Étiquette : CO2

Le Québec adopte la norme californienne des émissions de gaz à effet de serre pour les véhicules commercialisés
"Montréal, le 29 décembre 2009. – La ministre du Développement durable, de l'Environnement et des Parcs, Line Beauchamp, a annoncé aujourd’hui la mise en vigueur, à la mi-janvier, du Règlement sur les émissions de gaz à effet de serre des véhicules automobiles, dont les normes équivalent à celles qui sont en vigueur en Californie. Le Québec devient ainsi la première province canadienne à mettre en vigueur les normes les plus sévères en Amérique du Nord."

Il est clair que depuis la décision d'alignement de l'EPA, c'est la Californie va faire la loi sur le sujet pour tout le continent Nord-américain. D'autant plus que les grands constructeurs mondiaux vont prendre la règle californienne comme base pour composer leur mix de véhicules commercialisés en Amérique du Nord. L'Europe, avec un objectif de 130 g/km en 2012, détermine encore le standard le plus sévère.
LIRE le règlement québécois.
Le 2 Janvier 2010
janvier 2, 2010
Le barnum de Copenhague illustre le besoin impératif de politiques énergétiques au sein de l’Europe et de l’OCDE
On aurait pu croire, il y a une semaine de cela, que les dirigeants chinois et américains avaient tout arrangé lors de leur rencontre en tête à tête sur la menace climatique et que la réunion de Copenhague allait être une formalité amusante, où tout aurait été joué et préparé à l'avance. Le résultat montre qu'il n'en a rien été. La Carpe démocratique américaine a été roulée dans la farine par le Lapin totalitaire chinois. Le miracle incestueux n'a pas eu lieu. Il ne reste plus au jeune Président débutant Obama, humilié, qu'à tirer les leçons de l'aventure et peut-être de regretter de n'être pas venu aux cérémonies d'anniversaire de la chute du mur de Berlin. Il est évident que l'Europe peut profiter de ce nouveau couac entre Chine et Etats-Unis pour relancer une nouveau dialogue avec la démocratie américaine qui porterait sur les problèmes énergétiques et climatiques. Les pays développés de l'OCDE n'acquerront une force de persuasion nécessaire vis à vis de la Chine et de l'Inde qu'à condition de se présenter avec un plan d'action énergétique et climatique crédible et en cours de mise en oeuvre. Or qu'avons-nous pour l'instant? D'un côté, une réflexion américaine sur le sujet largement insuffisante, se concrétisant par des aides financières ponctuelles du DOE destinées à une multitude de projets, dans un contexte sans plan, sans axe majeur clairement défini. De l'autre côté, une Europe désunie, ne possédant pas au niveau de la Commission les compétences pour élaborer la moindre amorce de politique énergétique, incapable de bâtir un cadre cohérent de fermeture progressive des centrales électriques au charbon accompagné d'une politique d'approvisionnement en gaz naturel indispensable à l'alimentation de nouvelles centrales en secours des énergies intermittentes renouvelables non subventionnées. Ce plan définirait également la place de l'énergie électronucléaire et les grandes actions de progrès à conduire dans ce domaine. Bien sûr, dans ce cadre, les Etats-Unis et le Japon devraient être associés à la réflexion pour déboucher sur de possibles alliances entre entreprises. Que les pays membres de l'OCDE aient quelques années d'avance sur les pays en développement est dans l'ordre des choses. Il ne sert à rien de vouloir imposer à ces derniers des contraintes qu'ils ne sont pas prêts à accepter.
Enfin apparaît l'absence cruelle du satellite OCO ou équivalent qui mesurerait en temps réel les teneurs en CO2 sur tous les points de la planète. La connaissance et la cartographie des sources de CO2 permettraient l'établissement d'un dialogue plus musclé avec certains pays qui préfèrent rester pudiques sur leurs émissions de CO2.
Il semble indispensable aujourd'hui que le milliard d'hommes de l'OCDE voient leurs gouvernants travailler sérieusement à l'élaboration de politiques énergétique et climatique cohérentes et porteuses de progrès, même s'il faut durant quelques années laisser tomber l'espoir d'une grande politique énergétique et climatique mondiale inaccessible en l'état. Alors, le barnum de Copenhague aura au moins servi à quelque chose: le retour des démocraties au réalisme indispensable.
