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Gaz naturel liquéfié : usages, intérêts et dangers

Le gaz naturel liquéfié (GNL) ne cesse de faire parler de lui. Alors que certains applaudissent les opportunités commerciales qu’ils offrent, d’autres s’inquiètent de son impact environnemental. Quel que soit votre point de vue, les débats ne risquent pas de s’interrompre prochainement. En 2022, les importations de GNL vers l’Europe ont ainsi bondi de 60 %, y compris depuis la Russie (7).

Aujourd’hui, le gaz naturel liquéfié est massivement injecté dans le réseau de distribution public. Au même titre que le biogaz, il est donc l’une des sources d’énergie que vous utilisez pour répondre à vos besoins quotidiens. Alors que le GNL possède la même formule chimique que le gaz naturel, pourquoi son utilisation suscite-t-elle tant de questions ? Cet article vous permettra de mieux comprendre les usages, les intérêts et les dangers du gaz naturel liquéfié.

Qu’est-ce que le gaz naturel liquéfié ?

Le gaz naturel liquéfié correspond à la forme liquide du gaz naturel, après refroidissement à une température de -160 °C environ. Comme vous pouvez le constater, la température de liquéfaction/vaporisation du gaz naturel est bien inférieure à celle de l’eau (entre -161 °C et -163 ° pour le gaz naturel, 0°C pour l’eau pure).

Dans sa composition, le GNL est sensiblement identique au gaz naturel. Lors de la transformation, d’importantes quantités de dioxyde de carbone (CO2) et d’oxyde d’azote (NOx) sont cependant extraites(1).

Ces procédés de purification sont bien entendu souvent mis en avant par les défenseurs du gaz naturel liquéfié. Ils contribueraient à faire du GNL une énergie propre et respectueuse de l’environnement. L’impact écologique du gaz liquéfié est en réalité plus nuancé.

Quels sont les usages du GNL ?

Les usages du GNL sont exactement les mêmes que ceux du gaz naturel traditionnel. Après regazéification, il peut donc être injecté dans le réseau public de distribution, puis utilisé pour répondre aux besoins courants des ménages.

Conditionné en citerne et réservoir, le gaz naturel liquéfié est par ailleurs fréquemment utilisé par les grands sites industriels ou commerciaux.

Depuis plusieurs années, le GNL investit le domaine des transports comme carburant. 

  • Dans le domaine routier, les camions fonctionnant au GNL présentent aujourd’hui une autonomie similaire à celle des véhicules classiques.
  • Dans le domaine maritime, le GNL participe à réduire l’impact environnemental des porte-conteneurs, des ferrys et des bateaux de croisière.

Le cycle de vie du gaz naturel liquéfié

Pour pouvoir être utilisé à des fins domestiques ou professionnelles, le GNL doit suivre un cycle de vie spécifique. Voici les grandes étapes de la chaine “GNL”.

La fabrication et le stockage du GNL

La première étape de fabrication du GNL consiste en l’acheminement du gaz naturel du gisement d’extraction jusqu’à une usine de liquéfaction. Ce transport s’effectue par l’intermédiaire d’un gazoduc. Pour faciliter le transport futur de l’énergie, ces usines sont le plus souvent installées sur une façade maritime, à proximité d’un centre portuaire.

Une fois arrivé à l’usine de liquéfaction, le gaz naturel subit une série de transformations :

  • L’épuration consiste à extraire le dioxyde de carbone (CO2), l’oxyde d’azote (NOx) et le sulfure d’hydrogène (H2S) du gaz naturel. Ces composants ne sont pas seulement nuisibles à l’environnement. En se solidifiant, ils peuvent également endommager les unités de liquéfaction.
  • La déshydratation du gaz naturel permet d’éliminer l’eau (H2O) du gaz pour éviter la formation d’hydrates de méthane. À ce stade, le gaz est quasiment exclusivement constitué de méthane. 
  • Lors de prérefroidissement, la température du gaz est abaissée jusqu’à atteindre -30 °C. Un passage dans une série de colonnes d’épurations permet de séparer les gaz de pétrole liquéfiés (GPL) tels que le propane ou le butane. Ceux-ci peuvent être utilisés comme carburant ou être vendus à des industries de pétrochimie.
  • Lors de la liquéfaction, le gaz est comprimé, refroidi et détendu à plusieurs reprises dans des colonnes frigorifiques. À l’issue de processus, le gaz naturel se trouve dans un état liquide

