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Réduction des émissions de méthane : le rôle clé de la donnée
Face aux préoccupations environnementales grandissantes et à l'évolution des règlementations, les acteurs de l'énergie seront confrontés au défi de suivre avec précision leurs émissions de méthane. Ils devront s'appuyer sur un haut niveau d'expertise en gestion des données d'émissions de méthane.
La donnée est un prérequis pour réduire les émissions de méthane.
Responsable d'environ 30 % du réchauffement de la planète, le méthane est le deuxième gaz à effet de serre contribuant au réchauffement climatique. Selon le dernier rapport du GIEC, le méthane a un pouvoir de réchauffement environ 30 fois supérieur à celui du dioxyde de carbone, malgré une durée de vie beaucoup plus courte dans l'atmosphère, environ douze ans, contre des centaines d'années pour le CO2. Par conséquent, la réduction des émissions de méthane est une approche très efficace pour limiter le réchauffement de la planète à court terme.
L'impact du méthane sur l'environnement est si important que plusieurs nouveaux projets internationaux importants ont été lancés ces dernières années pour quantifier avec précision les émissions de méthane à l'aide de technologie satellites. Ces projets sont principalement gérés par des organisations telles que l'Agence spatiale européenne (ESA), la National Aeronautics and Space Administration (NASA) et le projet MARS (Methane Alert and Response System) lancé par le Programme des Nations unies pour l'environnement (PNUE). Toutefois, si la détection par satellite est utile afin d’identifier les fuites les plus significatives dans le monde, elles ne représentent qu'une partie de toutes les émissions de méthane émises, complétées par celles provenant des activités pétrolières, gazières et minières habituelles. Par conséquent, si la surveillance des émissions de méthane à l'échelle mondiale est une stratégie pertinente pour cibler les principales sources d'émissions et encourager les actions de réduction, l'approche la plus efficace reste d'inciter toutes les parties prenantes à maintenir une qualité de données élevée afin d'avoir une vue d'ensemble précise de leurs propres émissions.
Face à des règlementations de plus en plus strictes et au besoin urgent de réduire les émissions de méthane, Sia Partners identifie le management efficace des données d’émissions comme l'un des principaux défis auxquels sont confrontés les acteurs du secteur de l'énergie. Cette gestion englobe une série de processus depuis la collecte des données jusqu’à leur utilisation finale. Ces processus sont essentiels pour permettre aux opérateurs d'estimer avec précision leurs émissions actuelles, d'anticiper les réductions potentielles pouvant être réalisées et de déterminer les investissements nécessaires.
Au-delà de la connaissance des volumes de méthane rejetés à l’atmosphère, la gestion des données joue un rôle central dans l'élaboration des stratégies de réduction des émissions. Pour que ces stratégies soient efficaces, chaque étape du processus de management de la donnée doit garantir la fiabilité, la pertinence et la précision des données afin de faciliter une prise de décision éclairée. L'ensemble de ce processus doit être conçu et adapté en tenant compte des besoins spécifiques de l’opérateur et de toutes les contraintes techniques et règlementaires liées aux émissions de méthane.
La qualité des données dépend fortement de la manière dont elles sont collectées.
Le suivi des émissions de méthane est un défi complexe qui repose en grande partie sur la collecte et le traitement des données. Pour quantifier avec précision les émissions de méthane, il est essentiel de bien comprendre les contraintes techniques et opérationnelles liées à chaque type d'émission, chaque méthode de mesure étant relativement spécifique et adaptée à certaines émissions. Ces méthodes sont également associées à un niveau d'incertitude particulier.
Pour aider les acteurs à s'y retrouver dans ces méthodes de quantification complexes, l’Oil and Gas Methane Partnership (OGMP) a mis au point une classification des émissions de méthane en fonction de leur type et de leur source.
