Gaz naturel liquéfié

Le gaz naturel liquéfié (abrégé en GNL) est du gaz naturel (composé essentiellement de méthane) condensé à l’état liquide (réduction du volume original d'environ 1/600). En effet, lorsque ce gaz est refroidi à une température d’environ -161 °C à la pression atmosphérique, il prend la forme d'un liquide clair, transparent, inodore, non corrosif et non toxique. Le GNL est environ deux fois plus léger que l'eau.

Le GNL jouera un rôle de plus en plus important dans l’industrie mondiale de l’énergie^{[réf. nécessaire]}, car les réserves mondiales de gaz naturel sont abondantes et son état condensé rend possible son transport sur de longues distances par les voies maritimes, donnant naissance à de véritables chaînes d’approvisionnement incluant les puits producteurs, les usines de traitement, les réseaux de gazoducs, les usines de liquéfaction, les terminaux de chargement des méthaniers, les terminaux d'importation et de stockage, les usines de regazéification et de réinjection au réseau.

Généralités

Production

Le gaz naturel liquéfié est produit par cryogénie, et nécessite une température de -163 degrés Celsius. Le refroidissement est effectué par plusieurs pompes à chaleur à changement d'état (deux ou trois), utilisant généralement des hydrocarbures ou de l'ammoniac.

Le gaz naturel liquéfié est presque du méthane pur. Les autres composants du gaz naturel sont donc séparés lors de l'opération. Le dioxyde de carbone doit être extrait au préalable, il endommagerait les unités de liquéfaction en s'y solidifiant. On le considère généralement comme un déchet. Les hydrocarbures plus lourds que le méthane sont récupérés, et vendus comme matière première pétrochimique ou comme carburant (gaz de pétrole liquéfié), la plupart des terminaux d'exportation de GNL produisent aussi du GPL. L'hélium est un coproduit dont la valeur commerciale peut être importante.

Transport maritime

Le transport est assuré par des navires appelés méthaniers, qui emmagasinent le liquide dans des réservoirs adiabatiques. L'isolation n'étant pas parfaite, du méthane liquide s'évapore pendant la traversée, il est récupéré par un petit compresseur et utilisé dans la propulsion du navire, qui est en général constitué de chaudières à vapeur mélangeant ce gaz et du fioul. La plupart des méthaniers ont une capacité de l'ordre de 140 000 mètres cubes de GNL (70 000 tonnes environ), ce qui correspond à 87 millions de mètres cubes de gaz dans les conditions standards. Ce sont des navires très coûteux, les plus chers navires non militaires par tonne de déplacement après les navires de croisères et paquebots.

Les terminaux de regazéification reçoivent les méthaniers et transfèrent leur cargaison dans des réservoirs à terre. Le méthane liquide est regazéifié au fur et à mesure de la demande du réseau de gaz naturel du pays demandeur. En plus de servir à l'importation du gaz, ces terminaux offrent également la possibilité de réguler le réseau de transport de gaz du pays récepteur.

Autres applications

Si le commerce maritime du gaz naturel est la principale application de la liquéfaction de ce carburant, il ne faut pas négliger l'emploi du GNL comme carburant pour véhicules lourds, pour le transport terrestre (par camion ou rail) et comme moyen de stockage à court terme du gaz.

Historique

Le procédé a initialement été développé aux États-Unis dans les années 1910. À l'époque, l'objectif principal était la séparation de l'hélium contenu naturellement dans le gaz naturel. Un premier brevet sur le transport par barge fut déposé dès 1914, mais ne fut pas suivi d'application industrielle. En 1941, une première usine commerciale de liquéfaction de gaz naturel ouvrit à Cleveland. Elle servait au stockage temporaire du gaz, pour lisser la consommation sur le réseau.

Le transport maritime du gaz naturel liquéfié commença à titre expérimental en 1959. Le Methane Pioneer était un liberty ship reconverti : disponibles en abondance, ces navires servaient de base à de nombreux projets. Il transporta du gaz naturel liquéfié de Lake Charles, en Louisiane, à Canvey Island au Royaume-uni.

