gaz, des opérations des postes de compresseurs, des installations de traitement du gaz, des dispositifs de commande fonctionnant au gaz et des fuites non intentionnelles (émissions fugitives). Deux stratégies de diminution des émissions seront brièvement abordées ici. -Diminution de la mise à l'air libre et brûlage à la torche efficace pendant la production Lors de la production du pétrole, le gaz doit être séparé du pétrole, le gaz récupéré étant normalement utilisé s'il existe une demande pour le gaz naturel en tant que source d'énergie. Si cette demande n'existe pas, le gaz est libéré directement (mise à l'air libre), brûlé (brûlage à la torche) ou réinjecté sur place afin de contribuer à maintenir la pression de formation ou "évacuer" les gaz indésirables produits lors de la production du pétrole. Bien que la mise à l'air libre et le brûlage à la torche du gaz soient strictement contrôlés et que la réinjection du gaz soit de plus en plus utilisée, une diminution importante des émissions de méthane à partir des installations de production peut toujours être obtenue en augmentant l'efficacité des opérations de brûlage à la torche et de réinjection. 18 Les émissions provenant de la production du gaz se manifestent pendant la prospection, les pertes d'extraction et les bouleversements du réseau. La diminution des émissions provenant de ces sources implique des améliorations marginales des pratiques existantes qui vont aussi diminuer les risques pour la sécurité dus aux fuites de méthane et diminuer les pertes de produit. De cette façon, il est possible d'obtenir des taux de récupération du méthane pouvant aller jusqu'à 50 %. -Amélioration de la détection des fuites et de la réparation des gazoducs Les gazoducs sont soumis à la corrosion et présentent donc des fuites chroniques. La prévention et la réparation de ces fuites diminuent les émissions fugitives mais permettent aussi d'obtenir le triple avantage suivant : amélioration de la sécurité des installations, diminution du coût économique des pertes de gaz et, enfin, diminutions des atteintes à l'environnement. Ces résultats peuvent être obtenus par un certain nombre d'actions au nombre desquelles l'amélioration de la détection des fuites et de l'inspection des gazoducs, une meilleure maintenance préventive et de meilleurs programmes de remplacement de même que l'utilisation accrue de matières anticorrosion (par exemple aciers revêtus, PVC, PE). De cette façon, des taux de récupération du méthane pouvant atteindre 80 % sont réalisables. 4. 3. 2 Combustion Les émissions de méthane provenant de sources de combustion fixes et mobiles des combustibles fossiles (voir tableau 2) peuvent être diminuées en modifiant les processus de combustion de manière à abaisser les quantités de gaz produites ou en recourant à des technologies de contrôle des gaz d'échappement, comme les pots catalytiques de manière à diminuer les émissions de certains gaz après leur combustion. La faisabilité de certaines de ces options n'a pas encore démontrée. Dans de nombreux cas, le potentiel de diminution des émissions de méthane n'a pas été correctement quantifié. Les émissions de CH4 provenant de la combustion des combustibles fossiles peuvent être considérées comme un type de source mineure dans l'inventaire du méthane (moins de 3 %). 4. 3. 3 Description de quelques mesures rapportées par les Etats membres et les pays tiers. CCCC : Des politiques destinées à diminuer les émissions fugitives associées à la production de combustibles fossiles comme l'extraction du charbon et celle du gaz naturel, ont été rapportées. Ces politiques ont pris la forme de lignes directrices pour des émissions faibles et de programmes d'information destinés à encourager les actions volontaires. Pays-Bas : Les champs offshore sont responsables de 80 % des émissions de méthane aux Pays-Bas. Des mesures sont débattues actuellement par le Gouvernement et les sociétés productrices de gaz, notamment en ce qui concerne l'utilisation accrue de gaz sur les plates-formes offshore. France : Par mesure de sécurité essentiellement, "GDF"9 a procédé entre 1990 et 1993 au remplacement de 6000 km de l'ancien réseau de distribution du gaz. Le but poursuivi ici est de consacrer un milliard de francs par an entre 1993 et 2000 au remplacement de 1000 km/an de l'ancien réseau existant. Des effets indirects sur les émissions de méthane sont également escomptés à la suite de cette mesure. La France a affirmé que les pertes pourraient être diminuées de 27 Mt/an pour la période comprise entre 1990 et 2000. Gaz de France 19 Royaume-Uni : Le Gouvernement britannique a adopté une hypothèse de travail selon laquelle les émissions de méthane provenant de l'extraction du charbon, soit 0,8 Mt en 1990, pourraient être diminuées de moitié d'ici l'an 2000. Il encourage les sociétés publiques à augmenter la part du méthane provenant des mines et il a l'intention de prendre des mesures pour exiger des services publics qu'ils publient des rapports périodiques sur la manière dont ils abordent la limitation des émissions de méthane. Les autorités britanniques ont récemment commandé une étude permettant d'évaluer le potentiel technique, le coût et l'efficacité des mesures éventuelles destinées à limiter les émissions de méthane provenant de la production charbonnière britannique des mines profondes. 