Le 19 Décembre 2009
décembre 19, 2009
Sanyo présente un nouveau compresseur pour faire du froid avec un cycle au CO2 transcritique
Il n'y a aucune raison fondamentale pour que les compresseurs de réfrigérateurs et autres pompes à chaleur ne basculent pas un jour vers le CO2 et fassent ainsi oublier les HFC, pour la plus grande tristesse des chimistes impliqués dans la synthèse et la commercialisation lucrative de ces produits de plus en plus élaborés (LIRE). Le japonais Sanyo est un grand militant industriel pour l'adoption de cette solution au CO2 qu'il met déjà en oeuvre dans les systèmes EcoCute qui permettent de produire de l'eau chaude à moindres coûts avec une pompe à chaleur. Cette Société vient de présenter un nouveau modèle miniaturisé de son compresseur rotatif à double pallier qui lui permet d'utiliser de façon économique un cycle transcritique du CO2. Le CO2 est dans sa forme hypercritique, mi-gaz, mi-liquide, pour des températures supérieures à 31°C et des pressions supérieures à 73 Atm. Outre l'absence de composé fluoré, le système de Sanyo permet de réduire la consommation d'électricité de 20% environ en raison de sa meilleure efficacité énergétique. L'Industriel a développé ce nouveau compresseur pour attaquer le marché des petits réfrigérateurs industriels. Son application aux produits grand public est encore freinée par son prix de revient qui est estimé au double de celui des compresseurs classiques. Mais la taxation des HFC, comme cela est déjà réalisé au Danemark, pourrait facilement remettre en cause l'équation financière entre les deux options.
VOIR les pages de SANYO présentant cette technologie.
Le 14 Décembre 2009

décembre 14, 2009
L’Administration américaine reste cool devant la menace climatique.
Le Président Obama et ses homologues chinois se sont réunis pour se mettre d'accord sur les objectifs de variation des émissions de GHG à l'horizon 2020 à négocier à Copenhague. Nous avons déjà montré que pour la Chine, ces objectifs correspondront certainement à un accroissement des émissions par rapport à aujourd'hui (LIRE). Mais, me direz-vous, durant ce G2, les Etats-Unis ont dû apporter une contrepartie à cette décision somme toute assez laxiste? – Que nenni, mon brave! Le Président actuel de cette grande Nation est un homme très cool qui n'a pas peur du réchauffement climatique, mais qui se méfie de ses amis du Congrès. Alors pour ne pas les prendre à rebrousse-poil, il s'est engagé sur un objectif minimum: une réduction des émissions de CO2 de 17%…par rapport à celles de 2005. Et tout est là, dans la nuance, la finesse du raisonnement. Parce que 2005 a marqué le maximum des émissions de CO2, avec près de 6 milliards de tonnes, sans compter la production de ciment. Après les prix de l'énergie se sont d'abord envolés, puis la crise économique est venue balayer la croissance. Autant en emporte le vent. Un calcul attentif permet de conclure que l'audacieux Obama est prêt à engager son pays sur un objectif de 5 milliards de tonnes d'émissions de CO2 en 2020. Par rapport à 2009 qui verra des émissions de dioxyde de carbone en forte décroissance se cantonner autour de 5,5 à 5,6 milliards de tonnes, cet objectif ne représente plus qu'une baisse de 10%.
Les "allumés" de la Paix Verte se sont gourés, ce n'est pas la Chambre des Députés française qu'ils auraient dû envahir, c'est le Capitole, là où siège le Sénat américain…en attendant qu'ils aillent, un jour ou l'autre, manifester sur la Place "Tiens en main"!
Le 3 Décembre 2009
décembre 3, 2009
De moindres déboisements en 2008 expliqueraient partiellement la monotonie de la croissance de la teneur moyenne annuelle en CO2 dans l’atmosphère
Il est une observation assez évidente à faire depuis quelques années: malgré la forte croissance des émissions de CO2, dues au développement économique de la Chine, qui a marqué une nette accélération à partir de 2002-2003, résultat de la combustion de charbon dans les centrales électriques et les aciéries chinoises, la moyenne annuelle de la teneur en CO2 dans l'atmosphère à poursuivi une croissance monotone. Cette observation n'empêche paradoxalement pas certains auteurs d'expliquer que les océans ont de plus en plus de mal à absorber du CO2 et qu'ils auraient même tendance à en rejeter plus dans les régions équatoriales, là où remontent les courants chargés de gaz carbonique.
Pour quantifier les émissions annuelles anthropiques de CO2 il faut considérer deux familles de paramètres. La première famille est constituée des émissions aisément quantifiables telles que la combustion des énergies fossiles et la production mondiale de ciment. La deuxième famille beaucoup plus difficile à cerner et à quantifier provient des modifications par l'homme de l'utilisation des terres (LUC ou Land Usage Change). L'exemple le plus parlant est la déforestation des régions tropicales et équatoriales. Or ces émissions LUC qui étaient admises avec une grande incertitude comme étant de l'ordre de 5,5 milliards de tonnes de CO2 par an ont été revues à la baisse en 2008 en raison d'une moindre déforestation en Asie et dans l'Amazonie. La meilleure estimation pour 2008 serait de 4,4 milliards de tonnes de CO2 toujours avec le même niveau d'incertitude à + ou – 2,5 milliards de tonnes près. Les émissions LUC ne représenteraient plus que 12% des émissions anthropiques (FIG.I).