| Type d'émission | Source | Principaux défis autour de la qualité des données, issus de l'expertise de Sia Partners |
|---|---|---|
| Fuites fugitives | Fuites sur composants | La principale difficulté réside dans le fait que des fuites sur composants peuvent se produire sur l'ensemble du réseau. Le premier défi consiste donc à les détecter efficacement en utilisant, par exemple, la technologie de l'imagerie infrarouge ou la spectrométrie laser. Le second défi consiste à quantifier ces fuites avec précision. Actuellement, l'une des méthodes permettant de quantifier directement le débit de fuite consiste à utiliser des dispositifs tels que des sacs permettant d’encapsuler la fuite et de mesurer à débit d’air injecté constant son débit (technologie de quantification par « bagging »). Toutefois, l'approche la plus courante, en raison de sa rapidité de mise en œuvre, consiste à mesurer la concentration de méthane au contact des composants qui fuient et à la convertir en débit à l'aide de la norme EN 15 446, qui fournit des courbes de corrélations en fonction du type de source fuyarde. Un autre défi réside dans le fait que les fuites peuvent se produire dans des réseaux souterrains et sont donc plus difficiles à détecter et à quantifier. |
| Fuites fugitives | Perméation | Comme pour les fuites au niveau des composants, l'identification et la quantification des fuites par perméation présentent leur propre lot de contraintes, étant donné qu'elles peuvent se produire à n'importe quel point du réseau. La perméation étant une caractéristique inhérente des canalisations en polymère, on suppose qu'elles présenteront en moyenne un certain niveau de fuite en continu. La détermination de ce débit repose sur l'utilisation des meilleures données disponibles ou sur la réalisation de mesures spécifiques. |
| Rejets de méthane | Emissions opérationnelles (mises à l'évent, dispositifs à émissions continues) | Contrairement aux fuites fugitives, les rejets opérationnels sont généralement bien identifiés. La principale difficulté consiste à déterminer avec précision la quantité de méthane rejetée lors des opérations de maintenance ou la quantité totale rejetée tout au long de l'année par les dispositifs à émissions continues, tel que les vannes de régulation, ou les analyseurs de qualité du gaz. Une solution consiste à calculer indirectement les volumes rejetés en utilisant d'autres données techniques dont disposent les exploitants. En outre, la réalisation de mesures ponctuelles sur le terrain peut fournir des informations supplémentaires et contribuer à une estimation plus précise des volumes rejetés. |
| Rejets de méthane | Incidents et situations d'urgences | Les rejets résultant de défaillances techniques sont par nature imprévisibles et difficiles à quantifier directement. L'objectif est de calculer les quantités de méthane rejetées en utilisant les meilleures données disponibles, complétées par des modélisations techniques pertinentes. |
| Combustions incomplètes | Torchage | La mesure directe de ce type d'émission est considérée comme l'une des tâches les plus complexes à mettre en œuvre. À l'heure actuelle, il existe peu de dispositifs permettant une quantification simple, efficace à mettre en œuvre et fiable des émissions dues aux combustions incomplètes. Malgré l'existence de torchères de plus en plus sophistiquées qui atteignent des taux de combustion supérieurs à 99 %, il reste difficile de quantifier avec précision le méthane résiduel émis dans l'atmosphère. Dans l'industrie de l'énergie, le brûlage à la torche est encore répandu et considéré comme l'une des méthodes les plus efficaces et les plus rapides pour atténuer l'impact climatique d'un rejet de gaz, le dioxyde de carbone émis lors de la combustion ayant un pouvoir de réchauffement nettement inférieur à celui du méthane. |
| Combustions incomplètes | Autres combustions | D'autres dispositifs de combustions peuvent également émettre du méthane, comme les turbines à gaz, les chaudières, ou encore les groupes électrogènes fonctionnant au gaz. Les opérateurs peuvent se fier aux spécifications des constructeurs, ou mener des campagnes spécifiques de quantification des imbrulés. |
Le premier défi consiste à détecter les émissions. Si certaines émissions sont bien connues et facilement identifiables, d'autres, comme les fuites fugitives, peuvent être plus difficiles à détecter. Le choix de la technique de détection dépend des opérateurs et des différents types d'actifs qu'ils exploitent, tout en considérant également les contraintes terrain auxquelles sont confrontées les équipes opérationnelles. Les méthodes couramment utilisées pour détecter les émissions de méthane utilisent les caméras d'imagerie optique infrarouge, les détecteurs à ionisation de flamme ou encore les détecteurs à conductivité thermique (dispositifs de détection de gaz).
Après cette phase de détection, il existe plusieurs façons d'estimer ou de quantifier les émissions de méthane. Il est toutefois important de noter que toutes ces méthodes d'estimation et de mesure s'accompagnent d'une grande part d’incertitude quant à l'ampleur des sources d'émissions et à leur variabilité dans le temps. L'OGMP fournit également une classification de quatre niveaux différents de méthodes de quantification à la source :
- Niveau 1 : émissions déclarées au niveau d’un opérateur ou du pays sur la base de facteurs d'émission génériques.
- Niveau 2 : émissions déclarées selon des catégories de sources simplifiées, sur la base de facteurs d'émission génériques.
- Niveau 3 : émissions déclarées par type de source détaillée, sur la base de facteurs d'émission génériques.
