La mesure des émissions de gaz à effet de serre : problèmes posés

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1 La mesure des émissions de gaz à effet de serre : problèmes posés
ADEME 30 mai 2002 Le « Bilan CarboneTM  » La mesure des émissions de gaz à effet de serre : problèmes posés Formation au Bilan Carbone

2 ADEME 30 mai 2002 Dans le cadre de la méthode « bilan carbone », comme pour n ’importe quelle autre méthode , seul l’effet de serre « additionnel », provenant des activités humaines, est pris en compte dans les calculs. On parle aussi d’effet de serre anthropique (du grec anthropos, qui signifie « qui concerne l’homme ») Dans ce cadre, on ne prend pas en compte les émissions de vapeur d’eau, pour lesquelles les activités humaines sont globalement sans effet direct sur la concentration troposphérique. Une exception : les avions Formation au Bilan Carbone

3 D’où viennent les émissions anthropiques des gaz à effet de serre ?
ADEME 30 mai 2002 D’où viennent les émissions anthropiques des gaz à effet de serre ? Dioxyde de carbone (CO2) : essentiellement combustion des énergies fossiles (charbon, pétrole, gaz naturel) et, pour une plus faible part (15% du total du CO2 anthropique), déforestation. Méthane (CH4 ) : rizières, élevage bovin, exploitation des hydrocarbures, déchets organiques (industriels, agricoles ou ménagers) Protoxyde d’azote (N2O ) : essentiellement utilisation des engrais azotés, mais aussi l ’industrie chimique Halocarbures : fluides frigorigènes, gaz expanseurs dans l ’industrie des mousses plastiques, solvants pour semi-conducteurs, gaz propulseurs des aérosols, produits dérivés « indésirables » de certains procédés industriels (par exemple électrolyse de l ’alumine), etc Ozone troposphérique : pas d’émissions directes. L’ozone augmente dans l’atmosphère à la suite d’émissions de « précurseurs », notamment les NOx et les hydrocarbures, qui réagissent ensuite entre eux sous l’effet du rayonnement solaire pour former de l’ozone. Les précurseurs sont essentiellement liés à l ’usage des combustibles fossiles. Formation au Bilan Carbone

4 Peut-on mesurer directement les émissions de gaz à effet de serre ?
ADEME 30 mai 2002 Peut-on mesurer directement les émissions de gaz à effet de serre ? Pour n’importe quel gaz à effet de serre, il est possible de mesurer leur concentration dans l’atmosphère, ou dans l’air des bulles contenues dans les carottes de glace, qui n’est rien d’autre qu’une atmosphère « fossile ». Teneur en méthane de l’air, mesurée à partir des carottages glaciaires pour les années anciennes et par mesure directe depuis les années 1960 Concentration du CO2 dans l’air, mesurée à Manau Loa (Hawaï), depuis 1957 Concentrations atmosphériques de divers halocarbures, mesurés de manière directe Formation au Bilan Carbone

5 Peut-on mesurer les émissions de gaz à effet de serre ? (2)
ADEME 30 mai 2002 Peut-on mesurer les émissions de gaz à effet de serre ? (2) Dans le cas particulier d’une activité humaine, il n’est généralement pas possible de procéder par mesure directe. Il faudrait en effet pouvoir mesurer les concentrations à la sortie de chaque cheminée, de chaque pot d’échappement, au-dessus de chaque champ…. Il faut donc procéder autrement La méthode repose sur la conversion en émissions de données aisément disponibles dans l’entité auditée, grâce à des facteurs de conversion Par exemple, brûler un litre d’essence est supposé dégager TOUJOURS la moyenne de la fourchette des valeurs possibles : on « convertira » les litres consommés - faciles à obtenir - en émissions de gaz - impossibles à mesurer directement -, sur la base de cette valeur moyenne. Formation au Bilan Carbone

6 ADEME 30 mai 2002 Pour pouvoir disposer d’un indicateur de la pression globale d’une activité sur le climat, il faut pouvoir disposer d’une unité de mesure applicable à toutes les émissions. Pour chaque gaz, cela implique de connaître l’effet d’une émission supplémentaire sur le climat Puis cela implique de pouvoir comparer les gaz à effet de serre entre eux, pour arbitrer entre des émissions de CO2 et de méthane, etc. Or connaître l’effet d’une émission additionnelle, et comparer les gaz entre eux, ne sont possibles qu’avec des approximations : la « mesure » des émissions de gaz à effet de serre est un exercice imparfait par nature. Formation au Bilan Carbone

7 Comment comparer les gaz à effet de serre ? (1)
ADEME 30 mai 2002 Comment comparer les gaz à effet de serre ? (1) On calcule l’effet cumulé de la présence de ces gaz sur une certaine durée de référence. Comme les « temps de résidence » des gaz à effet de serre dans l’atmosphère ne sont pas les mêmes, plus la durée de référence est longue, moins les gaz à faible temps de résidence pèsent dans le total En outre ces durées vont évoluer à l’avenir, car elles dépendent des vitesses d’élimination des gaz à effet de serre de l’atmosphère, ces dernières dépendant des concentrations (qui changent), des conditions climatiques (qui vont changer) et, pour le CO2, de l’activité des êtres vivants (qui va aussi changer). Formation au Bilan Carbone

8 Comment comparer les gaz à effet de serre ? (2)
ADEME 30 mai 2002 Comment comparer les gaz à effet de serre ? (2) Deuxième difficulté pour le calcul : l’effet d’un supplément de gaz n’est pas le même quelque soit la concentration préexistante, et la règle change au fur et à mesure que la concentration augmente Linéaire logarithme Racine carrée Formation au Bilan Carbone

