Gaz naturel liquéfié

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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[modifier | modifier le code]

Production[modifier | modifier le code]

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[modifier | modifier le code]

Maquette d'un méthanier

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 croisière 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[modifier | modifier le code]

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[modifier | modifier le code]

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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[modifier | modifier le code]

Ce gaz reste un gaz à effet de serre, et émetteur de gaz à effet de serre (CO2) quand il est brûlé, mais par rapport au pétrole, au charbon ou à certains types de gaz conventionnels, s'il répond aux normes du marché, il ne contient pratiquement pas de composés toxiques ; sa combustion est donc moins polluante que celle du charbon, avec dans de très bonnes conditions de combustion, comme seul rejet du gaz carbonique et un peu de NOx. Les chaudières et moteurs à gaz nécessitent moins d'entretien que ceux utilisant du pétrole ou du charbon.

Risque industriel ; les terminaux et gazoducs de GNL suscitent souvent des craintes de riverains, qui craignent des explosions dues à des accidents ou à des attentats. Dans le monde, en plus de 40 ans aucun désastre de cette sorte n'a eu lieu sur des sites de réception, mais certaines installations vieillissent et il y a eu des explosions sur des unités de production (la plus tragique est celle de Skikda en Algérie, qui fit le 19 janvier 2004 27 morts, mais la cause directe n'était pas le GNL).

Les marchés[modifier | modifier le code]

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 2013 [1].


Pays Importations (Mt/an) 2013 Terminaux d'importation actifs
Drapeau du Japon Japon 87,98 Environ 25
Drapeau de la Corée du Sud Corée du Sud 40,39 4 : Pyongtaek, Inchon, Tongyeong, Kwangyang
Drapeau de la République populaire de Chine Chine 18,60 13
Drapeau de l'Inde Inde 13,05 3 : Dahej, Hazira et Dabhol
Drapeau de la République de Chine Taïwan 12.72 Yung-An, Taichung
Drapeau de l'Espagne Espagne 9,13 5
Drapeau : Royaume-Uni Royaume-Uni 6,91 4 : Isle of Grain, Teesside, Milford Haven (2)
Drapeau de la France France 6,60 3 : Fos Cavaou, Fos Tonkin, Montoir de Bretagne
Drapeau du Mexique Mexique 5,67 Altamira
Drapeau de l’Argentine Argentine 4,72 Bahia Blanca
Drapeau de la Turquie Turquie 4,4 2 : Marmara Ereglisi et Izmir
Drapeau du Brésil Brésil 4,15 Pecém
Drapeau de l'Italie Italie 4,05 Panigaglia
Drapeau du Chili Chili 2,61
Drapeau des États-Unis États-Unis 1,90 5 (tous sur la côte est)
Drapeau du Koweït Koweït 1,59
Drapeau de la Malaisie Malaisie 1,50 Melaka
Drapeau du Portugal Portugal 1,49 Sines
Drapeau de Thaïlande Thaïlande 1,45 Map Ta Phut
Drapeau de l'Indonésie Indonésie 1,43
Drapeau de la Belgique Belgique 1,19 Zeebruges
Drapeau de Porto Rico Porto Rico 1,16 San Juan
Drapeau de Dubaï Dubaï 1,15
Drapeau de Singapour Singapour 0,91
Drapeau de la République dominicaine République dominicaine 0,84 Andres
Drapeau du Canada Canada 0,76 St Jean
Drapeau de la Grèce Grèce 0,45 Revithoussa
Drapeau d’Israël Israël 0,40
Drapeau des Pays-Bas Pays-Bas 0,36

Au total, le commerce de GNL représente (en 2013) 236 millions de tonnes, correspondant à 300 milliards de mètres cubes de gaz naturel. 9 % 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

Le marché est en forte expansion, avec de nombreux projets de nouveaux terminaux d'importation, 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 où 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'importation, 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 8 Mt/an [2].

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[précision nécessaire].