- Niveau 4 : émissions déclarées par type de source détaillée en utilisant des facteurs d'émission et d'activité propres à l’opérateur, sur la base de mesures directes des émissions.
En plus de son expertise sur ces niveaux de quantification à la source, Sia Partners mène également des expériences de mesure à l’échelle d’un site avec ses clients (méthodologie « Site Level »). Cette approche, introduite par l'OGMP, consiste à quantifier les émissions au niveau d’un site complet, indépendamment de la quantification au niveau de la source. L'objectif est ensuite de réconcilier les quantifications d'émissions selon les deux approches, ce qui renforcerait la confiance dans les émissions déclarées par les opérateurs. Les technologies actuellement disponibles pour les mesures au niveau du site impliquent souvent des capteurs montés sur des plateformes mobiles telles que des camions ou des drones. Cette réconciliation entre mesures au niveau du site et mesures à la source est caractérisée par le niveau 5 tel que décrit par l’OGMP. Le niveau 5 représente ainsi un nouveau défi pour l'industrie de l'énergie, car il nécessite l'intégration de deux approches différentes tout en relevant les défis opérationnels et technologiques associés à chacune d’entre elles. L’exercice de réconciliation des données introduit également des incertitudes accrues, soulignant ainsi l'importance de rechercher en permanence les processus de quantification les plus fiables, tout en maintenant des niveaux d'incertitude raisonnables.
La qualité des données doit être améliorée pour mieux surveiller les émissions de méthane dans le monde.
Actuellement, l'exhaustivité et la précision des bilans d'émissions peuvent varier considérablement d'un opérateur à l'autre. Cet écart s'explique par le fait que les acteurs ont des sources d'émissions différentes en fonction de leur positionnement dans la chaine de valeur (Upstream, Midstream et Downstream). Les méthodes de quantification varient également en fonction du niveau d’expertise de chaque acteur. Par conséquent, les déclarations sont très divergentes entre opérateurs, avec des incertitudes variables sur les différents types d'émissions (voir figure 1). En outre, même entre les acteurs d'un même secteur d’activité, des différences significatives peuvent être observées. Selon le rapport 2022 de l'Observatoire international des émissions de méthane (IMEO) publié par le Programme des Nations Unies pour l'Environnement (PNUE), une part importante des émissions déclarées est considérée comme incomplète, représentant ainsi plus de 90 % des émissions totales déclarées (voir figure 1). Selon l'Agence internationale de L’énergie (AIE), les émissions de méthane seraient estimées à environ 70 % de plus que les quantités officiellement déclarées par les gouvernements.
Figure 1 : Part des émissions déclarées par les opérateurs, par niveau et par segment (d'après le rapport IMEO 2022)
Malgré les difficultés inhérentes à la quantification précise et fiable des émissions de méthane, la qualité des rapports d’émissions s'est constamment améliorée au fil des ans, et tous les acteurs concernés apprennent et se perfectionnent continuellement. Le nombre de membres de l’OGMP a également augmenté, plusieurs grands acteurs de l’énergie s'y joignant chaque année. À ce jour, l'OGMP couvre une part importante des gazoducs de transport et de distribution de gaz naturel, des capacités de stockage et des terminaux de gaz naturel liquéfié, respectivement plus de 20 %, 10 % et 15 %.
Cependant, de nombreux acteurs sont toujours en phase d'intégration des méthodes et des exigences du reporting de l'OGMP, car cela nécessite une compréhension approfondie de la fiabilité et de l’incertitude des données d’émission. L'amélioration de la qualité des données est un défi majeur pour la déclaration et la surveillance des émissions de méthane. Une surveillance efficace repose également sur la visualisation des données, comme les tableaux de bord et le suivi des indicateurs clés de performance, afin d'identifier les fuites importantes et d'y remédier rapidement. Il est donc essentiel que toutes les données et tous les indicateurs clés affichés dans ces tableaux de bord soient extrêmement fiables, complets et précis. Actuellement, les efforts de suivi sont entravés par le manque de qualité de la donnée. Le recours à des entités expérimentées dans la gestion des données peut s'avérer utile pour relever ces défis.
Le suivi des rejets est essentiel à l'efficacité des mesures de réduction d’émissions.
Un opérateur doit avoir une compréhension et une vue d'ensemble de ses émissions de méthane afin de développer une stratégie optimale de réduction des émissions.
- Tout d'abord, une connaissance précise des sources d'émission permet à l’opérateur de cibler efficacement ses efforts de réduction.
