PRG à 100 ans

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Les différents gaz à effet de serres

 

Les gaz à effet de serre (GES) sont des composants gazeux qui absorbent le rayonnement infrarouge émis par la surface terrestre et contribuant à l'effet de serre. Un gaz ne peut absorber les rayonnements infrarouges qu'à partir de trois atomes par molécule, ou à partir de deux si ce sont deux atomes différents (de ce fait,  l'oxygène O2 et le diazote N2, qui constituent la majeur partie de l'atmosphère terrestre, ne sont pas des GES).

 

Les principaux GES sont :

La vapeur d'eau (H2O)

Le dioxyde de carbone (CO2)

Le méthane (CH4)

Le protoxyde d'azote (N2O)

L'ozone (O3)

Des gaz fluorés (CFC, HCFC, PFC, HFC, SF6, NF3)

 

On parlera de GES anthropiques pour les GES dont l'émission est influencée par les activités humaines. La vapeur d'eau (dont la durée de vie dans l'atmosphère est très courte) n'est pas directement influencée par les émissions humaines. De plus, l'ozone troposphérique n'est pas émise directement par l'homme, mais est le résultat de la décomposition d'autres gaz dans l'atmosphère. Ces deux GES (H2O et O3) sont exclus du champ de la comptabilité carbone.

 

Le CO2 est le GES anthropique ayant l'impact le plus important sur le climat. La participation des principaux GES anthropiques au réchauffement climatique est la suivante :

GES

Répartition des émissions annuelles mondiales de GES anthropiques en 2004

source : rapport du GIEC 2007001

 

Dans le graphique ci-dessus, les émissions de CO2 sont répartit selon 3 origines :

La combustion des énergies fossiles : pétroles, gaz et charbons (56,6%)

Les process générant du CO2 minéral : décarbonatation dans les cimenteries notamment (2,8%)

La déforestation et le déstockage de carbone des sols du à des changement d'affectation des sols (17,3%)

 

Les émissions anthropiques de CH4 et N2O proviennent à environ 90% de l'agriculture. Les autres sources d'émissions de ces deux gaz sont : le traitement des déchets, certains process industriels...

 

En 2014, les divers gaz fluorés représentent 2% des émissions mondiales (contre 1,1% en 2004). Ce même ordre de grandeur est valable pour la France. L'impact de ces différents gaz fluorés sur le climat se répartit comme suit :

 

GF

Répartition des émissions annuelles françaises de gaz fluorés en 2012

source : rapport CRF CCNUCC 2012003

 

Dans le graphique ci-dessus, sont exclus les gaz fluorés suivant :

Le NF3 car il n'était pas encore à reporter dans les rapports CCNUCC

Les GES dont l'éradication est prévue par le protocole de Montréal (CFC, HCFC et  certains halons)

 

Dans la Base Carbone ®, on retient les catégories suivantes pour classer les GES :

Les principaux GES (CO2, CH4 et N2O)

Les principaux gaz fluorés purs (présenté dans le graphique précédent)

Les principaux mélanges commerciaux de gaz fluorés (voir ci après)

Les autres gaz fluorés purs (autres HFC et PFC dont les valeurs sont proposées dans les rapports du GIEC)

Les substances contrôlées par le protocole de Montréal (CFC, HCFC et  certains halons)

 

Pour pouvoir établir des graphiques comme ceux présentés ci-dessus, il faut pouvoir comparer les GES entre eux. Pour cela, on utilise un indicateur d'impact le PRG (voir ci-après).

 

 

PRG et CO2e

 

Les différents GES anthropiques ont un impact plus ou moins important sur le climat.

 

Afin d’être comparé les uns avec les autres, les émissions des différents GES peuvent être exprimés en CO2e (équivalent CO2). « L’outil » retenu dans la Base Carbone ® permettant de convertir les émissions d’un GES en CO2e  est son PRG (relatif) à 100 ans. Il s'agit de l'indicateur classique retenu dans la plupart des rapports/traités internationaux.  

 

Il convient de noter que les PRG à 100 ans ont varié au fil des rapports du GIEC (par exemple celui du méthane est passé de 21 dans le rapport de 1995 à 23 dans le rapport de 2001 puis 25 dans le rapport de 2007). Cela est normal, car les PRG, qui reflètent des effets comparés à celui du CO2, sont en effet dépendants :

des concentrations des divers gaz à effet de serre déjà présents dans l'atmosphère,

des cycles naturels des gaz considérés, qui conditionnent leur rythme d'épuration de l'atmosphère, et donc leur "durée de vie" dans l'air.

 

 

Tableau des principaux PRG à 100 ans

 

Le tableau ci-dessous donne les PRG de divers GES publiés dans les rapports de 2007 et 2013 :

 

Classement

Désignation

Formule

chimique

PRG à 100 ans

AR4 *

PRG à 100 ans

AR5**

Nom 1

Nom 2

Principaux GES

Dioxyde de carbone d'origine fossile

CO2f

1

1

Méthane d'origine fossile

CH4f

25

30

Méthane d'origine biogénique

CH4b

25

28

Protoxyde d'azote

N2O

298

265

Dioxyde de carbone d'origine biogénique

CO2b

1***

1***

Principaux gaz fluorés purs

(hors substances contrôlées par le protocole de Montréal)