Le premier terminal d'exportation commercial fut ouvert en Algérie à Arzew en 1964. Il exporta du gaz vers la Grande-Bretagne, puis vers la France et les États-Unis. En 1969, l'exportation de gaz naturel commença de Kenai en Alaska vers le Japon. Depuis, le commerce du gaz naturel liquéfié a connu une croissance ininterrompue, marquée par la diversification progressive des fournisseurs et des clients.

Principaux avantages

1. Il n'est aucunement toxique.
2. Sa combustion est moins polluante que celle du charbon (dans de bonnes conditions de combustion, le seul rejet est le gaz carbonique).
3. Ce type d'énergie ne nécessite que de très peu d'entretien.

L'installation de terminaux de GNL provoque souvent des craintes des riverains, devant la peur d'explosions dues à des accidents ou à des attentats. Cependant, en plus de 40 ans de commerce international du GNL, aucun désastre du genre n'a eu lieu sur les sites de réception. En revanche, il y a eu des explosions sur les unités de production, dont la plus tragique eu lieu à Skikda en Algérie le 19 janvier 2004 et fit 27 morts, mais la cause n'est pas le GNL.

Les marchés

Le Japon a toujours été le principal marché du GNL, seul moyen pour lui d'avoir du gaz naturel (les réserves domestiques sont minimes). Début 2008, il existe actuellement plus d'une cinquantaine de terminaux d'importation dans 17 pays différents. Le tableau ci-dessous donne les chiffres d'importation par pays en 2007 (chiffres de BP^[1] après conversion d'unité).

Au total, le commerce de GNL représente (en 2005) 165 millions de tonnes, correspondant à 226 Gm³ de gaz naturel. Près de 8% du gaz consommé dans le monde est donc transporté sous cette forme, et cette part ne cesse d'augmenter.

Ce gaz n'est pas forcément consommé dans le pays qui l'importe, surtout en Europe - les réseaux étant interconnectés, le gaz débarqué à Zeebruges ou à Fos-sur-Mer peut être brûlé par compensation à Berlin. L'Argentine figure dans le tableau ci-dessous pour mémoire, mais n'a pas importé de GNL en 2007, son terminal de Bahia Blanca ayant commencé son activité en juin 2008^[2]. Sa capacité est de 3Mt/an.

Le marché est en forte expansion, avec de nombreux projets de nouveaux terminaux d'importations, en raison :

• de l'augmentation générale de la consommation d'énergie,
• du déclin de la production de gaz de certaines régions (Amérique du Nord, Grande-Bretagne, Argentine) qui oblige à recourir aux importations,
• de la hausse du prix du pétrole ces dernières années, qui rend l'importation de GNL intéressante, là ou le gaz peut se substituer au pétrole,
• de la relative « propreté » du gaz par rapport au charbon et au pétrole pour la production d'électricité et dans l'industrie,
• de la relative sécurité d'approvisionnement apportée (exemple du Chili).

Les trois pays d'Amérique du Nord ont de nombreux projets de terminaux d'importations, sur les deux côtes. Le Mexique est en train de construire un premier terminal sur la côte Ouest du continent, tandis que le Canada en construit un sur la côte atlantique, situé au Nouveau-Brunswick et doté d'une capacité de 8Mt/an ^[3]. En outre, trois terminaux supplémentaires sur la côte du golfe du Mexique aux États-Unis sont prévus^[4]. À terme, bien d'autres terminaux sont en projet, ce continent deviendra un marché plus important que le Japon pour le GNL. Cependant, la production autochtone de gaz américain et canadienne décline rapidement.

La Chine a deux terminaux en construction et plusieurs en projet. Ce pays compte accroître fortement le rôle du gaz dans son enveloppe énergétique. L'Inde a construit deux terminaux récemment, en a un en chantier et plusieurs envisagés. Il y a aussi de nouveaux terminaux prévus en Europe, dont plusieurs au Royaume-Uni et un en Grande-Bretagne.

