Méthane : une augmentation annuelle record des niveaux atmosphériques et une mobilisation internationale pour respecter l’engagement de réduction
Alors que pour la deuxième année consécutive, les scientifiques de l’agence américaine de l’étude des océans et de l’atmosphère (National Oceanic Atmospheric Administration ou NOAA), ont observé une augmentation annuelle record des niveaux atmosphériques de méthane (CH4), une plateforme mondiale a été lancée le 23 mars 2022 pour respecter l’engagement de réduction des émissions de CH4 de 30% d’ici 2030, fixé au titre de l’engagement mondial sur le CH4 (lancé lors de la COP-26 – voir 2e encadré ci-dessous).
Des analyses de la NOAA qui prennent le pouls de la planète
Le laboratoire de surveillance mondiale de la NOAA collecte chaque année plus de 15 000 échantillons d’air provenant de stations de surveillance du monde entier. Chaque printemps, la NOAA calcule les niveaux moyens mondiaux de quatre gaz à effet de serre (GES) primaires observés au cours de l’année précédente : dioxyde de carbone (CO2), CH4, oxyde nitreux (N2O) et hexafluorure de soufre (SF6). Ces calculs sont réalisés à partir d’échantillons d’air provenant d’un ensemble de sites du réseau mondial de référence pour les GES (Global Greenhouse Gas Reference Network) de la NOAA.
Des niveaux d’émission de méthane préoccupants
L’analyse préliminaire de la NOAA a ainsi montré que l’augmentation annuelle des concentrations atmosphériques du CH4 en 2021 était de 17 parties par milliard (ppb), soit la plus forte augmentation annuelle enregistrée depuis le début des mesures systématiques en 1983. En 2020, l’augmentation était de 15,3 ppb. Les niveaux de CH4 atmosphérique ont atteint en moyenne 1 895,7 ppb en 2021, soit environ 162% de plus que les niveaux préindustriels. A partir des observations de la NOAA, les scientifiques estiment que les émissions mondiales de méthane en 2021 sont supérieures de 15% à celles de la période 1984-2006. De plus, Rick Spinrad, administrateur de la NOAA a souligné que les données de l’Agence « montrent que les émissions mondiales continuent d’évoluer dans la mauvaise direction » (source : NOAA, communiqué du 7 avril 2022).
Contexte scientifique : le méthane et l’effet de serre
Le CH4 est un puissant gaz à effet de serre, un forceur climatique à courte durée de vie (SLCF – lire notre article sur le sujet) (comme le carbone suie, l’ozone troposphérique et certaines espèces d’HFC), ainsi qu’un précurseur d’ozone troposphérique (comme les NOx, les COVNM et le CO). Il est ainsi concerné à la fois par les problématiques de changement climatique et de pollution atmosphérique.
Selon l’évaluation mondiale sur le méthane (Global Methane Assessment), publiée le 6 mai 2021 (lire notre article), le Programme des Nations Unies pour l’Environnement (PNUE) et la Coalition pour le Climat et l’Air Propre (CCAC) estiment que plus de la moitié des émissions mondiales de CH4 aujourd’hui proviennent des activités humaines. Cela signifie donc que le reste est d’origine naturelle (zones humides, permafrost…). Parmi la part anthropique, les émissions de CH4 proviennent de trois secteurs :
- les combustibles fossiles (35% des émissions de CH4d’origine humaine). Dans ce secteur, l’extraction, le traitement et la distribution du pétrole et du gaz représentent 23% des émissions, et l’extraction du charbon représente 12% ;
- les déchets(décharges et le traitement des eaux usées) (20% des émissions anthropiques mondiales de CH4 ;
- l’agriculture (40%, dont 32% pour les émissions liées à l’élevage (déjections animales et fermentation entérique), et dont 8% pour la riziculture).
Selon l’édition 2021 du Bulletin annuel sur les GES publié le 25 octobre 2021 par l’Organisation Météorologique Mondiale (OMM), le CH4 est le deuxième contributeur au forçage radiatif total des GES, à hauteur de 16% en 2020, après le CO2 (66%) et avant le N2O (7%). En 2020, les concentrations moyennes mondiales de CH4 dans l’atmosphère ont atteint les niveaux les plus élevés jamais enregistrés depuis l’époque préindustrielle (1750) : 1 889 parties par milliard (ppb), soit +162% depuis 1750 (722 ppb) (lire notre brève).
Par rapport aux principaux GES (CO2, N2O, HFC, PFC, SF6, NF3), le CH4 a une durée de vie dans l’atmosphère courte. Ainsi, dans son 6e rapport d’évaluation (2021), le Giec (Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat) l’estime à 11,8 ans (voir tableau 7 SM7 p.1842 [page à l’écran]), soit une légère réévaluation à la baisse de son estimation de 12,4 ans indiquée dans son 5e rapport d’évaluation (2013) (voir chapitre 8, appendice 8.A, tableau 8.A.1 pp.732). C’est pour cette raison que le CH4 fait partie de la catégorie des forceurs climatiques à courte durée de vie.