Une fois fabriqué, le GNL est conservé à proximité de l’usine de liquéfaction dans de grandes cuves métalliques ou en béton. Ces réservoirs cylindriques sont conçus pour limiter l’évaporation et conserver le gaz à l’état liquide. 

Le transport du GNL jusqu’au terminal méthanier

Le GPL est ensuite chargé à bord d’un méthanier, un gigantesque navire conçu pour transporter du gaz naturel liquéfié dans ses citernes. Les méthaniers possèdent une caractéristique unique : contrairement aux cargos traditionnels, ces bateaux minimisent les déperditions énergétiques pour maintenir le gaz à l’état liquide. En théorie, la petite quantité de méthane s’échappant des cuves est récupérée pour participer à la propulsion du navire. Dans les faits, les pertes ne sont pas négligeables. Nous y reviendrons plus tard. À la fin du trajet, les navires sont accueillis dans l’un des terminaux méthaniers du pays acheteur.

Le marché des méthaniers est aujourd’hui en pleine croissance. Aujourd’hui composée d’environ 640 navires, la flotte mondiale pourrait augmenter de 7,5 % en 2023 (9). 210 méthaniers sont en cours de fabrication dans le monde, principalement sur les chantiers navals asiatiques. Avec près de 30 % des commandes, la Chine et la Corée du Sud sont aujourd’hui les principaux acheteurs (10).

La réception du GNL dans le terminal méthanier

Le rôle de ces installations portuaires est primordial, puisqu’elles permettent  :

  • D’accueillir les navires transportant du gaz naturel liquéfié.
  • De réceptionner les cargaisons de GNL.
  • De stocker d’importantes quantités d’énergie dans des cuves cryogéniques pour la conserver à l’état liquide.
  • De regazéifier le GNL pour permettre son émission sur le réseau de transport national.

 

En France, il existe 4 installations portuaires de ce type. Elles se situent :

  • À Montoir-de-Bretagne, près de Saint-Nazaire, en Loire-Atlantique.

  • À Dunkerque, dans le département du Nord.
  • À Fos-sur-Mer, dans le département des Bouches-du-Rhône (2).

    • Le premier se situe à Fos-Cavaou.
    • Le second est implanté à Fos Tonkin.

 

Un projet d’installation d’un nouveau terminal d’importation de gaz naturel liquéfié dans le port du Havre est en cours (3).

En Europe, les installations de regazéification de gaz naturel sont également en plein développement. On en dénombre actuellement une trentaine (8). Par ailleurs, 25 nouveaux terminaux méthaniers sont à l’étude sur le vieux continent.

paysterminalcapacite de regazeification annuelle (milliard de m3)statut
BelgiqueZeebruges3.9en construction
BelgiqueZeebruges1.8en construction
BelgiqueZeebruges11.4existant
CroatieKrk Island2.6existant
EspagneBarcelona LNG Terminal17.1existant
EspagneHuelva LNG Terminal11.8existant
EspagneBilbao LNG terminal7.0existant
EspagneSagunto LNG terminal8.8existant
EspagneCartagena LNG Terminal11.8existant
EspagneMugardos LNG Terminal3.6existant
EspagneGijón (Musel) LNG terminal7.0existant
FranceMontoir-de-Bretagne LNG Terminal10.0existant
FranceDunkerque LNG Terminal13.0existant
FranceFos / Tonkin1.5existant
FranceFos / Cavaou8.5existant
FranceLe Havre en projet
GrèceRevithoussa7.0existant
GrèceAlexandroupolis LNG terminal (FSRU)5.5en construction
ItaliePanigaglia3.4existant
ItalieFSRU OLT Offshore LNG Toscana3.55existant
ItaliePorto Levante8.58existant
ItalieFSRU 2 – SNAM5.0en projet
LituanieFSRU Independence4.0existant
MalteDelimara LNG Terminal0.7existant
Pays-BasRotterdam12.0existant
Pays-BasRotterdam1.5en construction
PologneSwinoujscie6.2existant
PologneSwinoujscie2.1en construction
PortugalSines7.6existant
Royaume-UniMilford Haven / Dragon7.6existant
Royaume-UniIsle of Grain5.0en construction
Royaume-UniIsle of Grain19.5existant
Royaume-UniMilford Haven / South Hook21.0existant