En France, la Société du Terminal Méthanier de Fos-Cavaou (STMFC), filiale à 72% de Elengy, a construit un deuxième terminal à Fos-sur-Mer sur la presqu'ile du Cavaou^[5]. Tandis que EDF va construire un terminal à Dunkerque d'ici 2011 et que Poweo aura le sien à Antifer en 2012^[6].

À une échelle bien moindre, d'autre pays envisagent d'importer du GNL. Le Chili, par exemple, s'est rendu compte des conséquences de sa dépendance vis-à-vis de l'Argentine pour l'alimentation en gaz, et voit dans le GNL un moyen de diversifier ses sources - son terminal d'importation devrait ouvrir en 2009. Israël a aussi annoncé une compétition pour la construction d'un terminal.

La Nouvelle-Zélande est en pénurie de gaz et envisage cette solution. La Jamaïque pourrait aussi y recourir pour ne plus brûler du pétrole, trop cher, dans ses centrales électriques. L'Afrique du Sud y verrait bien un moyen de réduire sa pollution en utilisant du gaz à la place du charbon. La Thailande est en train de construire un premier terminal d'importation, qui devrait être actif en 2011^[7].

Le futur

L'expansion de cette source d'énergie mène à une demande croissante pour le transport. En effet, le transport maritime mise beaucoup dans cette ressource énergétique, et de nouveaux projets naissent. Par exemple le STL (Single Turret Loading) est une bouée de chargement et déchargement en pleine mer qui permet aux méthaniers non seulement de transporter le GNL, mais également de servir en tant que terminal.

D'autres projets sont à l'étude comme les caissons de stockage flottants pouvant contenir de 500 000 m³ à 800 000 m³ et remorquables depuis les pays producteurs jusque dans des infrastructures côtières de raccordement et d'exploitation des pays utilisateurs.

Les pays producteurs

En 2004, treize pays exportaient du gaz naturel liquéfié, et quinze en importaient, un seul (les États-Unis) est à la fois exportateur et importateur.

L'expansion des moyens d'exportations suit celle des moyens d'importations. Contrairement au pétrole, où le marché est très diversifié, dans le cas du GNL personne ne construit de terminal de liquéfaction sans avoir signé des accords à long terme avec des clients pour l'essentiel de la production, et inversement.

Les producteurs d'Asie du Sud-Est (Indonésie, Malaisie, Brunei, principaux fournisseurs du Japon) exploitent déjà la plupart de leur gisements de gaz, leur ratio réserve/production est de l'ordre de 30 à 40. Il ne semble donc pas qu'ils puissent augmenter fortement leurs exportations de GNL, d'autant que leur consommation intérieure augmente. L'Australie, en revanche, devrait accroître sa production. Ce pays a un important terminal d'exportation construit en 1989 et étendu plusieurs fois, le projet North West Shelf de Woodside. Un deuxième, le projet Darwin, est entré en service en 2006, il exploite un gisement partagé avec le Timor oriental. Au moins cinq autres projets GNL sont en développement en Australie : Browse (10 Mt/an en 2014^[9], Pluto (4.3 Mt/an, 2010^[10]) , Gorgon (15 Mt/an, 2010^[11]) et Ichthys (8 Mt/an, 2014 Inpex: start of Ichthys LNG output may be delayed. Les principaux clients de ces nouvelles unités de production seront le Japon, l'Inde, la Chine et le Corée.

Au Moyen-Orient, Qatar dispose du plus grand gisement de gaz du monde, le North Dome, encore peu exploité (au rythme d'extraction actuel, il tiendrait plus de 500 ans). La production augmente rapidement, en 2006 elle a atteint 26 millions de tonnes^[12]. 50 millions de tonnes annuels sont annoncés pour 2015.

À une échelle plus modeste, Oman pourrait étendre sa capacité.

En Afrique, le Nigéria prévoit d'accroître sa production dans le cadre de son objectif de valoriser tout le gaz associé des gisements de pétrole, donc une large part est actuellement brûlé en torchère. En 2006, l'Égypte vient d'ouvrir deux terminaux. En mai 2007, la Guinée équatoriale a exporté son premier chargement le GNL. La capacité du terminal du pays est de 3.4 Mt/an, chiffre qui pourrait être doublé plus tard, le deuxième train utilisant en partie du gaz nigérien et camerounais (il s'agit d'ailleurs du premier projet transfrontalier).

