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Quel avenir pour le gaz naturel ?

Doté de précieux atouts environnementaux par rapport aux autres énergies fossiles et de réserves importantes, le gaz voit sa part dans le bilan énergétique mondial augmenter régulièrement depuis les années 70. Cette tendance devrait se poursuivre, même si dans un contexte de hausse des prix le gaz naturel se trouve placé dans une situation concurrentielle plus marquée que par le passé, notamment par rapport au charbon.

La dimension géostratégique du gaz s’accroît : les échanges dépassent désormais le cadre régional pour s’internationaliser progressivement. La sécurisation des approvisionnements devient ainsi un enjeu majeur pour les pays qui dépendent de son importation.

Même s’il n’a pas de marché captif et ne peut prétendre se substituer massivement au pétrole, en particulier dans les transports, le gaz naturel va jouer un rôle important dans le mix énergétique de demain.

Réserves, production et consommation

Le gaz naturel est une ressource non renouvelable dont les réserves sont très concentrées dans certaines zones géographiques. L’amélioration de ses conditions d’approvisionnement, de transport et de stockage joue un rôle stratégique pour son avenir dans le mix énergétique.

Des réserves inégalement réparties

Les 2/3 des réserves mondiales de gaz naturel – dont la durée de vie au rythme de consommation actuel est de 65 ans - sont essentiellement concentrées en Russie et au Moyen-Orient (Iran et Qatar). Grâce à la découverte de nouveaux champs (notamment dans la zone Asie/Océanie) et à la réévaluation des champs existants en dehors de l’Europe, les réserves mondiales ont augmenté de 15 % depuis 2000. Les deux tiers des nouvelles découvertes de la période 2000/2004 sont des réserves offshore ; leur production devrait augmenter d’environ 50 % d’ici à 2020. En Europe, les réserves ont chuté de 20 %, essentiellement à la suite de l’épuisement rapide des réserves britanniques en Mer du Nord.
A l’avenir, le Moyen Orient, la CEI et l’offshore devraient représenter une part croissante de la production mondiale de gaz. Il faut toutefois noter que le Moyen Orient ne fournit aujourd’hui que 10 % du marché international en dépit de ses réserves. C’est une différence majeure par rapport au pétrole dont 30 % de la production provient de cette région.
Les ressources de gaz non conventionnels (gaz de réservoirs étanches, gaz issus de gisements de charbon, gaz de schiste et hydrates de méthane) sont considérables. Ces gaz (hors hydrates) sont surtout étudiés et exploités aux États-Unis, où ils représentent 30 % de la production domestique. Des pays "charbonniers", comme la Chine, l’Inde ou l’Australie, étudient aussi la possibilité de valoriser le gaz contenu dans les gisements de charbon. Les perspectives d’exploitation des hydrates de méthane, dont les réserves sont particulièrement importantes, sont encore incertaines compte tenu des défis technologiques et des risques liés à leur exploitation.

Une demande en hausse ...

Le gaz représente plus de 20 % (contre 40 % pour le pétrole) de la consommation énergétique globale. La demande mondiale a augmenté de 2,5 % par an en moyenne ces dix dernières années. C’est une croissance sensiblement plus rapide que celle de l’énergie (2 %) et que celle du pétrole en particulier (1,7 %). Mais ce niveau de croissance est rejoint depuis peu par celui du charbon compte tenu d’un regain d’intérêt pour cette énergie depuis 2003. La croissance de la consommation gazière est liée en grande partie à son développement dans le secteur électrique. Dans les prochaines années, les pays non OCDE du Moyen Orient et d’Asie, en particulier la Chine et l’Inde, pèseront particulièrement sur l’augmentation de la demande de gaz naturel.
L’Agence Internationale de l’Énergie table sur un doublement de la consommation d’ici à 2030. Les prévisions de demande les plus récentes sont cependant en baisse par rapport à celles établies à la fin des années 1990 ; la forte augmentation du prix du gaz sur les différents marchés régionaux a en effet tendance à freiner la demande.

... mais une énergie concurrencée

Le gaz a su trouver sa place dans les utilisations les plus diverses, domestiques et industrielles, mais il n’a pas de marché captif. Il est le plus souvent remplaçable par d’autres formes d’énergie et ne peut se substituer massivement au pétrole dans les transports. Ces dernières années, une forte demande énergétique mondiale et une hausse sensible des prix du pétrole et du gaz ont provoqué un regain d’intérêt marqué pour le charbon. Cette énergie a connu récemment la plus forte croissance en termes de consommation (+ 4,7 % en 2005 après 6,5 et 8,8 % en 2003 et 2004). Dans le domaine de la production d’électricité, le charbon, dont la part est actuellement de 40 %, vient directement concurrencer le gaz naturel.