La regazéification du GNL

Pour pouvoir être utilisé à des fins domestiques et être injecté dans le réseau de distribution public, le GNL doit être regazéifié. L’opération consiste à porter de -160 °C à 0°C le GNL sous haute pression. 

Depuis le terminal méthanier, le GNL peut également être chargé dans des citernes pour répondre à d’autres types de besoins énergétiques (transport, industrie, usine, etc.).

Quels sont les avantages et les inconvénients du GNL ?

Comme toute source d’énergie, le GNL possède des avantages notables, mais également des inconvénients qui ne le sont pas moins.

Les avantages du gaz naturel liquéfié

Le développement de la filière GNL en France s’explique principalement par les points suivants :

  • La transformation du gaz naturel en GNL facilite son transport. Le gaz naturel liquéfié est ainsi 600 fois moins volumineux que lorsqu’il se trouve à l’état gazeux, pour un même pouvoir calorifique.
  • Le GNL n’est pas soumis aux mêmes contraintes techniques que le gaz naturel. Puisqu’il est transporté par voie maritime, le GNL peut être acheminé sur de plus longues distances.
  • Le GNL participe à la diversification des sources d’approvisionnement énergétique de la France. La dépendance aux importations de gaz naturel russe s’estompe.

 

Par ailleurs, la composition du gaz naturel liquéfié est plus eco-friendly que celle du gaz naturel. Lors de sa fabrication, d’importantes quantités de dioxyde de carbone, d’oxyde d’azote et de sulfure d’hydrogène ont été extraites. Dans les faits, l’impact environnemental du GNL pose énormément de questions.

Les inconvénients du gaz naturel liquéfié

Les inconvénients du gaz naturel liquéfié sont d’ordre environnemental, tarifaire et diplomatique.

Un impact environnemental discuté

La principale critique formulée à l’égard du GNL concerne son impact environnemental.

  • La fabrication du GNL est étroitement liée à l’extraction du gaz naturel. Cette ressource fossile, présente en quantité limitée sur Terre, ne peut donc pas constituer une réponse pérenne aux enjeux énergétiques de demain. 
  • Les pertes de méthane sont importantes tout au long du cycle de vie du GNL, de l’extraction à la regazéification. Or, le méthane est un puissant gaz à effet de serre, doté d’un pouvoir de réchauffement 80 fois plus puissant que celui du dioxyde de carbone. Ce gaz est également le principal responsable de la formation de l’ozone troposphérique. Le méthane causerait ainsi un million de décès prématurés chaque année(4). 
  • La consommation d’énergie nécessaire pour liquéfier et regazéifier représente 15 % du gaz importé. Les pertes sont gigantesques. 
  • Les procédés de liquéfaction et de regazéification sont très énergivores. Ils sont pourtant nécessaires à la production et à l’utilisation du GNL.

Des prix supérieurs à ceux du gaz naturel

Par ailleurs, en raison de ses couts de fabrication importants, le GNL est environ 20 % plus onéreux que le gaz naturel. Sur un marché déjà tendu, cette différence peut impacter le pouvoir d’achat des particuliers. C’est d’autant plus vrai depuis la disparition du tarif réglementé de vente le 1er juillet 2023.