Quant à la valeur PRG (pouvoir de réchauffement global – lire l’encadré dans notre article) du CH4, elle diffère sensiblement selon que le PRG soit considéré sur 20 ans ou sur 100 ans. Sur 100 ans, le 6e rapport d’évaluation l’estime à 27,9 ans (contre 28 ans dans le 5e rapport). Cependant, sur 20 ans, le PRG du CH4 est beaucoup plus important : 81,2 dans le 6e rapport (contre 84 dans le 5e rapport) (sources : AR6, voir tableau 7 SM7 p.1842 [page à l’écran] ; AR5, voir chapitre 8, appendice 8.A, tableau 8.A.1 pp.732). Autrement dit, le CH4 a un effet sur le climat beaucoup plus fort à court terme (20 ans) qu’à long terme (100 ans).
Selon le premier volume du 6e rapport du Giec, publié le 9 août 2021, les concentrations atmosphériques de CH4 en 2019 étaient les plus hautes depuis au moins 800 000 ans (lire notre dossier de fond).
Un contrôle des sources de méthane techniquement possible
Le temps de séjour du CH4 dans l’atmosphère est d’environ 12 ans et ce GES est environ 28 fois plus puissant que le CO2 pour piéger la chaleur dans l’atmosphère. Il exerce donc une influence importante à court terme sur le rythme du changement climatique.
Le CH4 présent dans l’atmosphère provient de nombreuses sources différentes, telles que la production, le transport et l’utilisation des combustibles fossiles, la décomposition des matières organiques dans les zones humides et les sous-produits de la digestion des animaux ruminants. S’il est difficile de déterminer quelles sources spécifiques sont responsables des variations des augmentations annuelles de CH4, les sources industrielles de CH4 sont relativement simples à localiser et à contrôler à l’aide des technologies actuelles.
Par ailleurs, des recherches de la NOAA sur le CH4, utilisant une analyse isotopique du carbone stable effectuée par l’Institut de recherche arctique et alpine de l’Université du Colorado, indiquent que les sources biologiques de CH4, telles que les zones humides ou l’élevage de ruminants, sont le principal facteur d’augmentation des concentrations depuis 2006.
Les scientifiques de la NOAA craignent que l’augmentation du CH4 biologique ne soit le premier signal d’une boucle de rétroaction causée en partie par l’augmentation des pluies sur les zones humides tropicales, qui échapperait largement à la capacité de contrôle de l’homme.
Engagement mondial sur le méthane : lancement d’une plateforme pour réduire les émissions de CH4
Ainsi, le 23 mars 2022, le Global Methane Hub a été lancé, alors que le volume 1 du dernier rapport du Giec alertait sur les nécessaires « réductions fortes, rapides et durables » des émissions de CH4, en plus de la réduction de celles du CO2, au cours des deux prochaines décennies. Créé grâce à un financement philanthropique de 340 millions de dollars, il s’agit d’une plateforme mondiale visant à réduire les émissions de CH4 qui apportera des subventions et une assistance technique pour mettre en œuvre l’engagement mondial sur le CH4 (Global Methane Pledge).
Cet engagement a été lancé par les Etats-Unis et l’Union européenne lors des négociations climat de la COP-26 en novembre 2021 et a été signé par 110 pays qui se sont engagés à réduire collectivement leurs émissions de CH4 de 30% entre 2020 et 2030. Cela correspond environ à la réduction nécessaire pour maintenir à portée de main une limite de réchauffement de +1,5°C selon le Giec dans le volume 3 de son dernier rapport (voir encadré ci-dessous).