9 Comment comparer les gaz à effet de serre ? (3)
ADEME 30 mai 2002 Comment comparer les gaz à effet de serre ? (3) Troisième difficulté : différents gaz peuvent absorber les mêmes infrarouges : l’effet de l’un d ’entre eux dépend non seulement de sa concentration, mais aussi de la concentration des gaz « concurrents », qui absorbent les mêmes infrarouges Pourcentage du rayonnement absorbé (en ordonnée) selon la longueur d’onde en micromètres (en abscisse) pour le méthane et le protoxyde d ’azote Formation au Bilan Carbone

10 Comment comparer les gaz à effet de serre ? (4)
ADEME 30 mai 2002 Comment comparer les gaz à effet de serre ? (4) Un indicateur par nature approximatif : le PRG (pouvoir de réchauffement global). Pour chaque gaz, le PRG indique « combien de fois plus » un kg de ce gaz « perturbe le climat » (en fait les échanges radiatifs), au bout d’une durée donnée, qu’un kg de gaz carbonique Quelques exemples de ce que signifie cette comparaison : - émettre un kg de méthane ou 62 kg de gaz carbonique « perturbent le climat » à peu près de la même manière à 20 ans d’échéance - émettre un kg de protoxyde d ’azote ou 296 kg de gaz carbonique « perturbent le climat » à peu près de la même manière à 100 ans d’échéance Formation au Bilan Carbone

11 Comment comparer les gaz à effet de serre ? (5)
ADEME 30 mai 2002 Comment comparer les gaz à effet de serre ? (5) L ’unité de mesure : l’équivalent carbone L’équivalent carbone est le PRG à 100 ans ramené au seul poids de carbone dans le CO2, autrement dit le PRG multiplié par 12/44. Il s’agit d’une grandeur qui se mesure en kg. L’intérêt de cette mesure est sa simplicité d ’emploi (malgré les apparences !) : la combustion parfaite d’une tonne de carbone pur dégage exactement une tonne équivalent carbone sous forme de CO2. Pour toutes les combustions complètes de composés carbonés, l’équivalent carbone du CO2 dégagé correspond donc exactement au poids de carbone dans le composé de départ. Formation au Bilan Carbone

12 Comment comparer les gaz à effet de serre ? (6)
ADEME 30 mai 2002 Comment comparer les gaz à effet de serre ? (6) Cet étalon étant créé, nous pouvons par exemple donner la répartition des émissions mondiales de gaz à effet de serre (hors ozone). Emissions mondiales par nature de gaz en 2000, en millions de tonnes équivalent carbone, hors ozone. GIEC, 2000 Formation au Bilan Carbone

13 ADEME 30 mai 2002 Toute entreprise ou administration émet directement ou indirectement des gaz à effet de serre Toute entreprise ou activité se chauffe Toute entreprise ou activité utilise des transports Toute entreprise ou activité utilise des matières premières, ne serait-ce que du papier dans une administration Formation au Bilan Carbone

14 ADEME 30 mai 2002 On émet des gaz à effet de serre dès que l’on utilise une source d’énergie fossile, ne serait-ce que pour le chauffage des bureaux Kg équivalent carbone par tonne équivalent pétrole, en analyse de cycle de vie. Calculs de l’auteur. Formation au Bilan Carbone

15 ADEME 30 mai 2002 On émet indirectement des gaz à effet de serre dès que l’on utilise de l’électricité produite à partir de combustibles fossiles Kg équivalent carbone par kWh (sortie de centrale) pour divers producteurs européens, pour les seules émissions liées à l’utilisation de l’énergie primaire Formation au Bilan Carbone

16 ADEME 30 mai 2002 On émet indirectement des gaz à effet de serre dès que l’on utilise un matériau quelconque Kg équivalent carbone par tonne pour divers matériaux (moyenne européenne), en analyse de cycle de vie. Valeurs tirées du document méthodologique du Bilan Carbone Formation au Bilan Carbone

17 On émet des gaz à effet de serre dès que l’on se déplace
ADEME 30 mai 2002 On émet des gaz à effet de serre dès que l’on se déplace Grammes équivalent carbone par passager.km pour divers modes de transport Formation au Bilan Carbone

18 Source Jancovici/ADEME (Bilan Carbone), 2003
30 mai 2002 Bien sûr, toutes les voitures ne sont pas égales…. Grammes équivalent carbone par km en cycle urbain, en fonction de la puissance fiscale du véhicule, pour les automobiles diesel. Pour une appréhension fine, il faut donc discriminer le type de véhicule. Source Jancovici/ADEME (Bilan Carbone), 2003 Formation au Bilan Carbone

19 Avec quoi émettons nous du CO2 dans le monde ?
Répartition des émissions de CO2 dans le monde par secteur, 1998 (source IEA)

20 Avec quoi émettons nous du CO2 dans le monde ?
Répartition des émissions de CO2 dans le monde par secteur, 1999, après avoir affecté l’électricité aux utilisateurs finaux (source IEA)

21 Avec quoi émettons nous des gaz à effet de serre dans le monde ?
Répartition approximative des émissions de gaz à effet de serre hors ozone dans le monde par secteur, 2000 (source IPCC)

22 (*) hors transports maritimes et aériens internationaux
Avec quoi émettons nous des gaz à effet de serre en France ? Répartition des émissions brutes françaises 2001 (tous gaz à effet de serre pris en compte, sauf ozone) par secteur (source CITEPA) (*) hors transports maritimes et aériens internationaux

23 www.manicore.com Pas encore écoeuré ?
ADEME 30 mai 2002 Pas encore écoeuré ? Tous les transparents projetés, et bien d’autres, peuvent se retrouver sur Formation au Bilan Carbone