Les nouveaux fournisseurs

En plus de l'expansion des capacités existantes, le nombre de pays fournisseurs devrait s'accroître dans les années futures. La Russie est sans doute le plus important des fournisseurs nouveaux.

Le projet d'exploitation des hydrocarbures de Sakhaline, qui a connu de nombreuses vicissitudes, devrait exporter du GNL à partir de 2008 au rythme de 10 millions de tonnes par an (Mt/an). Ce premier terminal n'exploitera qu'une fraction des réserves de l'île.

Le gisement de Chtokman devait initialement alimenter un immense terminal GNL destiné à l'exportation , mais le projet a été réorganisé et l'essentiel du gaz partira dans le réseau européen. Néanmoins, un terminal GNL sera construit, mais bien plus petit, et plus tard que dans la première version du projet.

La Russie a aussi un projet de terminal sur la mer baltique, et un sur la péninsule de Iamalie.

Plusieurs pays vont rejoindre prochainement les rangs des exportateurs de GNL :

• Angola : le projet Angola LNG utilisera essentiellement du gaz associé des gisements de pétrole, éliminant leur destruction en torchères. Il exportera initialement 5 Mt/an, capacité dont l'extension est déjà envisagée.

• Norvège : le projet GNL le plus septentrional du monde est à Hammerfest en mer de Barents. Il exporte le gaz du gisement de Snøhvit depuis décembre 2007, au rythme de 4,1 Mt/an^[13].

• Yémen : le projet Yemen LNG, qui exporte depuis début novembre 2009 du GNL en europe et en Asie, valorise le gaz associé provenant de gisements de pétrole au centre du pays. La capacité du pays atteindra au cours de l'année 2010 le rythme de 6.7 Mt/an.

• Pérou : le projet Camisea, déjà exploité pour les liquides et le gaz à consommation interne, doit alimenter un petit terminal de liquéfaction (4.2 Mt/an) à partir de 2009.

• Venezuela : ce pays compte produire et exporter du gaz naturel liquéfié à partir de 2014^[14]

Trois pays ont le potentiel de devenir des exportateurs importants, mais présentent des obstacles politiques :

• Iran : plusieurs projets de terminaux d'exportations sont étudiés, mais la crise politique actuelle rend leur réalisation difficile à court et moyen terme. Les réserves sont immenses.

• Bolivie : l'exportation de gaz via le Pérou ou le Chili a été envisagée. La nationalisation de l'industrie pétrolière du pays, sa volonté de limiter la production, et la croissance des marchés locaux rend le projet moins viable.

• Liban

Enfin des projets ont été évoqués dans plusieurs pays.

• Mauritanie : l'exportation de GNL à partir de ce pays est une possibilité pour certaines des compagnies qui y travaillent, mais il faudrait d'abord trouver des réserves de gaz supplémentaires.

• Colombie : la compagnie nationale a plusieurs fois montré son ambition dans le domaine, mais ici aussi les réserves connues sont insuffisantes.

• Papouasie-Nouvelle-Guinée : après l'abandon (début 2007) d'un projet de gazoduc vers l'Australie, plusieurs moyens de commercialiser les réserves de gaz du pays sont étudiés, dont un terminal GNL.

À plus long terme, bien des compagnies envisagent la construction de terminaux flottants, à l'instar de ce qui existe déjà pour le pétrole. Ces usines de liquéfaction flottantes permettraient la commercialisation de réserves de gaz offshore isolées. Néanmoins, on ne sait encore dire quel sera le premier gisement à recevoir un terminal LNG flottant. Cette solution avait notamment été envisagée pour Koudou (Namibie) et Bayu-Undan (Timor-Oriental/Australie) mais finalement écarté au profit de méthodes plus classiques. Les terminaux flottants ne garantissent pas la sécurité des opérations comme le ferai un port abrité

Références

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