5. MESURES COMMUNAUTAIRES A ENVISAGER Ce chapitre a pour objet d'introduire et de commenter les meilleures options politiques par catégorie de source (agriculture, déchets, énergie) pour le contrôle des émissions de CH4. Ces options sont basées sur certaines politiques ou études existantes relatives aux mesures rentables propres à diminuer les émissions de méthane. Cependant, le manque de données consacrées à l'analyse de coût-efficacité doit être reconnu. La non-disponibilité de données quantifiées dans ce domaine notamment celles qui ont trait aux mesures de moindre coût pour la société peuvent susciter certaines préoccupations quant à la validation d'une formulation de stratégie du méthane. Des travaux et des mesures supplémentaires au niveau de l'UE et des Etats membres seraient, en fait, les bienvenus. Dans ce contexte, le travail fourni par ECOFYS ("Coût- cfliciicilc des mesures de dim million des émissions de méthane aux Pays-Bus") devrait être mis en exergue. Une illustration des résultats obtenus est présentée par la fig. 5. 5. 1 AGRICULTURE Lorsque l'on aborde les mesures politiques à envisager dans ce secteur, notamment celles qui concernent la diminution des émissions de méthane provenant de l'élevage du bétail, il convient de porter son attention sur la nécessité d'une approche cohérente de tous les problèmes écologiques liés à ce secteur et à la législation correspondante (existante ou proposée). 5. 1. 1 Fermentation entérique - diminution du bétail Des données plus précises et plus nombreuses sur les émissions de méthane induites par les mesures multisectorielles actuelles dans le domaine agricole sont indispensables pour identifier clairement le potentiel et le besoin d'une diminution du bétail afin d'influencer la formulation politique future dans ce domaine. A court terme, donc, la mise en oeuvre d'une mesure de diminution du bétail ne semble pas être une option appropriée. - augmentation de l'efficience alimentaire Ces options existent mais leurs coûts sont inconnus et l'on ne sait pas dans quelle mesure elles peuvent être mises en oeuvre dans l'UE, actuellement aucune donnée fiable n'est disponible quant aux diminutions du méthane et aux coûts qu'elles impliquent. Une mesure essentielle, qui pourrait être envisagée est le renforcement des connaissances actuelles aux niveaux communautaire et national en favorisant la recherche ou en lançant une nouvelle campagne de recherche de manière à mieux identifier les émissions de méthane qui résultent de cette option. 20 - augmentation de la productivité animale Dans certains pays de l'UE, comme les Pays-Bas, le Danemark et l'Allemagne, des agents stimulant la production sont actuellement interdits pour le bétail laitier. En outre, on note une forte résistance vis-à-vis de la poursuite de l'utilisation d'agents stimulant la production chez le bétail. Cette attitude est de nature à influencer la mise en oeuvre éventuelle d'une telle mesure duns le futur. La plupart tics agents stimulants et des techniques génétiques font toujours l'objet de recherches à l'heure actuelle et ne devraient pas être exploités avant l'an 2000. Ces options ne sont pas faciles à exprimer en termes de rentabilité, sauf pour les agents stimulants dont les coûts sont relativement faibles par rapport aux économies obtenues au niveau des animaux. Pour la fermentation entérique, des recherches plus poussées sont donc nécessaires, dans ce secteur, aux niveaux communautaire et national. En conséquence, les options mentionnées ne seront pas considérées comme viables actuellement. Il convient de remarquer que le fait d'encourager ce type d'apport technologique dans l'UE entraînerait une diminution du nombre d'animaux, mais pourrait, en particulier, augmenter le caractère "intensif de l'exploitation du bétuil en séparant l'élevage du bétail de l'utilisation des terres. Cette politique a plusieurs implications pour l'environnement : 1) une plus grande concentration des déchets d'animaux (fumier) pourrait entraîner, en raison d'un épandage excessif sur les terres, des effets néfastes pour les sols et les eaux et donc risquer d'entrer en conflit avec lu directive communautaire sur les nitrates si la vnlewr limite de l'épandage était dépassée. 