FIG.I Les rejets de CO2 anthropiques annuels subissent à la fois une accélération des rejets liés à la combustion des énergies fossiles et un ralentissement récent des déforestations

Les scientifiques en charge de prévoir l'impact des émissions de GHG sur le climat sont donc fortement handicapés par cette difficile appréciation des variations annuelles d'émissions anthropiques de CO2. Si l'on en croit les données d'entrée de 2008, la baisse des émissions dues au LUC de 1,1 milliard de tonnes de CO2 aurait largement compensé la croissance des émissions fossiles mondiales, estimées à 0,6 milliards de tonnes par l'Agence de l'Environnement Néerlandaise. Mais peut-être que la valeur du LUC en 2007 avait elle aussi déjà décru? Compte tenu de toutes ces incertitudes il est possible de reconstituer un profil de rejets, illustré dans la FIG.I (courbe verte). Les émissions chinoises de CO2 sont encore nettement marquées à partir de 2002.
Pour la suite il sera utile de disposer du rapport entre émissions de CO2 et teneur totale de CO2 dans l'atmosphère terrestre. Cette quantité annuelle est obtenue en multipliant la teneur moyenne annuelle en CO2 en ppm par 1.77 10⁺¹⁴ moles de CO2 soit 7,8 milliards de tonnes. La teneur totale en CO2 dans l'atmosphère a varié de 2640 milliards de tonnes en 1980 à 3000 milliards de tonnes en 2008.
Mais quel a été l'effet de ce changement de pente de l'ampleur des rejets annuels de CO2 sur la teneur en dioxyde de carbone dans l'atmosphère. Et bien, il n'y a eu aucun effet perceptible (FIG.II). L'équation de la corrélation quadratique depuis 1993, présentant un coefficient de corrélation de 0.999 avec la courbe permet de calculer pour chaque année la pente de cette courbe et donc la variation lissée de la teneur en CO2 dans l'atmosphère. La division de cette valeur en chaque point par la teneur mesurée permet d'obtenir la variation annuelle lissée de la teneur en CO2 en pourcents. Cette méthode permet de s'affranchir des fortes variations annuelles de progression de la teneur en CO2, attribuables à des effets non récurrents. La courbe de corrélation conduit à 400 ppm moyens en 2015 et aux 450 ppm tant redoutés vers 2034.
FIG.II : la teneur en CO2 moyenne annuelle de l'atmosphère progresse de façon quadratique. La courbe de corrélation depuis 1983 donne une bonne approximation d'une variation dépouillée des aléas annuels peu significatifs
Disposant de la variation annuelle des émissions de CO2 et de la variation annuelle de la teneur en CO2 dans l'atmosphère, il est aisé par un rapport des deux valeurs de calculer la fraction atmosphérique (FIG.III). Cette fraction du CO2 restant chaque année dans l'atmosphère a crû jusqu'en 2002 pour atteindre un maximum de 0,49, mais depuis cette date une plus grande partie du CO2 émis est absorbé par les terres et les mers. Cette absorption s'est élevée à 55% du CO2 émis en 2008 (a_E=0,45).
FIG.III La fraction atmosphérique est obtenue par le rapport de la croissance annuelle lissée de la teneur en CO2 dans l'atmosphère et de celle des rejets annuels exprimés en pourcent du CO2 atmosphérique total
La question que l'on doit se poser est de savoir si cet effet est passager ou bien s'il existe des rétroactions attribuables à la montée de la teneur en GHG ou à d'autre paramètres extérieurs tel que l'irradiance solaire qui pourraient expliquer une possible inversion de tendance. Il a été avancé plusieurs hypothèses ici pour expliquer ce phénomène telles que la croissance de la pression partielle, l'accroissement de la dissolution dans l'arctique en raison de la fonte de la banquise durant les 4 mois d'été, l'existence de surfaces océaniques locales plus froides, l'accroissement des précipitations, etc.
Mais ces fractions ne parlent pas de façon très claire, il est bien préférable de revenir aux milliards de tonnes de CO2 (FIG.IV). Alors qu'avant 2002 les terres et les mers absorbaient annuellement dans les 16 milliards de tonnes de CO2, il apparaît que depuis 2006 la nature se débrouille pour en absorber 20 milliards de tonnes soit 25% en plus.
FIG. IV : Le CO2 absorbé annuellement par les terres et les mers est passé en quelques années de 16 milliards de tonnes à 20 milliards de tonnes. Pourquoi et comment?
Ce résultat n'est pas en désaccord franc avec le travail en référence qui conclut à la moindre disparition de CO2 dans les océans, mais alors il faudra expliquer où passent ces milliards de tonnes de gaz carbonique. Cela risque d'être assez "coton".
LIRE le travail de Le Quéré, Raupach, Canadell et autres qui vient de paraître. On convertira cette unité absurde qu'est le pétagramme de carbone en milliards de tonnes de CO2 en multipliant par (3 +2/3) ou 44/12.
Le 19 Novembre 2009
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novembre 19, 2009
Le gaz naturel de par son abondance et de son énergie par tonne émise de CO2 devrait s’imposer comme première source d’énergie primaire
Il a été illustré ici, de façon très simple, à partir des données de base de la thermodynamique, qu'une centrale au gaz à cycle combiné moderne, avec un rendement énergétique de 60%, émet trois fois moins de CO₂ qu'une centrale au charbon pulvérulent actuelle ayant un rendement de 40% (LIRE). Ce résultat connu de tous les énergéticiens du monde provient deux données fondamentales:
1) la combustion du méthane produit deux fois plus d'énergie que la combustion du carbone par tonne de CO2 produite (5,07 MWh pour le CH₄ par rapport à 2,48 MWh pour le Carbone).