Contexte politique international : de plus en plus d’actions ciblant le méthane
Le méthane fait l’objet d’une attention internationale de plus en plus forte depuis quelques années :
- selon le rapport spécial du Giec sur le réchauffement à +1,5°C, publié le 8 octobre 2018, pour respecter l’objectif de +1,5°C, les émissions de CH4devront baisser de 35% entre 2010 et 2050 ;
- le 23 novembre 2020, le Partenariat Méthane Pétrole et Gaz, initiative volontaire internationale lancée en 2014 (voir encadré ci-dessous), a avalisé un nouveau système de suivi et de rapportage des émissions du méthane (CH4) provenant de l’extraction, de la production et du transport de pétrole et de gaz (lire notre article) ;
- lors du sommet des dirigeants pour le climat, convoqué à l’initiative du Président Joe Biden des Etats-Unis les 22-23 avril 2021, le CH4 avait fait l’objet de plusieurs déclarations. Ainsi, le Président russe Vladimir Poutine a appelé à une coopération internationale pour réduire les émissions de CH4;
- dans leur évaluation mondiale sur le méthane (Global Methane Assessment), publiée le 6 mai 2021, le Programme des Nations Unies pour l’Environnement (PNUE) et la Coalition pour le Climat et l’Air Propre (CCAC) avaient estimé que les émissions anthropiques de CH4pourraient être réduites de 45% au cours de la décennie 2021-2030. Une telle réduction permettrait de réduire le réchauffement climatique de 0,28°C sur la période 2040-2070 et serait compatible avec l’objectif de +1,5°C de l’Accord de Paris (lire notre article) ;
- dans son résumé à l’intention des décideurs du premier volume de son 6erapport d’évaluation (AR6), publié le 9 août 2021, le Giec souligne que des réductions rapides, fortes et soutenues de CH4 limiteraient le réchauffement résultant de la baisse des émissions d’aérosols et amélioreraient la qualité de l’air (lire notre dossier de fond) ;
- l’UE et les Etats-Unis ont conjointement annoncé le 18 septembre 2021 une nouvelle initiative, le Global Methane Pledge (Engagement mondial sur le méthane [CH4]). Cet engagement a été officiellement lancé le 2 novembre 2021, lors du sommet des dirigeants mondiaux à la COP-26 (lire notre article), par le Président des Etats-Unis. Dans le cadre de cette initiative, les signataires s’engagent sur un objectif collectif de réduction des émissions mondiales de CH4 d’au moins 30% d’ici 2030par rapport aux niveaux de 2020. A noter qu’il s’agit du premier engagement international chiffré de réduction visant les émissions du seul CH4 de l’ensemble des secteurs économiques. Les signataires s’engagent également à s’efforcer d’appliquer les meilleures méthodologies de comptabilisation disponibles dans le cadre de leurs inventaires nationaux pour quantifier les émissions de CH4, en mettant l’accent sur les grandes sources d’émission. Au total, au 2 novembre 2021, 103 pays (dont la France) ont apporté leur soutien à cette initiative (contre 17 lors de la première annonce le 18 septembre 2021), en le signant. Ces pays représentent 70% de l’économie mondiale et presque la moitié des émissions mondiales de CH4d’origine anthropique. Six des 10 premiers pays ou régions émetteurs ont signé l’engagement (à savoir : Argentine, Brésil, Etats-Unis, Indonésie, Pakistan, UE – source : fiche d’information de la Maison blanche du 2 novembre 2021). A noter quelques pays grands émetteurs qui sont absents (Chine, Inde, Russie). Selon la Maison Blanche, la mise en œuvre de l’engagement permettrait de réduire le réchauffement d’au moins 0,2°C d’ici 2050 (source : communiqué du 18 septembre 2021). Aujourd’hui (au 7 mars 2022), au total, l’engagement compte 111 pays participants ;
- le 7 octobre 2021, l’AIE (Agence Internationale de l’Energie) a publié un rapport intitulé « Pathways to a 75% Cut in Methane Emissions from Fossil Fuel Operations by 2030 » (Options pour une réduction de 75% des émissions de méthane liées à la production de combustibles fossiles). Ce rapport présente des mesures que des Etats et entreprises peuvent mettre en œuvre afin de réduire fortement les émissions de méthane liées à la production de combustibles fossiles, en cohérence avec la feuille de route « Net Zero 2050 » (lire notre article) de l’AIE qui prévoit que ces émissions doivent baisser de 75% entre 2020 et 2030, pour un tiers via la baisse de consommation des fossiles (charbon en tête) et pour deux tiers via le déploiement de mesures et de technologies de réduction
- à la veille de l’ouverture de la COP-26 et lors du sommet du G20 à Rome, le 31 octobre 2021, le Programme des Nations Unies pour l’Environnement (PNUE), avec le soutien de la Commission européenne, a lancé l’Observatoire international des émissions de méthane(International Methane Emissions Observatoryou IMEO). L’objectif d’IMEO est de relier les données d’émission à l’action en matière de recherche, de déclaration et de réglementations. IMEO collectera et intégrera divers flux de données sur les émissions de méthane afin d’établir un registre public mondial des émissions de méthane vérifiées. Dans un premier temps, IMEO sera centré sur les émissions de CH4 du secteur des combustibles fossiles (extraction, traitement et distribution du pétrole et du gaz, et extraction du charbon). Dans un deuxième temps, il sera élargi pour couvrir d’autres secteurs, comme l’agriculture et le traitement des déchets
- le Pacte de Glasgow pour le climat, c’est-à-dire les deux principales décisions adoptées respectivement par la COP-26 (décision 1.CP.26) et par la 3e réunion des Parties à l’Accord de Paris (dite CMA-3) (décision 1.CMA.3), insiste sur l’importance d’envisager de nouvelles mesures pour réduire d’ici 2030 les émissions de GES hors CO2, et notamment le CH4. Pour la première fois, une décision de la COP (et de la CMA) fait donc référence au deuxième GES le plus important.