2) des quantités moins importantes d'herbe et de fourrage grossier pourraient également avoir des incidences négatives sur le paysage et les caractéristiques naturelles. Des espaces naturels gérés et conservés pourraient progressivement disparaître au profit d'espaces naturels abandonnés (des problèmes comme ceux liés à l'érosion, aux biotopes, aux incendies,. pourraient survenir). 3) la création de nouvelles espèces de vaches efficaces ("les vaches turbo") pourrait influencer leur biodiversité. Pour réagir à ceci, l'UE finance actuellement dans le cadre de la réglementation agro-écologique (par des primes aux agriculteurs du FEOGA) des actions de promotion afin de sauvegarder les animaux "moins productifs" et réimplanter ceux-ci dans leur aires et sous leurs climats d'origine. 5. 1. 2 Fumier animal Le développement réussi des installations de transformation du fumier en énergie dépend de plusieurs facteurs régionaux importants au nombre desquels la température ambiante et le climat; les ressources économiques, techniques et matérielles; les exigences des réglementations locales; les avantages spécifiques liés au développement d'une ressource énergétique et d'un engrais de haute qualité. Sur le plan de la rentabilité, la technologie la plus prometteuse semble être l'installation de petite et de moyenne taille pour la production de chaleur et/ou d'électricité, simples à construire, à exploiter et à entretenir. L'utilisation d'énergie pour les besoins de l'exploitation (ou d'une exploitation voisine) peut être aussi mise en oeuvre facilement. Les frais d'un tel investissement sont relativement réduits et les deux 21 avantages obtenus (engrais et énergie) peuvent être très élevés. Cependant, l'acceptation et le développement futurs de ces technologies exigent toujours que leur caractère utile soit démontré. C'est pourquoi, dans une première étape, des mesures d'accompagnement comme des programmes de démonstration, des campagnes de promotion, des aides financières et des études de faisabilité à l'échelon local doivent être définies aux niveaux communautaire, national, régional et local. Dans une deuxième phase, la technologie devrait être introduite via une législation communautaire obligatoire pour l'exploitation de bétail dépassant un certain nombre d'animaux (qui reste à définir). A ce stade, toutefois, cette obligation devrait être intégrée aux politiques agricoles et écologiques existantes comme la directive sur les nitrates et les modes extensifs d'exploitation des ruminants. Des centrales plus importantes qui produisent du gaz et/ou de l'électricité destinés essentiellement à la vente ne sont pas identifiées comme des outils rentables. Les exploitations communautaires sont souvent, pour la plupart d'entre elles, relativement dispersées d'où la nécessité de développer des moyens de transport importants, en premier lieu pour recueillir les quantités intensives en fumier (boues et liquides pour la plupart) qui doivent être traitées et, ensuite, après digestion, pour récupérer les quantités importantes d'effluents stabilisés qui soit doivent être épandus sur les terres et les cultures comme engrais soit doivent être utilisés pour d'autres applications. Les mesures politiques à envisager devraient donc être organisées en deux étapes: * Etape n° 1: élaboration de programmes de démonstration avec des subventions publiques de manière à illustrer la fiabilité d'un tel équipement. Les bassins couverts ou les digesteurs anaérobies doivent gagner la confiance des éleveurs par la démonstration de leur viabilité économique et de leur fiabilité technique. * Etape n° 2: obligation communautaire d'introduire une telle technologie pour les exploitations de bétail dépassant un certain nombre d'animaux (nombre à définir). 5. 2 TRAITEMENT ET ELIMINATION DES DECHETS L'action communautaire dans ce domaine sera, de préférence subdivisée en trois domaines : mesures générales visant à diminuer les quantités de déchets organiques mis en décharge, nouvelles décharges et décharges existantes. Mesures Générales Un domaine prometteur pour la diminution du méthane consiste à diminuer les quantités de matières organiques mises en décharge. Cette technique rentable doit être envisagée comme faisant partie d'un plan global d'élimination des déchets qui accorde la priorité à la prévention des déchets. Si des déchets sont néanmoins produits, l'amélioration du traitement de la fraction organique devrait être encouragée. Permettre une récupération accrue peut exiger des mesures supplémentaires comme l'élaboration de normes et de critères de compostage appropriés de même que d'encourager une collecte séparée des déchets organiques de manière à améliorer l'apport des intrants appropriés aux divers processus de récupération. Le compostage présente notamment l'avantage d'être une mesure rentable qui exige des investissements peu élevés, dont les coûts d'exploitation sont faibles et qui peut produire des revenus relativement élevés si le produit final présente une qualité suffisante pour être vendu comme conditionneur du sol. La préférence devrait habituellement être accordée à la récupération des matières, sauf si des raisons environnementales, économiques et technologiques s'y opposent, auquel cas la récupération d'énergie à partir de déchets organiques pourrait également constituer une option. 