2) la combustion du gaz naturel permet d'atteindre des températures très élevées, allant jusqu'à 1600°C à ce jour (LIRE), au sein de la chambre de combustion des turbines à gaz à hauts rendements, couplées à des génératrices à vapeur alimentées par les gaz de combustion de la turbine. Les ensembles modernes à cycle combiné annoncés par les Siemens, les Alstom et autres Mitubishi Heavy atteignent ou dépassent les 60% de rendement. Un des points technologiques clés est de disposer de pièces mécaniques sophistiquées, en matériaux modernes suffisamment réfractaires, pour tenir le choc mécaniquement dans les chambres de combustion des turbines. Des progrès sont encore attendus dans la température extrême des turbines avec un objectif de 1700°C pour les japonais, mais également dans les génératrices à vapeur associées comme le montre un récent accord entre GE et MHI dans le domaine (LIRE).

Ces deux paramètres font qu'il est possible à ce jour, de générer un MWh électrique en émettant 330 kg de CO2 avec du gaz naturel alors qu'il faut en émettre une tonne avec du charbon pulvérulent de très bonne qualité. Bien sûr l'utilisation de lignite de basse qualité énergétique aggrave encore plus le score aux dépens du combustible solide. Ajoutons en prime, à l'avantage du gaz naturel que sa combustion, contrairement à celles de diverses houilles et lignites permet de s'affranchir de rejets toxiques dans l'air et de cendres polluantes dans la nature.
Un tel score sans appel suppose que l'extraction du gaz naturel se fait elle même sans rejet du CO2 avec lequel il est naturellement mélangé dans les champs gaziers. Cela suppose que l'unité de purification du gaz comme à Sleipner ou à Snövhit est équipée d'une unité de capture et de séquestration du dioxyde de carbone. Sinon il faut ajouter le CO₂ associé au méthane dans le bilan. Pour un mélange très riche en CO2 du style 50/50 molaire, ce sont 330 kg de CO₂ par MWh qu'il faut rajouter aux rejets de combustion du gaz. Pour un mélange courant à 25% de doxyde de carbone et 75% de méthane c'est le tiers, ou 110 kg de CO₂ par MWh qu'il faut rajouter au bilain, ce qui conduit à des rejets totaux de gaz carbonique de 440 kg par MWh électrique.
Quand aux rejets de méthane respectifs, il faudrait comparer les émissions de grisou lors de l'exploitation de la mine de charbon aux éventuelles fuites lors de l'extraction, de la purification et de l'acheminement du gaz naturel. Les méthaniers modernes reliquéfient à bord le gaz évaporé de leurs cuves.
Compte tenu de ces considérations il apparaît que de remplacer les vielles centrales au charbon ou au lignite par des centrales au gaz modernes est une méthode qui permet de diviser par 2,5 ou plus les émissions de CO2 dans la nature pour une quantité d'électricité produite.
L'équation environnementale est donc très favorable au gaz naturel, mais jusque là l'équation économique était largement favorable à la filière charbon. Ce qui explique la primauté actuelle du charbon dans la génération d'électricité, mais cette situation n'est à mon avis que provisoire.
En effet, un certain nombre d'éléments devraient faire rapidement décroître l'usage du charbon, tout au moins et dans un premier temps, dans les pays de l'OCDE.
Il y a tout d'abord tout ce qui est des domaines règlementaires ou des pénalités financières. Les droits d'émissions de CO₂, les obligations de réduire la teneur en CO₂ par MWh d'électricité distribuée, le non octroi des autorisations administratives nécessaires, sous la pression de l'opinion publique, sont des moteurs puissants de dissuasion d'installation de nouvelles unités.
Mais la vraie question est de faire peu à peu disparaître les centrales au charbon des pays membre de l'OCDE, pour ensuite s'attaquer aux centrales chinoises et indiennes. C'est la seule méthode qui permettra de réduire significativement les émissions mondiales de CO₂ qui sont à 40% originaires de la combustion de lignite ou de charbon. Les rêves éveillés de Tanaka, de l'Agence Internationale de l'Energie, qui veut équiper en CCS 850 centrales en 2030 pour capturer et séquestrer 2,5 milliards de tonnes de CO2, ne doivent pas être pris au sérieux (LIRE et voir la dernière slide). Si le dixième de cet objectif était atteint à cette date ce serait déjà bien.
Le point de basculement économique pour un gaz naturel à 7$/MMBTU ou 24$ par MWh thermique, se situe aux environs d'un prix du charbon de 150$ la tonne ou 18$ par MWh thermique. En Europe le prix du charbon sud-africain livré dans les ports européens doit être aux environs de 100$ la tonne. Une taxe carbone de 50$ par tonne de charbon sous une forme ou une autre, fera basculer l'équation économique au profit du gaz. Aux Etats-Unis les prix du charbon étant très bas, seuls des prix très bas du gaz naturel pourraient permettre de déstabiliser le charbon. Il faudrait que les cours du gaz naturel ne dépassent pas les 5$ le MMBTU ou 17$ le MWh pour que le gaz devienne compétitif face à un charbon qui reviendrait taxes comprises à 100$ la tonne.