Quels objectifs ?
Marcelo Mena, ancien Ministre de l’Environnement du Chili et directeur du Centre d’action climatique de la Pontificia Universidad catolica de Valparaiso, dirigera la nouvelle plateforme mondiale.
Les premiers 10 milliards de dollars de fonds sont destinés à la Coalition pour le Climat et l’Air Propre (CCAC) des Nations Unies afin de travailler avec 30 pays développés et en développement pour établir des plans au cours des trois prochaines années afin d’atteindre l’objectif fixé pour 2030.
Il s’agira d’aider tous les pays qui souhaitent élaborer des plans nationaux de réduction du CH4, en partageant l’expertise scientifique, technique et réglementaire. L’objectif est que tous ces pays fixent des objectifs spécifiques en matière de CH4 dans leurs plans nationaux pour le climat en vue des mises à jour avant la COP-27 en Egypte en novembre 2022. Avant la COP-26 le Groupe de travail sur l’air pur (Clean Air Task Force ou CATF), organisation non-gouvernementale américaine, avait ainsi montré que, si la plupart des pays mentionnent le CH4 dans leurs plans climat, seulement 13 avaient inclus des objectifs de réduction des émissions de CH4 dans leurs dernières contributions nationales (NDC) à l’Accord de Paris (source : Climate Change News, 11 août 2022).
La lutte contre le CH4 pourrait constituer une « victoire climatique de court terme »
Un article paru dans le journal scientifique international Environmental Research Letters le 4 mai 2021 a démontré qu’un effort rapide et massif pour réduire les émissions de CH4 pourrait ralentir de 30% le rythme du réchauffement actuel et éviter +0,5°C de réchauffement d’ici la fin du siècle. Il est souligné qu’il existe des stratégies permettant de réduire de moitié les émissions mondiales de CH4 dues aux activités humaines au cours des 10 prochaines années, sans que la moitié de ces stratégies n’entraîne aucun coût net. Le CH4 ayant un fort pouvoir de réchauffement global à court terme, cela participerait alors à ralentir rapidement le réchauffement tandis que la décarbonation participe à limiter le réchauffement sur le long terme. Le volume 1 du 6e rapport d’évaluation du Giec souligne par exemple que les réductions de CH4 pourraient être particulièrement importantes en ce qui concerne les températures à court et moyen terme, notamment en contrebalançant l’impact de la réduction des polluants aérosols à courte durée de vie qui ont un effet de refroidissement moyen.
Une lutte d’autant plus nécessaire que des solutions existent
Selon l’Agence Internationale de l’Energie (AIE), l’industrie pétrolière et gazière pourrait réduire ses émissions de CH4 de 75% d’ici à 2030 en utilisant les technologies existantes sans que cela ne constitue un surcoût (source » : AIE, novembre 2021). Le Giec estime notamment que 50 à 80% des émissions de CH4 provenant de l’exploitation des combustibles fossiles pourraient être réduites pour un coût inférieur à 50 dollars par tonne de CO2e.
Par ailleurs, l’agriculture est responsable de près de 40% des émissions de CH4 : une vache produit par exemple en moyenne 250 à 500 litres de CH4 par jour.
Selon le 3e volume du 6e rapport d’évaluation du Giec, les changements de comportement et de mode de vie, comme la réduction de la consommation de viande et le passage à des régimes alimentaires à base de plantes, constituent une partie importante de la solution.
De plus, une meilleure gestion des effluents d’élevage et une modification du régime alimentaire du bétail pourraient contribuer à réduire les émissions de CH4 provenant de l’agriculture. De nombreux produits destinés à brûler le CH4 sont ainsi actuellement testés, depuis la probiotiques fabriqués en laboratoire jusqu’aux additifs naturels, tels que les algues et le charbon de bois. Des recherches menées par l’Université de Californie à Davis ont par exemple montré que le fait de nourrir des vaches avec des algues réduisait considérablement la quantité de CH4 produite par leurs rejets.
En savoir plus
Article du journal scientifique international Environmental Research Letters
Communiqué de presse de la Commission européenne du 2 novembre 2021
Communiqué de presse de la NOAA
Données sur les émissions mondiales de méthane – laboratoire de la NOAA
Global hub launched to help countries slash methane emissions (climatechangenews.com)
IPCC report prompts calls to tackle methane emissions at COP-26 (climatechangenews.com)
Rapport de l’AIE sur les émissions de méthane provenant du pétrole et du gaz, novembre 2021