- Deuxièmement, une bonne vue d'ensemble de ses émissions permet de hiérarchiser les actions à mettre en place. En identifiant les installations et les zones où les émissions sont les plus élevées, l’opérateur peut concentrer ses efforts de réduction là où ils auront l'impact le plus significatif. Cette approche garantit que les ressources humaines et budgétaires soient efficacement allouées.
- Enfin, une connaissance précise de ses propres émissions permet à l’opérateur de quantifier le retour sur investissement attendu lors de la mise en œuvre de solutions de réduction des émissions. En estimant le volume de méthane pouvant être sauvé, l’opérateur peut évaluer les impacts financiers, ainsi que les externalités positives et négatives qu’aura le projet, et donc prendre des décisions en connaissance de cause. Ces informations sont essentielles pour l'évaluation et la validation des projets à l’interne, au sein de l’entreprise et des instances de décisions, et à l’externe, par les autorités nationales compétentes.
En résumé, la gestion efficace des données est un enjeu crucial pour les opérateurs du secteur de l'énergie qui souhaitent réduire efficacement les émissions de méthane.
Comment Sia Partners peut aider les acteurs de l'énergie dans leur management des données d’émissions.
Chez Sia Partners, nous avons la conviction qu'assurer un haut niveau de qualité du bilan d’émissions de méthane représente un défi important, et que le management de la donnée joue un rôle crucial pour relever ce défi, notamment pour les reportings externes tel que l’OGMP. Tout au long du cycle de vie des données, de la collecte à la visualisation, il est essentiel de garantir la fiabilité et la pertinence des données. Trois éléments clés doivent être pris en compte, chacun nécessitant des connaissances et des compétences distinctes :
- Infrastructure des données : Mise en place d'un écosystème technologique optimisé comprenant des bases de données, des APIs, des indicateurs de performance, des coûts, et répondant aux exigences spécifiques des rapports OGMP et aux futures exigences législatives.
- Qualité des données : Il est primordial de garantir la fiabilité, la disponibilité et l'exhaustivité des données tout au long de leur cycle de vie. Cela implique la mise en œuvre de mesures visant à contrôler et à maintenir l'exactitude des données à chaque étape.
- Visualisation des données : La transformation des données en tableaux de bord ergonomiques et visuellement pertinents est cruciale pour accompagner les processus de prise de décision, et permettre à toutes les parties prenantes de l’entreprise d’avoir une vue précise des émissions de méthane.
Depuis plusieurs années, Sia Partners accompagne ses clients dans la gestion de leurs données d'émissions de méthane, en particulier lors de la préparation des rapports OGMP. Ce rapport exigeant doit faire état de toutes les émissions de méthane d’un opérateur avec le meilleur niveau de qualité possible, mais aussi détailler les objectifs de réduction et les méthodes de quantification spécifiques employées pour chaque catégorie d'émission de méthane déclarée. Notre expertise s'étend de la collecte et de l'organisation des données requises, jusqu’à la rédaction, la mise en forme et la soumission du rapport au PNUE.
Grâce à notre soutien, nous avons contribué à la certification de nos clients avec le « Gold Standard » OGMP chaque année depuis 2021. Cette certification reconnaît et récompense les objectifs ambitieux de réduction des émissions de méthane, la qualité des rapports et la fiabilité des données fournies.
Si l'obtention de la certification "Gold Standard" constitue une étape importante dans la surveillance des émissions de méthane, elle représente bien plus : elle permet aussi d’inciter les opérateurs à améliorer en permanence leurs connaissances sur leurs émissions de méthane et les aide à préparer des stratégies pour mieux prioriser les actions de réduction. Elle contribue également à établir un indicateur pour suivre la réduction des émissions de méthane à différentes échelles, des opérateurs jusqu'aux autorités nationales et organisations internationales.
Le rapport OGMP représente ainsi une étape cruciale vers la réduction des émissions de gaz à effet de serre à l'échelle mondiale et une proposition d'alignement des cadres juridiques à venir.
L'expertise de Sia Partners sur les stratégies de réduction des émissions de méthane.
Chez Sia Partners, nous pensons que le développement d'une stratégie optimale de réduction des émissions de méthane nécessite une analyse approfondie des processus de données existants, tels que le contrôle des données, les processus de reporting et une évaluation complète de la méthodologie de quantification.
Notre expertise en matière de stratégies de réduction des émissions de méthane nous a conduits à développer une approche unique pour accompagner les acteurs du secteur de l'énergie et les aider à atteindre leurs objectifs de réduction des émissions de méthane.