22 Des mesures communautaires pourraient contribuer à mettre ce processus en oeuvre avec la collaboration des régions ou des municipalités par le biais de programmes d'information bien ciblés, notamment en ce qui concerne des projets de minimisation des déchets organiques et des programmes de collecte. Des efforts devraient être entrepris au niveau communautaire, en tant que priorité de premier plan, pour empêcher la production de déchets d'emballage et, en outre, réutiliser, recycler et récupérer les déchets d'emballage par d'autres moyens. Par ailleurs, l'utilisation de matières recyclées dans les emballages mêmes devrait être encouragée. Les problèmes de compétitivité du prix des produits recyclés pourraient être surmontés par l'introduction d'aides économiques pour promouvoir leur utilisation. Si les mesures politiques esquissées ci-dessus devaient être mises en oeuvre, elles devraient entraîner une diminution substantielle des déchets organiques à mettre en décharge à l'avenir. Nouvelles décharges Si d'autres options de réduction des émissions de méthane ont été examinées et sont impossibles à mettre en pratique, les technologies de récupération et d'utilisation du méthane émis devraient être installées dans les nouvelles décharges. A cet égard, une législation communautaire imminente proposera la réalisation de nouvelles décharges moyennant un permis garantissant que les systèmes de récupération et de traitement du méthane produit sont en place avant que la décharge soit prête à entrer en activité. En particulier, cette législation exigera que l'on prenne des mesures appropriées pour contrôler l'accumulation et la migration des gaz de décharge, qui devront être recueillis, traités et utilisés d'une façon qui "minimise les dommages pour l'environnement ou sa détérioration, ainsi que les risques pour la santé humaine" selon des normes strictes. Décharges existantes Les politiques abordées ci-dessus auront une influence relativement restreinte sur les déchets déjà mis en décharge qui sont les principales sources d'émission de CH4. Par conséquent, des actions spécifiques doivent être développées en ce sens. Il faut tenir compte du fait que les décharges existantes n'ont pas été conçues pour être des unités de production de méthane, ce qui rend leur adaptation difficile dans ce sens. Cependant, des technologies existent réellement et sont déjà utilisées sur un nombre limité de sites. Des mesures exigeant l'application de ces technologies aux décharges anaérobies devraient être encouragées. Une législation communautaire devrait exiger l'adaptation des décharges existantes au moyen de systèmes pour la collecte et l'utilisation du méthane chaque fois que possible. Le gaz récupéré pourrait être vendu, utilisé sur place, converti en électricité ou, si aucune de ces options n'est réalisable, brûlé à la torche. Une législation communautaire imminente exigera pour les décharges existantes la production de programmes comportant une évaluation de ces options. A l'avenir, des aides économiques pourraient être aussi nécessaires au niveau national comme au niveau communautaire pour encourager une récupération plus importante de méthane, de même que l'utilisation et le développement ultérieur des technologies appropriées. Des fonds communautaires devront être mobilisés pour une recherche visant à l'amélioration des techniques d'adaptation. Aujourd'hui, les systèmes de récupération du méthane pour les décharges anaérobies en exploitation sont confrontés à certains problèmes lorsqu'il s'agit d'utiliser le méthane. Ceux-ci sont dus à la variabilité de sa production (qualité, pression et écoulement) et au fait qu'il n'est pas facile d'introduire ces techniques dans un réseau de distribution du gaz. C'est pourquoi le gaz récupéré est généralement utilisé sur place ou brûlé à la torche, ce qui élimine au moins 95 % du problème de l'effet de serre entraîné par les 23 émissions de gaz méthane (voir chapitre 2). Malgré les investissements considérables et les coûts d'exploitation liés à la récupération et à l'utilisation de ce gaz, le potentiel de diminution important eu égard à l'effet de serre continue à rendre ces mesures rentables (voir chapitre 2. 6). 5. 3 ENERGIE 5. 3. 1 Extraction et distribution de combustibles fossiles 5. 3. 1. 