En France, Fosmax LNG, filiale à 72 % de Elengy, a construit un deuxième terminal à Fos-sur-Mer sur la presqu'ile du Cavaou[3]. Tandis que EDF va construire un terminal à Dunkerque d'ici 2015 et que Poweo a eu le sien à Antifer en 2012[4].

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 Thaïlande dispose de son premier terminal d'importation depuis 2011[5].

Le futur[modifier | modifier le code]

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 à 800 000 m3 et remorquables depuis les pays producteurs jusque dans les infrastructures côtières de raccordement et d'exploitation des pays utilisateurs.

Les pays producteurs[modifier | modifier le code]

En 2013, 18 pays exportaient du gaz naturel liquéfié, et 21 en importaient, un seul (les États-Unis) est à la fois exportateur et importateur.

Pays Volume (Mt/an) 2012[6] Notes
Drapeau du Qatar Qatar 75 Leader depuis 2006
Drapeau de la Malaisie Malaisie 22,8
Drapeau de l'Australie Australie 20,1
Drapeau du Nigeria Nigeria 19.5
Drapeau de l'Indonésie Indonésie 18 En déclin. Fut leader jusqu'en 2006
Modèle:Trinidad-et-Tobago 13.7 Fut le principal fournisseur des États-Unis jusqu'à l'émergence du gaz de schiste
Drapeau de l'Algérie Algérie 11 Principal fournisseur de la France et de la Belgique
Drapeau de la Russie Russie 10.6 Sur le Pacifique (Sakhaline)
Drapeau d'Oman Oman 8
Drapeau du Brunei Brunei 6.5
{{Emirats 5.5
Yémen Yémen 5.1
Drapeau de l'Égypte Égypte 4.8
Drapeau du Pérou Pérou 3.9
Modèle:Guinée Equatoriale 3.5
Drapeau de la Norvège Norvège 3.4 Snohvit

L'expansion des moyens d'exportation suit celle des moyens d'importation. 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[7]), Pluto (4.3 Mt/an, 2010[8]), Gorgon (15 Mt/an, 2010[9]) et Ichthys (8 Mt/an, 2014 [10]). Les principaux clients de ces nouvelles unités de production seront le Japon, l'Inde, la Chine et la 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[11]. 50 millions de tonnes annuels sont annoncés pour 2015.

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

En Afrique, le Nigeria 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[modifier | modifier le code]

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. Le premier cargo a été exporté en 2013, l'Angola n'est donc pas inclut dans le tableau ci dessus.
  • Venezuela : ce pays compte produire et exporter du gaz naturel liquéfié à partir de 2014[12].
  • Mozambique : suite à d'importantes découvertes de gaz ces dernières années, le pays deviendra exportateur en 2018 selon le calendrier du projet[13].

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

  • Iran : plusieurs projets de terminaux d'exportation 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.

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 écartée au profit de méthodes plus classiques. Les terminaux flottants ne garantissent pas la sécurité des opérations comme le ferait un port abrité.

Références[modifier | modifier le code]

  1. Source des chiffres : GIIGNL [1]
  2. http://www.canaportlng.com/
  3. « Fosmax LNG, qui sommes nous », sur www.fosmax-lng.com
  4. L'Expansion, juin 2008
  5. http://www.gulf-times.com/site/topics/article.asp?cu_no=2&item_no=342256&version=1&template_id=48&parent_id=28
  6. Chiffres du BP statistical review of world energy 2013, après conversion d'unité, arrondis à trois chiffres significatifs. Ne sont pas inclus des pays comme le Brésil qui n'ont pas de terminal de liquéfaction, mais ponctuellement ré-exportent du gaz liquéfié importé
  7. Hydrocarbon Technologies
  8. Source
  9. site officiel gorgon.com.au
  10. Inpex: start of Ichthys LNG output may be delayed
  11. "Qatar set to lead growth in LNG production", 02/03/2007, Bloomberg
  12. Rigzone http://www.rigzone.com/news/article.asp?a_id=70631
  13. Site du projet : [2]