Une Europe très dépendante de l’importation de gaz naturel

L’Europe du gaz regroupe 25 pays qui consomment 471Gm3, soit 17 % du marché mondial. Mais l’Europe importe plus de la moitié de sa consommation, laquelle progresse de 3 % par an. Ses principaux fournisseurs sont la Russie, la Norvège et l’Algérie, puis le Nigeria, le Qatar et l’Égypte. Le 1/4 du gaz consommé dans l’Union Européenne provient de Russie dont l’exportation est assurée par un seul acteur, Gazprom.
En 2020, l’Union Européenne ne produira qu’1/3 de ses besoins et dès 2030, elle sera dépendante à plus de 80 % de l’importation.
Les différents pays de l’Union Européenne offrent des degrés d’autonomie variables : tandis que les Pays-Bas sont autosuffisants pour de nombreuses années encore et que le Royaume-Uni (1er producteur européen) est devenu importateur, les grands pays européens consommateurs de gaz comme l’Allemagne, l’Italie, la France ou l’Espagne montrent un fort taux de dépendance.

Le cas des Etats-Unis

Les États-Unis, premiers consommateurs mondiaux, couvrent 84 % de leurs besoins avec leur production locale, le reste étant principalement importé du Canada. Le gaz canadien est livré par pipeline tandis que Trinité et Tobago approvisionnent le pays en GNL (Gaz Naturel Liquide) par méthanier. Avec seulement 10 ans de réserves prouvées et une production qui stagne, les États-Unis se tournent désormais vers de nouveaux fournisseurs d’Asie, de la CEI ou du Moyen Orient pour rééquilibrer leur marché. Gros importateur de gaz, les États Unis ont également exploité des ressources de gaz non conventionnels dès les années 80.

La Chine et l’Inde

Dans la région Asie-Pacifique la demande en gaz croît de plus de 6 % par an. La demande est particulièrement forte en Chine et en Inde et devrait aller en s’accroissant. Malgré des réserves significatives et d’importants investissements pour les développer (construction en Chine du gazoduc ouest-est permettant l’acheminement vers les provinces de l’est des réserves du bassin de Tarim), ces deux pays doivent néanmoins renforcer leurs importations, surtout sous forme de GNL.
Chiffres clés
3 pays détiennent plus de 50 % des réserves mondiales :
la Russie (27 %), l’Iran (15 %) et le Qatar (14 %).

5 pays produisent plus de 50 % du gaz :
la Russie (22%), suivie par les États-Unis (19 %), le Canada (6,7 %), le Royaume-Uni (3,2 %) et l’Algérie (3,2 %).

4 pays assurent plus de 50 % des exportations :
la Russie (23 %), le Canada (11 %), la Norvège (9 %) et l’Algérie (7 %).

6 pays consomment 50 % du total mondial :
les États-Unis (23 %), la Russie (15 %) suivis de loin par le Royaume-Uni, le Canada, l’Allemagne et l’Iran avec un peu plus de 3 % chacun.

6 pays totalisent plus de 50 % des importations :
les États-Unis (11 %), l’Allemagne (9 %), le Japon (9 %), l’Italie (9 %), l’Ukraine (6 %) et la France (6 %).

Les utilisations du gaz naturel

Le gaz naturel joue un rôle majeur dans l’approvisionnement énergétique, rôle qu’il devrait continuer à jouer dans le bouquet énergétique de demain.

Le marché résidentiel / tertiaire

Le gaz naturel est traditionnellement utilisé comme combustible dans la production de chaleur pour la cuisson ou le chauffage. 38 % de la consommation de gaz naturel en Europe - 30 % au niveau mondial - est destinée au secteur résidentiel/tertiaire, en particulier à la production d’eau chaude et au chauffage des particuliers. La cuisinière au gaz naturel est également présente dans de nombreux foyers. L’usage du gaz naturel dans le secteur résidentiel est favorisé par le fait qu’il ne nécessite pas de stockage. A l’avenir, l’augmentation des prix pourrait inciter l’usager à lui préférer d’autres solutions. Aux États-Unis, les mesures qui ont été prises pour limiter la consommation d’énergie dans l’habitat vont avoir un impact sur l’utilisation du gaz dans ce secteur.

Le secteur industriel

34 % de la consommation de gaz naturel en Europe est dédiée à l’industrie. Dans les pays émergents, la part du gaz utilisé dans l’industrie - aujourd’hui très inférieure à celle qu’elle occupe dans les pays industrialisés – devrait sensiblement augmenter. Ainsi en Asie, la production d’engrais devrait nécessiter des volumes croissants de gaz naturel, à la fois comme combustible et comme matière première pour la fabrication d’urée et d’ammoniac.
Le gaz naturel est utilisé comme matière première dans l’industrie chimique, notamment pour la pétrochimie et le raffinage. A titre d’exemple, la synthèse d’ammoniac et d’urée à partir du gaz naturel permet de fabriquer des engrais pour l’agriculture, et la synthèse du méthanol à partir du gaz naturel est utilisée en chimie de spécialités et comme base d’additif des essences.
Au niveau mondial, la part du gaz utilisée comme matière première est très faible (4 %) par rapport à son utilisation industrielle (25 %).