1 Charbon Les méthodes de récupération déterminent largement la qualité et la quantité du gaz récupéré, lesquelles à leur tour déterminent les options d'utilisation possibles. Le développement d'utilisations pour le méthane récupéré est nécessaire si l'on veut obtenir une diminution des émissions. La vente et/ou l'utilisation du méthane peut compenser les coûts de la récupération dans certains cas. Outre la diminution des émissions de méthane dans l'atmosphère, l'amélioration des techniques de récupération du méthane peut déboucher sur des mines plus sûres et plus productives, aux frais de ventilation moins élevés. La production charbonnière de l'UE diminuera entre 1990 et 2005/2010, ce qui entraînera une diminution des émissions de CH4. En outre, les politiques existantes dans les pays qui sont des producteurs importants de charbon permettraient de diminuer leurs émissions de CH4 de 40 % en 2010 par rapport au niveau de 1990. Des technologies de récupération du CH4 sont déjà disponibles sur le plan technique, une diminution supplémentaire des émissions pourrait être obtenue par la généralisation des techniques de récupération du CH4; en conséquence, l'état de la technique dans les exploitations aux meilleures technologies disponibles devrait être défini et appliqué le plus rapidement possible. Cependant, leur application aux mines de charbon communautaires dépend de la spécificité des mines de chaque Etat membre concerné. La production charbonnière de l'UE continuera à diminuer dans les années à venir, certaines mines étant vouées à la fermeture. En règle générale, le secteur charbonnier représente un fardeau financier pour les Etats membres qui subventionnent l'industrie charbonnière. Dans ce contexte, il serait extrêmement difficile de justifier toute dépense supplémentaire nécessaire pour la mise en oeuvre des techniques de récupération du CH4. En conséquence, une initiative communautaire ne devrait pas aller au-delà de l'encouragement des Etats membres concernés à élaborer des programmes ou des plans de diminution des émissions de CH4 en favorisant l'application des meilleures techniques de récupération disponibles pour les mines de charbon qui seront encore en exploitation au-delà d'un certain délai (10 années par exemple). Une a u t r e initiative qui pourrait être envisagée est le renforcement de l'instrument financier émergeant de la ligne budgétaire de la Communauté européenne du Charbon et de l'Acier (CECA) dont l'objectif est de financer des projets de recherche qui favorisent les meilleures technologies disponibles de diminution des émissions de méthane. 5. 3. 1. 2 Gaz naturel La mise en oeuvre des techniques existantes pour la diminution des fuites exige à la fois des aides financières et bien ciblées. Par conséquent, une première mesure pourrait être l'établissement d'une norme de fuite communautaire minimum afin de remplacer les éléments les moins efficaces des réseaux de transmission et de distribution par des matériaux de substitution appropriés, ce qui serait mis en oeuvre dans chacun des Etats membres concernés conformément à un calendrier spécifique. Une proposition de nonnes de fuite minimum pourrait être de 350 m3/km/an. La France et GDF (Gaz de France) notamment 24 ont estimé que les pertes de gaz dans les réseaux modemes qui utilisent des matériaux comme de l'acier au carbone soudé, de l'acier revêtu ou du polyethylene peuvent s'élever à 350 m3/km/an alors que les fuites au niveau des réseaux en fonte grise existant ont été estimées à 3500 m3/km/an. Comme on l'a dit au point 4. 3. 3, la France procède actuellement au remplacement d'une partie de son ancien réseau gazier. Une deuxième mesure peut consister à augmenter la fréquence du contrôle des gazoducs. Une étude réalisée par le CITEPA (voir point 5. 4) montre qu'en doublant la fréquence des contrôles en Europe, c'est- à-dire en contrôlant 800 km chaque année (la moyenne actuelle de contrôle dans la Communauté est de 400 km/an/homme), on pourrait arriver à une diminution du pourcentage de fuites égale à 50 %. Contrairement à la consommation de charbon, la consommation de gaz devrait augmenter de 60 % en 2010 par rapport à la consommation de 1990. 5. 3. 2 Combustion Si l'on considère la part très modeste de la combustion (moins de 3 %), il n'existe aucune nécessité, dans l'immédiat, d'adopter des mesures dirigées contre cette source. En outre, si l'on considère le secteur des transports, la diffusion des pots catalytiques devrait contribuer à diminuer une partie de ces émissions. 5. 4 CONCLUSION En conclusion, le tableau qui suit illustre les idées de la Commission sur un programme d'action destiné à atténuer les émissions communautaires de méthane. Les mesures politiques suggérées ci-avant pour les trois principaux secteurs sont résumées et présentées dans le tableau ci-après. 