La troisième condition est la disponibilité du gaz naturel. Les réserves de gaz dans le monde sont immenses et régulièrement révisées à la hausse au gré des découvertes au coeur des continents ou sur les marges des blocs de l'ancien Gondwana (gaz de l'arctique, schistes bitumineux américains, carbon bed, gisements offshores australiens, rives sud atlantiques). Alors que le charbon est difficilement transportable et donc faisant l'objet de peu d'échanges internationaux (LIRE), le gaz naturel s'achemine aisément soit par gazoduc quand un réseau existe, soit sous forme liquéfiée par méthanier pour le transport maritime. Les grands pétroliers et les grands gaziers internationaux veulent réduire leurs investissements pour pouvoir exploiter de façon rentable les gisements offshores de plus en plus profonds et éloignés de la terre ferme. Pour éviter d'avoir à construire des gazoducs onéreux, ils imaginent de développer d'immenses usines de liquéfaction en pleine mer (LIRE).
Bloomberg nous apprend, à partir d'une interview d'un responsable de Technip, que Shell serait sur le point de commander trois immenses usines offshores de liquéfaction de gaz naturel au consortium Technip-Samsung Heavy Industries (FIG.I). La première de ces unités offshores, où viendraient accoster les méthaniers les plus gros du moment, devrait être installée d'ici 4 à 5 ans au large des côtes nord-ouest de l'Australie. De telles usines flottantes capables de liquéfier 3 millions de tonnes de gaz par an pourraient être installées par la suite au large des côtes de l'Afrique de l'Ouest ou du Brésil.
Des développements de ce type, sont de nature à faire du gaz naturel la première ressource mondiale d'énergie primaire d'ici à une ou deux décennies. Un large marché spot à partir de méthaniers chargés de GNL est appelé à se développer, reléguant les ressources russes à leur juste rang de numéro deux ou trois mondial. L'ouverture maritime de l'Europe doit lui permettre de faire du gaz naturel sa principale ressource énergétique pour le plus grand bien des émissions des gaz de combustion des centrales électriques à flamme encore trop largement alimentées au lignite ou au charbon. Les immenses ressources de gaz américaines qui ont propulsé les Etats-Unis au premier rang des producteurs mondiaux de gaz naturel, vont pousser les Etats de ce pays à utiliser d'avantage le gaz dans la génération d'électricité et ceci en complément des ressources renouvelables. L'option dite "clean coal" ne permet pas d'atteindre des niveaux de rejets de gaz carbonique adéquats, elle manque de flexibilité et nécessite des investissements de gazéification du charbon très élevés et polluants.
Par la suite il faudra convaincre l'Inde et la Chine qu'elles ont fait le mauvais choix avec leurs investissements massifs dans centrales au charbon. Ce sera beaucoup plus complexe à gérer. Rappelons pour l'anecdote, que l'Inde qui possède les cinquièmes réserves mondiales de charbon, mais qui est incapable de le transporter sur son vaste territoire, construit ses centrales électriques dans les ports pour les alimenter à partir de charbon importé.
LIRE le communiqué de l'Agence Bloomberg
Le 21 Octobre 2009
octobre 21, 2009
Les grandes questions que vont devoir aborder les délégués du GIEC à Bali
Du 26 au 29 Octobre à Bali va se tenir la 31ème Session Pléniaire de l'IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change), plus connu en Français sous le doux acronyme de GIEC. Ce Groupe d'experts va devoir tout d'abord revoir les chiffres d'émissions gaz à effets de serres (GHG) et plus particulièrement ceux de dioxyde de carbone qu'il manipule. Il serait même indispensable qu'il se projette vers 2014 ou 2016 pour élaborer ses données compte tenu de l'inertie des décisions et des actions dans le domaine énergétique. Les centrales au charbon indiennes ou chinoises en cours de construction émettront inéluctablement leur gaz carbonique dans deux ou trois ans. Alors ces experts peuvent tabler sur des émissions qui atteindront les 36 milliards de tonnes de gaz vers 2014, malgré un certain infléchissement du rythme de progression en raison de la crise économique en 2009 (FIG.).