La production d’électricité

Depuis une dizaine d’années, le secteur électrique est devenu le moteur principal de l’augmentation de l’utilisation du gaz naturel dans le monde ; une tendance qui devrait se poursuivre. D’ici 2020, le secteur électrique devrait absorber environ 35 % du gaz commercialisé chaque année, contre 30 % aujourd’hui, avec une demande importante de la part des pays émergents.
Le gaz naturel offre un bilan environnemental très favorable dans la production d’électricité. Les émissions de CO2 liées à son utilisation sont deux fois moins élevées que celles des centrales à charbon les plus performantes. De plus le gaz naturel, contrairement au charbon, ne contient pas de soufre. Les centrales électriques au gaz nécessitent des investissements et des coûts opératoires plus faibles. En outre, elles ont des rendements qui peuvent être supérieurs à 50 %, ce qui diminue considérablement la consommation énergétique et donc les émissions globales dans l’atmosphère. Mais la hausse des prix du gaz n’est pas sans impact sur la demande : le choix de certains opérateurs s’effectue au profit de nouvelles centrales au charbon.

Une alternative dans les transports ?

Trouver pour les transports une alternative au pétrole et réduire les émissions de gaz à effet de serre au moment où le parc automobile mondial est en passe d’exploser, tels sont les 2 enjeux majeurs du 21ème siècle. Dans cette double quête, le gaz naturel apporte des réponses :


Plusieurs millions de véhicules fonctionnant au gaz naturel (GNV) circulent dans le monde. Il s’agit surtout de flottes de véhicules publics urbains comme les bus ou les camions-bennes. L’utilisation du gaz naturel est particulièrement intéressante car elle ne nécessite pas de transformation majeure du moteur. Les moteurs au gaz naturel offrent par ailleurs un bon rendement énergétique combiné à un potentiel important de réduction d’émissions de CO2. Toutefois, le stockage et l’approvisionnement posent de nombreux problèmes et freinent son développement. Si les véhicules au gaz naturel ne sauraient apporter une solution de substitution totale au pétrole, ils contribuent néanmoins, sur certaines flottes captives, à la diversification énergétique dans les transports.

Après l’adaptation d’une Smart au gaz naturel, les chercheurs de l’IFP s’intéressent à la technologie hybride/gaz naturel, encore plus prometteuse en termes de réduction de consommations et d’émissions. Deux prototypes de véhicules hybrides au gaz naturel sont mis au point avec Gaz de France sur des bases Smart et Prius.

Du gazole synthétique, qui ressemble à s’y méprendre au gazole, peut être fabriqué à partir de gaz naturel. La conversion chimique du gaz en carburant liquide (GTL/Gas To Liquids)* pourrait ainsi constituer un nouveau débouché. Une alternative intéressante pour plusieurs raisons : le carburant diesel obtenu est de haute qualité (absence de soufre et de composés aromatiques, indice de cétane très élevé) et il peut être directement utilisé dans les véhicules actuels sans adaptation particulière. Toutefois son développement est difficile, encore handicapé par un faible rendement énergétique par rapport aux produits pétroliers (55 à 60 %), des coûts élevés et de fortes émissions de CO2 liées à la production.

*Sa fabrication s’obtient en 3 étapes :

- production de gaz de synthèse (un mélange CO et H2) à partir du gaz naturel ;
- transformation du gaz de synthèse en hydrocarbures à longues chaînes via le procédé dit « Fischer Tropsch » ;
- conversion de ces hydrocarbures en carburants répondant aux spécifications, via un hydrotraitement (sous hydrogène).

En s’appuyant sur ses compétences très pointues dans le domaine du raffinage, l’IFP conduit de nombreux travaux sur les carburants de synthèse. L’IFP a ainsi développé, en collaboration avec le groupe italien ENI, un procédé de synthèse qui a été testé avec succès sur une installation pilote à la raffinerie Agip de Sannazzaro (Italie). Ce procédé permet, à partir de gaz naturel, d’obtenir un carburant diesel de très bonne qualité : sans soufre, ni aromatiques.

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Une dimension géostratégique
Vers un marché concurrentiel

Ce dossier a été réalisé par l’Institut Français du Pétrole IFP

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PD Flickr Cotterik "vibrant flame"