25 I SVNTMËSË fifes MESURES COMMUNAUTAIRES A ENVISAGER POUR ATTENUER LES EMISSIONS DE METHANE AGRICULTURE * Fermentation entérique - la promotion de la recherche et des incentives (aux niveaux communautaire et national) pour développer des politiques et des mesures viables * Fumier animal - digesteurs anaérobies ou bassins couverts (de préférence avec utilisation de l'énergie, et si ceci n'est pas réalisable, avec brûlage à la torche). 1ère étape : programmes de démonstration aux niveaux communautaire, national, régional et local. 2e étape : obligation, au niveau communautaire, d'installer un système de récupération et d'utilisation pour les exploitations de bétail dépassant un certain nombre d'animaux (nombre à définir) DECHETS * Mesures générales - promotion aux niveaux communautaire, national, régional et local de mesures :. minimisant la production de déchets organiques, emballages compris. encourageant la collecte séparée des déchets organiques. de récupération des matières organiques (par des opérations Il y telles que le compostage) et de récupération d'énergie. aurait lieu de donner la préférence, du point de vue écologique, à la récupération de matières plutôt qu'à la récupération d'énergie. Néanmoins, il sera nécessaire de prendre en les effets environnementaux, économiques et considération scientifiques des deux types d'opérations. L'évaluation de ces effets pourrait, dans certains cas, conduire à donner la préférence à la récupération d'énergie. - aides économiques aux niveaux communautaire et national pour promouvoir les produits recyclés * Nouvelles décharges - législation communautaire exigeant, en l'absence d'autres options, que les nouvelles décharges anaérobies soient équipées d'un système de récupération et d'utilisation du méthane * Décharges existantes - législation communautaire exigeant l'adaptation des décharges existantes, avec des systèmes de collecte et d'utilisation du méthane chaque fois que possible. Soutien et encouragement de procédés de récupération du méthane qui fournissent de l'énergie par des aides économiques aux niveaux communautaire et national. Si ceci n'est pas possible, encourager le brûlage à la torche. ENERGIE * Charbon - recommandation communautaire aux Etats membres afin d'élaborer des programmes de diminution des émissions de CH4 encourageant les meilleures techniques de récupération disponibles dans les mines de charbon. * Gaz naturel - élaboration d'une norme communautaire minimum pour les fuites - augmentation de la fréquence des contrôles des gazoducs au niveau national. 26 En ce qui concerne cette proposition de stratégie, on pourrait se référer à une étude (CITEPA) financée par l'UE et terminée en novembre 1993. Dans ce rapport, les tendances futures des émissions de méthane dans l'UE avant l'élargissement de cette dernière (UE des 12) ont été définies pour les années 2005 et 2010 à partir de deux scénarios d'émission. un premier scénario intitulé "politiques existantes", basé sur les politiques nationales actuelles en application dans différents Etats membres (UE des 12) en 1993, débouche sur une première évaluation de la diminution des émissions de méthane (voir tableau ci-après) un deuxième scénario, plus ambitieux, intitulé "programme communautaire recommandé", basé sur le scénario des "politiques existantes" auquel une série de mesures politiques complémentaires ont été ajoutées, est relativement proche de la stratégie proposée et débouche sur une deuxième évaluation indiquant une diminution plus radicale des émissions de méthane (voir également tableau ci-après). Observation : l'ensemble d'actions communautaires suggérées par cette étude, de même que les résultats obtenus à partir des prévisions sur les émissions, pourraient être aisément transposés et extrapolés dans une configuration de l'UE comprenant 15 Etats membres au lieu de 12, sans influence négative sur les conclusions globales résultant de ces deux scénarios. On notera qu'à l'intérieur de chaque secteur (agriculture, déchets, énergie), un certain nombre de mesures, lancées dans certains Etats membres, ont déjà eu ou auront des effets indirects supplémentaires sur la stratégie proposée de diminution des émissions de CH4, encore que ces mesures n'abordaient pas ou n'aborderont pas ce problème spécifiquement en tant que tel. C'est le cas notamment pour l'agriculture et l'énergie où des émissions de méthane diminuées sont attendues au-delà de l'an 2000 en raison de la diminution du bétail résultant de la politique agricole commune, d'une part, et de la diminution de la production charbonnière communautaire, d'autre part. Ces effets ont été pris en compte dans les évaluations de l'étude CITEPA sur les prévisions de diminution. Ces résultats sont présentés dans le tableau-résumé suivant qui indique