Traditionnellement ces experts ajoutent à ces émissions anthropiques identifiées avec une bonne précision, une émission "forfaitaire" de 5,5 milliards de tonnes de CO₂ (1,5 milliards de tonnes de Carbone) due à aux changements dans l'utilisation des sols (LUC ou Land Utilisation Change) qui englobe en particulier les déforestation des grandes forêts équatoriales. Sans vouloir minimiser la gravité de ces destructions et des émissions liées qu'il faut réduire de toute évidence, leur part dans les émissions globales de CO2 admises par tous comme représentant 20% des émissions, n'en représenteront plus que 13% en 2014. En comparaison, les émissions de CO₂ dues à la combustion de lignite et de charbon représentaient, avec 12 milliards de tonnes, 40% des émissions totales en 2006 (EIA). Elles devraient tendre vers 50% des émissions dans les années à venir. Le GIEC ne peut pas ne pas pousser un grand coup de gueule contre la combustion croissante de charbon et de lignite dans le monde. Cette croissance doit cesser! Les publications de l'UNEP qui veulent faire croire que le réchauffement planétaire pourrait être maîtrisé par un meilleur aménagement des espaces verts et des rivages mondiaux est à la limite de l'escroquerie. En fait, d'oublier 87% du problème lui évite de s'affronter aux Nations industrielles récalcitrantes qui sont aussi les employeurs de l'UNEP.
Le deuxième problème de fond repose sur la répartition des émissions de CO2 anthropiques entre ciel, terre et mer. Jusque là, la fraction se retrouvant dans l'atmosphère ou "airborne fraction" est réputée croître lentement au cours du temps. Il existerait une boucle positive entre la fraction de répartition du CO2 dans l'atmosphère et le réchauffement de la planète. Il est possible d'invoquer de nombreuses raisons (réchauffement des océans absorbant moins de gaz, automnes plus chauds provoquant des émissions de CO₂ plus importantes par les forêts, etc.). Mais cette tendance longue qui exacerberait l'effet des émissions de gaz carbonique, ne semble pas s'appliquer depuis 2003, comme cela a été chiffré ici de façon très simple en comparant les accélérations des émissions de dioxyde de carbone et celles d'apparition dans l'atmosphère (LIRE). Or cette inversion, mettant en évidence une boucle de régulation négative, correspond à la forte croissance des émissions de dioxyde de carbone chinoises. N'y a-t-il pas là la preuve d'un effet inverse à celui attendu? La compréhension de ce phénomène me semble essentielle. Plusieurs hypothèses prenant en compte la pression partielle de CO₂ et la fonte de la banquise dans une zone de puits de gaz carbonique, qui accroîtraient la vitesse et la surface de dissolution de ce gaz dans l'océan, devraient être étudiées. Les travaux de Takahashi et Col. dans le domaine, qui reposent sur trois millions de mesures de teneurs en CO₂ dans les eaux de surface maritimes, réalisés depuis 1970, montrent clairement que cette zone de l'Atlantique Nord, autour du Groenland, est de toute première importance pour assurer la dissolution du gaz carbonique de l'hémisphère nord dans les océans (FIG.II, zone bleue et parme en haut à droite).
FIG.II Vitesses d'apparition et de disparition du CO2 dans les océans d'après Takahashi et Col.
Les zones parme correspondent aux puits de dioxyde de carbone qui peuvent absorber jusqu'à 400 tonnes de CO₂ par km² et par an. Des variations moyenne de la surface de la banquise de l'ordre du million de km2 peuvent donc expliquer un accroissement de l'absorption de 400 millions de tonnes de gaz annuellement. La surface de la banquise au mois de Septembre, représentait dans les 7 millions de km² en 1990. Elle est descendue à moins de 5 millions de km² en 2007. Cette différence peut expliquer une plus forte décroissance de la concentration en CO2 durant la saison d'été dans l'hémisphère nord.

La réunion plénière de l'IPCC de la semaine prochaine sera d'une grande importance en raison de sa proximité avec la réunion sur le climat de Copenhague du mois de Décembre. Il y a là une occasion de passer quelques messages sobres mais bien sentis, à la Communauté Internationale, avec cependant une condition nécessaire: bien les hiérarchiser.
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Le 19 Octobre 2009
octobre 19, 2009
Les publications de l’UNEP sur la climat rivalisent avec les catalogues de Club de Vacances
L'UNEP (United Nations Environment Program) bras armé universel de la lutte contre le réchauffement climatique, est en train de publier les documents de base censés servir de support au prochain sommet de Copenhague. Ces brochures sont absolument merveilleuses, on y parcourt des paysages de rêves allant de mangroves en îles féériques. De vrais catalogues de Club de Vacances de grand luxe. Mais la lecture de ces brochures vous laisse parfois un goût amer en bouche. Les données chiffrées sont le plus souvent datées. Elles remontent 8 ou 9 ans en arrière, bien avant l'explosion énergétique chinoise. Elles sont même parfois incohérentes (FIG.) et les émissions de CO2 sont exprimées en pétagrammes ou en téragrammes de Carbone, unité du système cgs abandonné dans les années 50. C'est moins agressif que l'unité de base simple de ces problèmes qui se chiffrent en milliards de tonnes de CO2.
Les thèmes abordés ne s'attaquent pas au coeur du problème : les émissions anthropiques de CO2. Ils parlent de préservation de l'environnement et autres thèmes que personne ne peut challenger, mais qui ne concernent, au mieux, que 20% de l'équation globale. Se poser la question de la compétence et de l'efficacité de cette institution qu'est l'UNEP me semble être indispensable. Les éventuelles négociations concernant des objectifs concrets de réduction des émissions de GHG, si elles ont lieu, à Copenhague ne seront sûrement pas à créditer à l'action de cette institution.