De nouvelles dépendances politiques

Pour les membres de l’Union européenne, le GNL est parfois perçu comme un moyen d’échapper à la dépendance russe, l’un des principaux fournisseurs de gaz naturel en Europe. En 2022, pour lutter contre les pénuries énergétiques liées à la guerre en Ukraine, l’UE s’est largement tournée vers les États-Unis.

En 2022, les États-Unis ont ainsi exporté quelque 56 milliards de mètres cubes de GNL vers l’UE, pour un bond de 140 % par rapport à l’exercice précédent. Dans un communiqué commun, les États-Unis et l’UE se sont engagés « à travailler pour maintenir un niveau élevé d’approvisionnement en GNL américain vers l’Europe en 2023, d’au moins 50 milliards de m3 » (5).

Pour certains, le remplacement des importations du gaz naturel russe par le GNL américain reviendrait à échanger une dépendance énergétique par un nouvel assujettissement.

Cette situation inquiète d’autant plus que le gaz liquéfié américain est largement fabriqué à partir de gaz de schiste, obtenu par fracturation de roches. Les effets néfastes de cette méthode d’extraction sont bien documentés :

  • Rejet dans l’atmosphère de grandes quantités de méthane
  • Pollution des nappes d’eau souterraines, en raison des produits chimiques employés pour la fracturation.
  • Mobilisation de quantités d’eau très importantes.
  • Augmentation des risques d’activité sismique(6).

 

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Je veux en savoir plus

Le gaz naturel liquéfié en chiffress

En 2020, près de 75 % exportations mondiales de GNL ont été assurées par 6 pays. Le marché du gaz naturel liquéfié est aujourd’hui dominé par :

  • L’Australie : 21,8% des exportations mondiales (77,8 millions de tonnes exportées).
  • Le Qatar : 21,7% (77,1 Mt).
  • Les États-Unis : 12,6% (44,8 Mt).
  • La Russie : 8,3% (29,6 Mt).
  • La Malaisie : 6,7% (23,85 Mt).
  • Le Nigéria : 5,8% (20,55 Mt).

 

Questions fréquemment posées

Comment le gaz naturel est-il liquéfié ?

Le gaz naturel est liquéfié en plusieurs grandes étapes. Le processus comprend la liquéfaction, le stockage, le transport et la regazéification. L’exportation du GNL, effectuée par bateau, est aujourd’hui dominée par 6 pays. Le développement rapide de la filière pose un certain nombre de problématiques environnementales. Les pertes de méthane sont en effet importantes tout au long du cycle de vie du GNL.

Pourquoi liquéfier le gaz naturel ?

La liquéfaction du gaz naturel répond avant tout à des enjeux commerciaux. Une fois liquéfié, le gaz naturel peut être transporté partout dans le monde par l’intermédiaire d’immenses navires spécialisés, les méthaniers. Le GNL peut donc échapper aux contraintes inhérentes aux réseaux de gazoducs. Par ailleurs, la transformation du gaz naturel en GNL facilite son transport. Le gaz naturel liquéfié est ainsi 600 fois moins volumineux que le gaz naturel. Ces deux avantages ont un coût. On estime que le GNL est environ 20 % plus cher que le gaz naturel, l’énergie source.

Quelle différence entre GPL et GNL ?

Le gaz naturel liquéfié (GNL) correspond à la forme liquide du gaz naturel, après refroidissement à une température de -160°C environ. Le gaz pétrole liquéfié (GPL) renvoie quant à lui à un mélange d’hydrocarbures légers, essentiellement du propane et du butane. Il est issu du raffinage du pétrole et du gaz naturel. Aujourd’hui, le GPL est vendu sous forme de bouteilles ou en citerne. Il s’est également imposé comme le 3e carburant au niveau national, après l’essence et le diesel.

Qui produit du gaz naturel liquéfié ?

Le GNL couvre actuellement environ 30% du commerce international de gaz naturel, un chiffre en augmentation constante. Les deux leaders incontestés du secteur sont aujourd’hui l’Australie et le Qatar. Les États-Unis, la Russie, le Nigéria et la Malaisie font également partie des principaux pays exportateurs.

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