les diminutions prévues des émissions de CH4 en 2005/2010 par rapport au niveau de 1990, sur la base de deux scénarios d'atténuation : a) politiques existantes b) mesures politiques communautaires supplémentaires à prendre en considération VUVWRE DECHETS ENERGIE TOTAL Politiques existantes w% TTJ% - 18,5 % 10,6 % (Source : CITEPA NOV. 1W3, EU-12) 1665 Politiques recommandées —^ ^T%^ IMG Politiques existantes 9,?0 a/o TTTK - 25,3 % -14,3 % lïïîll Politiques recommandées. u V. "oTre- ITfc Comme le montre ce tableau, des diminutions des émissions de 30 % et 41 % pourraient être escomptées en 2005 et 2010 par rapport au niveau de 1990 si le scénario des "mesures politiques à prendre en considération" était mis en oeuvre. Le tableau indique aussi que dans ce cas et par rapport au scénario des "politiques existantes", la diminution escomptée des émissions de méthane devrait également tripler. Cependant, pour éviter toute interprétation erronée des résultats fournis par l'étude CITEPA, le lecteur doit être bien conscient du manque actuel de connaissances sur plusieurs paramètres concernant le méthane, comme par exemple les facteurs d'émission pour lesquels les données disponibles actuellement sont très incertaines. Cette incertitude est donc aussi reflétée dans les résultats de l'étude. 27 ANNEXE - Figures • Tableaux - Bibliographie 22 * Mesures des concentrations globales de méthane > a x o (D T3 a o a o es o O 1800H 1300-1 800-1 3004 Etat actuel Carotte de glace Carotte de glace Byrd Carotte de glace Dye Carotte de glace Vostok 8 0 A •. ». * • 10e 108 KT iœ w 101 10° Années antérieures (1990 ap. J. C) Concentrations annuelles de CH4 dans l'atmosphère au cours des 160. 000 dernières années (tirées des carottes de glace et du réseau d'échantillonnage en flacons NOAA/CMDL) Source: Oak Ridge (1990). fig 4 ppbv = ppb = part par milliard (en volume) lc\ * Contribution globale au forçage radiatif intégré pour gaz pour 1990 (1) *wCLi >-/ or u i ox i a e. 5556 N i i r o us Ox i a e: 5% CFCs : 1 1% M e t h a ne : 18% Estimation sur une base équivalente au dioxyde de carbone en recourant aux potentiels de l'IPCC (1990a) pour un horizon de 100 ans. Emissions anthropogéniques uniquement (l) Ce graphique est utilisé pour mieux faire comprendre la contribution du méthane au réchauffement futur sur la base des PRG présentés dans l'IPCC (1990a). Cependant ces PRG font l'objet d'un réexamen constant en raison du grand nombre de problèmes scientifiques et méthodologiques impliqués. Il est probable que l'apport des CFC présentés ici diminuera et que l'apport d'autres gaz sera à peu près équivalent ou supérieur à la suite de nouvelles investigations. Fîg % Lëêt Two Cênturhê Atnw$phêrh Data Vue agrandie pour les dix dernières années r i* I* II ** $ 1* —' il ' 1750 1800 1850 1900 1950 J* -, J ï ï ' ' {. 1. 7 Pan* Parts Par Million 1. 6 ^ Les niveaux de méthane dans l'atmosphère augmentent à raison de 1 % par an 10 dernières années 1. 5 1_ 1978 1980 1 1982 1 1984 1 1986 1 _L 1988 I 1990 I LES 10 DERNIERES ANNEES : Stauffer et al, 1985, Blake & Rowland, 1988 Sources Fig 3 (ai 1650 r 1550 I- 1450 (- 1350 - 1250 1150 1050 DE06 Site J Mizuno Summit (Bemi Summit (Grenooiei • Caoa Grim 950 350 750 H 550 ' 0. 40 5 0. 35 0. 30 0. 25 I 40. 20 5 -0. 1 ^ £ 0. 10 J 0. 1 05 i S CM '1 i_ 3" o u* O tit c k^ * r 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 Année > JO o, <u a «J 45 •*-> £ <u *o c o a U G <D O g 1625 h 87 88 Année 89 '90 91 '92 '93 * frt Concentrations de CH4 tirées de carottes de glace extraites de l'Antarctique pour les 1000 est oris en compte conformément à l'IPCC (1990). (b) Concentration de CH4 à moyennage globale pour les années 1983 à 1993 moquant la diminution du taux de croissance entre 1992 et 1993 ppv=ppb = parts par milliard (en volume) Fiq. 4 11 ËKSËMÔLË T)È rvfÉSUl^S Diminution des émissions deCH4 kt CH4/an Diminution des émissions deC02 kt CU2/an Coûts spécifiques Din7CH4 Production de gaz 1 Utilisation accrue de gaz 2 Nouvelle utilisation accrue de gaz 3 Brûlage offshore à la torche Distribution de gaz 4 Remplacement du réseau en fonte grise 5 Doublage de la fréquence du contrôle des fuites Fumier animal 6 Adaptation des étables/du stockage 7 Digestion à grande échelle 8 Digestion à l'échelle de l'exploitation (mésophilique) 9 Digestion à l'échelle de l'exploitation (psychrophilique) Décharges; récupération du gaz des déchets 10 Production d'électricité 11 Adaptation 12 Brûlage à la torche Décharges: diminution des mises en décharge 13 Compostage 14 Fermentation 15 Incinération Total 11 (1%) 22 (2%) 6 (1%) 52 (5%) 9 (1%) 18 (2%) 4 (0%) 6 (1%) 12(1%) 72 (7%) 31 (3%) 51 (5%) 5 (1%) 1 (0%) 6 (1%) 307 (31%) 0 0 -14 0 0 0 16 16 27 158 39 0 -2 1 96 336 -160 -18 1000 4500 3000 0 -120 960 1100 -95 -70 16 600 1300 15700 Tableau : Mesures