Consulter ces deux prestigieuses brochures, objets de communication de l'UNEP, sans trop croire aux valeurs mentionnées ni à la réelle efficacité des amorces de solutions proposées.
THE NATURAL FIX
BLUE CARBON
Le 17 Octobre 2009
octobre 17, 2009
Stabiliser la croissance de la teneur en CO2 de l’atmosphère: un vrai travail d’Hercule
La littérature sur le bilan carbone de notre planète est plutôt abondante et généralement agrémentée de maints détails qui risquent parfois de faire perdre de vue l'essentiel, ce qu'un homme de bien doit savoir simplement. L'atmosphère terrestre contient 3000 milliards de tonnes de gaz carbonique (sur la base de 1,77 E+14 moles par ppm multipliées par 44 en grammes et par 386 ppm). En 2008, les activités humaines ont généré 32 milliards de tonnes de CO₂ (LIRE). Nous négligerons en première approximation toutes les autres sources savantes de ce gaz (sols, volcans, incendies, permafrost, hydrates, etc.). Chaque année le stock atmosphérique de CO₂ jouit donc d'un apport frais de 1% venant essentiellement de la combustion des énergies fossiles et de la production de ciment. Nous avons vu récemment que la valeur expérimentale de la teneur moyenne annuelle en CO₂ de l'atmosphère en fonction du temps pouvait s'assimiler à une parabole (LIRE). La pente de cette parabole en 2008 est de 2,02 ppm/an pour une valeur absolue de CO2 de 386 ppm (Source: NOAA). Ceci veut dire que la croissance annuelle de CO2 dans l'atmosphère est de 2.02/386 = 0,52%.
On ne retrouve donc dans l'atmosphère
que la moitié du dioxyde de carbone émis.
En 2008, sur les 32 milliards de tonnes, 16 milliards de tonnes de CO2 ont été apportés en plus à l'atmosphère et 16 milliards de tonnes de CO2 ont été absorbés par la croissance éventuelle du stock de végétation et surtout par les océans avec formation de bicarbonates acides.

Une question raisonnable et simple consiste à se demander à quel niveau mondial d'émissions de CO₂ faudrait-il descendre pour stabiliser la teneur de ce gaz dans l'atmosphère? Bien sûr, de grands savants, munis de puissants ordinateurs utilisant de multiples outils de simulation agrémentés de plusieurs centaines de paramètres pourraient tracer de multiples réseaux de courbes en fonction des hypothèses retenues. Mais nous en resterons au niveau des moyens de l'honnête homme qui est notre interlocuteur. Pour cela le faisceau de points représentant chaque année, entre 1980 et 2008, la variation des teneurs en CO₂ (c'est la pente point par point de la parabole décrite dans le papier précédent) en fonction des rejets mondiaux de ce gaz (FIG.I) permet de constater que cette courbe n'est pas linéaire mais qu'elle a tendance à s'amortir avec le temps vers les fortes émissions. Deux types de mécanismes peuvent expliquer ce phénomène: les autres émissions de CO₂ que nous avons initialement négligées, pèsent de moins en moins de poids au fur et à mesure que les émissions principales croissent, l'autre hypothèse est un accroissement, avec la montée de la pression partielle de CO₂, de la vitesse des mécanismes d'absorption du gaz par la végétation et les océans. Quoiqu'il en soit il est possible d'établir une corrélation du second degré acceptable avec ce nuage de 29 points qui montre que la croissance de la teneur en CO₂ serait nulle vers 8 milliards de tonnes de gaz carbonique émis, soit 4 fois moins que le niveau actuel.
On peut donc déduire de cette approche empirique simple, supposant qu'aucun seuil d'irréversibilité des phénomènes n'ait été franchi, basée sur des données expérimentales antérieures, que les variations des teneurs en CO₂ dans l'atmosphère pourront retrouver leur niveau de 1960 (1ppm/an) a condition de réduire les émissions anthropiques par deux et qu'une nouvelle réduction par deux, se rajoutant à la première, permettra de stabiliser ces teneurs dans l'atmosphère.
Comme dirait Angela: "Besser spät als nie".
Le 30 Septembre 2009
septembre 30, 2009
Qui est ce qui pourrait arrêter la croissance parabolique avec le temps de la teneur en CO2 de l’atmosphère?