de diminution des émissions pour le méthane en l'an 2000, conformément à la description de cette étude Coûts spécifiques (1000 dfl/CH4) p l i —i « — > — i ^ — >M 11 m»—. • i — — — — — — — — — — w w — w — —— r 1« 1* ' 10 i7 ta 11 a • i | V i V4 100 200 3 00 4 00 SOO Figure: Courbe d'alimentation des mesures d'atténuation du méthane pour l'an 2000 aux Pays-Bas; émissions de C02 supplémentaires évitées non comprises. Les chiffres se réfèrent au tableau 4. CH4 évité (kt) Fig 5 33 Estimation des réservoirs et des sources actuelles de méthane (Lelieveld & Crutzen, 1993) Estimation des réservoirs et des sources de méthane Sources Sources naturelles Terrains humides naturels (marécages, marais, toundras, etc. ) Termites Océans Eau fraîche Déstabilisation des hydrates du CH4 Sous-total des sources naturelles Sources anthropogéniques Rizières Fermentation entérique (ruminants essentiellement) Décharges Brûlage de biomasse Déchets animaux Eaux usées domestiques Extraction du charbon Forage gazier et pétrolier, mise à l'air des gaz, transmission du gaz Sous-total des sources anthropogéniques Total des sources Réservoirs Réaction avec l'OH dans la troposphère Elimination par les sols Réactions avec OH, Cl et O (lD) dans la stratosphère Total des réservoirs Augmentation atmosphérique'" Tableau 1 Sur la base des incréments des mesures de concentration du CH4 34 Mtan* 125 + 70 30 ± 30 10 ± 5 5 ± 5 5 + 5 T75~ 70 ± 50 80 ± 20 40 ±25 30 ± 15 25 ± 10 25 ± 10 35 ± 10 80 + 45 — 3 5T 5é0 + 90 455 ± 50 30 ±25 45 ± 10 530 + 85 WTT CH4 en tonnes Energie publique, cogénération et chauffage urbain Combustion commerciale, institutionnelle et résidentielle Combustion industrielle Processus de production Extraction et distribution de combustibles fossiles Utilisation comme solvant Transport routier Autres sources/machines mobiles Traitement et élimination des déchets Agriculture Corinair 1990 Total p ar EM A 100 Ë 137 DK 866 D éôôô Résumé CORINAIR 1990 (Sources anthropogéniques) I 3803 CR FL llôô 9é3 F 1100 IAL ô L 3 NL 55ô ES 8912 P S 354 938 Uk 200 7800 3938 élôé 112000 149900 é5ôô 21 l6"733 3580 426 1900 44174 4913 9408 500 ilôô NE 91600 0 27ôô IE 271s 14118 710 40 42437 11938 iôôôô 6000 1347000 èéùù 5900 310100 llôô AZ lôô 25 1413 3e375e 9527 7614 34746"ô 2ÔÔ 0 iôiSô 37 0 1628 iéôô 8100 94Ô 7300 3880 é83é<52 2904 1547 1978 4173 14 0 0 0 1210500 0 9iéi 0 ô 1811 1056" Ô NE 0 0 7ÔÔÔÔ l ô ôô 223Ô0 éôô 188ô 755Ô 3733 87é 25229 8154 ô iiéô 40 0 172 14 20 é40ô iéô 0 ô NE ô 1144é lé29 1391 149 12718 3498 1050Ô 30ô 311000 4620 iiiéôô 224900Ô 7395Ô0 6"71ÔÔ 2Ô2467 1302802 138340 3838 3780Ô0 5Ô6711 35180 179755 1088Ô0Ô 202600 2é25é4 2<53153 2Ô52ÔÔÔ lélliôô 1(53000 36lé74 1744207 <542éiô 176"5ô 520000 874158 203662 205078 1074100 ^17ôôô 3397Ô3 407250 6054000 2847200 249330 935928 3485529 796"! 10 2376-8 917470 2141872 254100 415782 3386-100 Tab eau 2 35 Résumé CORINAIR 1990 (Sources anthropogéniques) WR en kilotonnes(lOOOtonnes) Total pour l'UE par secteur Total pour l'UE par secteur( %) || Energie publique, cogénération et chauffage urbain Combustion commerciale, institutionnelle et résidentielle Combustion industrielle Processus de production Extraction et distribution de combustibles fossiles Utilisation comme solvant Transport routier Autres sources/machines mobiles Traitement et élimination des déchets Agnculture orinair TW Total pour TUE TT TÏÏT 15" 153T 7H5T "TÏÏT "T5" -vmr 22872 0,1 i UT UZT 7S5JT —JT TFFT ~sxr TToT 100 Tableau 3 36 OPTIONS TECHNIQUES POUR LA DIMINUTION DES EMISSIONS DE M E T H A NE àPf IONS TECHNIQUES AGRICULTURE DIMINUTION DUCH4 DÎSPONl- BILITE coûts Fermentation entérique Diminution du bétail Augmentation de l'efficience alimentaire Augmentation de la productivité animale max % 10 - 20 % ? 5 - 30 % Disponible Disponible ? Faibles Fumier animal Bassins couverts Digesteurs TRAITEMENT ET ELIMINATION DES DECHETS Décharges Gestion des décharges anaérobies: récupération et utilisation du méthane Gestion des décharges aérobies Gestion des décharges semi-aérobies Diminution des déchets mis en décharge ENERGIE Extraction du charbon Augmentation de la récupération dans les puits à résidus Dégazéification avant exploitation Utilisation de l'air de ventilation Gaz naturel Diminution de la mise à l'air et du brûlage à la torche Amélioration de la détection des fuites et de la réparation des gazoducs jusqu'à 80 % jusqu'à 70 % Disponible Disponible Faibles/Moye ns Faibles/Moye ns 30 - 70 % plus de 80 % jusqu'à 50 % jusqu'à 100 % Disponible R &D Disponible Disponible Moyens Elevés Moyens Faibles/Moye ns 20 - 50 % Disponible Faibles jusqu'à 70 % 10 - 90 % Disponible R &D jusqu'à 50 % Disponible jusqu'à 80 % Disponible Moyens/Elevé s Faibles/Moye ns Faibles Faibles/Moye ns Tableau 4 37 BIBLIOGRAPHIE 1. 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