La Terre constitue un vaste système hors d'équilibre, alimenté continument en énergie par le rayonnement solaire. C'est cette énergie qui est à la source de la vie animale et végétale sur notre planète qui, si on en croit les géologues, était constituée il y a de cela 3,5 milliards d'années d'une atmosphère à base de CO₂ et de mers, d'un vert profond, très riches en Fer II et en Sulfures. L'apparition de la vie fit lentement disparaître le CO₂, oxyda le Fer II soluble en Fer III insoluble, et transforma les sulfures en sulfates. L'atmosphère s'enrichit en oxygène, mais la vie laissa ce rôle primordial au CO2, même réduit à l'état de traces, pour assurer la croissance des végétaux et autres diatomées. Tout allait pour le mieux dans le meilleur des mondes possibles jusqu'à l'arrivée de la machine à vapeur et du moteur à explosion qui incitèrent les hommes à aller extraire, pour les brûler, les énormes réserves de charbon, de pétrole et de gaz, résidus du CO₂ des premiers temps du Monde, enfouis dans les profondeurs de la Terre. Ce phénomène anthropique, comme disent les savants qui ont un gros bulbe et connaissent leurs racines, tend à perturber le délicat équilibre énergétique qui s'était lentement établi. Ceci est lié à la croissance parabolique de la teneur moyenne annuelle en CO₂ de notre atmosphère avec le temps, relevée par exemple à l'observatoire de Mauna Loa, au milieu du Pacifique depuis 1958.(FIG.I).

Ces analyses conduites depuis 50 ans montrent que les teneurs en CO₂ de l'atmosphère croissent de plus en plus vite. Les variations annuelles qui étaient de l'ordre d'un ppm entre 1960 et 1970 sont maintenant de l'ordre de 2ppm. La valeur mesurée en 2008 de 385,6 ppm de CO2 correspond à une valeur de x=54 dans l'équation de la parabole de corrélation, ce qui conduit à une pente dy/dx de la tangente en ce point de 2,02 ppm.
Entre 1980 et 2008 la pente annuelle d'émission de CO₂ en passant de 1.34ppm à 2.02ppm a affiché une croissance de 50%. Pendant ces 28 ans, la consommation mondiale de pétrole a crû de 35%, celle de charbon avec l'émergence de la Chine a affiché une croissance de 70% et celle de gaz naturel a plus que doublé avec un score de 110%, nous indiquent les tables de l'EIA. Le lien de cause à effet semble difficile à contester.
Cette croissance parabolique avec le temps, de la teneur en CO₂ de l'atmosphère est à la base d'un réchauffement global de notre planète. En effet parmi les gaz à effets de serre qui absorbent les rayons infrarouges parce qu'ils possèdent des liaisons C=O ou C-H mais encore C-F ou N-O, le CO₂ est le gaz qui provoque le plus de forçage radiatif parmi ces gaz. Il représente 63% de leur effet (FIG II).
On estime qu'en 2008 ce forçage radiatif des GHG a atteint 2,74 W/m² (FIG.II), soit 0,8% de l'irradiance moyenne reçue par la Terre qui est de 341,5 W/m2 ou 1,15% du flux non réfléchi par l'albédo terrestre qui est de l'ordre de 239W/m². Cette fraction de puissance semble très faible, mais en multipliant par les 510 millions de km2 de la surface de la terre on arrive à une puissance moyenne de 1400 TW. La puissance calorifique générée par 500 mille centrales électriques de 1000MW. Cette énergie absorbée va donner naissance à un flux de chaleur de plus grande longueur d'onde F_L qui va venir accroître la température moyenne d'équilibre de la Terre (Voir la formule) .
La puissance du forçage radiatif du CO₂ est calculée par une loi du type T=5.35 ln(C/278) où intervient le logarithme népérien de la concentration en CO₂ exprimée en ppm. La référence de 278 ppm étant la teneur en CO2 dans l'atmosphère estimée en 1750, le style Louis XV faisait alors fureur en France. Compte tenu de la croissance parabolique de la concentration en CO₂ avec le temps et de la quasi stabilité des effets des autres gaz, la part du CO₂ dans le bilan global tend à s'accroître de plus en plus nettement avec le temps (FIG.III) sous l'impact du développement économique de la Chine et autres BRICs.
La menace aujourd'hui est donc clairement identifiée: c'est la croissance parabolique avec le temps de la concentration en CO₂ dans l'atmosphère et c'est à ce paramètre que la Communauté Internationale doit s'attaquer en priorité, pour faire en sorte de ralentir puis de stopper cette croissance. Tant que les Organismes responsables n'auront pas fait un inventaire clair des sources d'émissions de gaz carbonique et n'auront pas établi un plan d'action détaillé pour, site par site, réduire ou stopper ces émissions, il sera nécessaire d'être très pessimiste sur les événements à venir.
La Figure I montre que les 400 ppm moyens de CO₂ seront atteints en 2015, compte tenu de la crise économique ce sera peut être en 2016, mais le niveau d'incertitude est très faible. Quand aux 420ppm avant 2025, ils sont pratiquement inscrits dans l'inertie des prises de décisions et la lenteur des procédures. Copenhague pourrait se fixer un objectif pour repousser cette échéance des 420 ppm qui semble un objectif à moyen terme raisonnable. Il faut savoir qu'au rythme ou vont les choses, la barre des 450 ppm qu'il faut éviter de franchir selon certains, est quelque part entre 2035 et 2040. C'est du peu au jus!
Pour accéder aux détails chiffrés et aller plus loin dans la compréhension des phénomènes de base, on pourra se reporter au site du NOAA (VOIR).
Le 29 Septembre 2009
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septembre 29, 2009