Hexafluorure de soufre

SF6

22800

23500

Trifluorure d'azote

NF3

17200

16100

HFC-23  

R23

CHF3  

14800

12400

HFC-32  

R32

CH2F2  

675

677

HFC-125  

R125

CHF2CF3  

3500

3170

HFC-134a  

R134a

CH2FCF3  

1430

1300

HFC-143a  

R143a

CH3CF3  

4470

4800

HFC-152a  

R152a

CH3CHF2  

437

138

HFC-227ea  

R227ea

CF3CHFCF3  

5310

2640

HFC-43-10mee  

R4310mee

CF3CHFCHFCF2CF3  

1640

1650

PFC-14  

R14

CF4  

7390

6630

PFC-116  

R116

C2F6  

12200

11100

PFC-218  

R218

C3F8

8830

8900

PFC-318  

R318

c-C4F8

10300

9540

PFC-5-1-14  

R5114

C6F14

9300

7910

Mélanges commerciaux

(hors substances contrôlées par le protocole de Montréal)

 

R404a

 

3 922

3 943

 

R407a

 

2 107

1 923

 

R407c

 

1 774

1 624

 

R407f

 

1 825

1 674

 

R410a

 

2 088

1 924

 

R417a

 

2 346

2 127

 

R422a

 

3 140

2 844

 

R422d

 

2 729

2 473

 

R427a

 

2 138

2 024

 

R507

 

3 985

3 985

 

R507a

 

2 465

2 235

Substances contrôlées par le protocole de Montréal

CFC-11  

R11

CCl3F  

4750

4660

CFC-12  

R12

CCl2F2  

10900

10200

CFC-13  

R13

CClF3  

14400

13900

CFC-113  

R113

CCl2FCClF2  

6130

5820

CFC-114  

R114

CClF2CClF2  

10000

8590

CFC-115  

R115

CClF2CF3  

7370

7670

Halon-1301  

CBrF3  

7140

6290

Halon-1211  

CBrClF2  

1890

1750

Halon-2402  

CBrF2CBrF2  

1640

1470

Carbon tetrachloride  

CCl4  

1400

1730

Methyl bromide  

CH3Br  

5

2

Methyl chloroform  

CH3CCl3  

146

160

HCFC-22  

R22

CHClF2  

1810

1760

HCFC-123  

R123

CHCl2CF3  

77

79

HCFC-124  

R124

CHClFCF3  

609

527

HCFC-141b  

R141b

CH3CCl2F  

725

782

HCFC-142b  

R142b

CH3CClF2  

2310

1980

HCFC-225ca  

R225ca

CHCl2CF2CF3  

122

127

HCFC-225cb  

R225cb

CHClFCF2CClF2

595

525

 

R502

 

4657

4 786

 

R401a

 

1182

1 130

 

R408a

 

3152

3 257

Autres gaz fluorés purs

==> non détaillés dans ce tableau, mais disponibles dans le module de recherche

PRG à 100 ans des divers GES.

(*) AR4 : 4ème rapport du GIEC (2007) 001

(**) AR5 : 5ème rapport du GIEC (2013) 002

(***) Voir le chapitre CO2 biogénique

 

Il faut noter que certains gaz à effet de serre mentionnés dans le tableau ci-dessus, malgré leur fort PRG, ne sont pas pris en compte par le Protocole de Kyoto. C’est notamment le cas des CFC ou de certains HCFC (R11, R12, R502, R22, R401a et R408a), dont l’éradication était déjà prévue dans le cadre du Protocole de Montréal, raison pour laquelle il était inutile de revenir dessus dans le cadre du protocole de Kyoto. Du reste, l’Union Européenne a interdit (par règlement communautaire), dès 2000, l’emploi des CFC dans les appareils frigorigènes neufs, et interdit l’emploi de ces mêmes gaz pour la maintenance et l'entretien des installations existantes depuis 2001.

 

De leur côté, les HCFC sont interdits dans les équipements neufs depuis 2004, mais la recharge des équipements existants restera autorisée jusqu'en 2015 sous certaines conditions.

 

Pour éviter tout risque d’incompatibilité avec les normes existantes ou en vigueur (ISO 14064, en cours de révision), les émissions liées aux gaz non pris en compte dans le protocole de Kyoto sont disponibles de manière discriminée dans la Base Carbone (se reporter au document méthodologique pour plus de détails).

 

Les PRG utilisés dans la Base Carbone sont ceux de l'AR5 contrairement à ceux présentés dans certaines parties de la présente documentation qui reste à actualiser. Ainsi, en cas de différence, ce sont bien les valeurs de l'application informatique qu'il convient d'utiliser.

 

Les mélanges commerciaux

 

Dans le commerce, des mélanges de gaz fluorés sont vendus. Ces mélanges sont principalement utilisés comme fluide frigorigène. Le tableau ci-dessus montre la composition de plusieurs d'entres eux :

 

Mélanges

HFC-125

HFC-134a

HFC-143a

HFC-600

HFC-600a

HFC-32

PRG AR4

PRG AR5

R404a

44%

4%

52%

 

 

 

3 922

3 943

R407a

40%

40%

 

 

 

20%

2 107

1 923

R407c

25%

52%

 

 

 

23%

1 774

1 624

R407f

30%

40%

 

 

 

30%

1 825

1 674

R410a

50%

 

 

 

 

50%

2 088

1 924

R417a

46.6%

50%

 

3.4%

 

 

2 346

2 127

R422a

85.0%

11.5%

 

 

3.4%

 

3 140

2 844

R422d

65.1%

31.5%

 

 

3.4%

 

2 729

2 473

R427a

25%

50%

10%

 

 

15%

2 138

2 024

R507

50%

 

50%

 

 

 

3 985

3 985

R507a

50%

50%

 

 

 

 

2 465

2 235

Composition et PRG des fluides frigorigènes commerciaux

Source : Wikipédia - liste des réfrigérants 004

 

Il existe aussi des mélanges qui comprennent des substances contrôlées par le protocole de Montréal. Ils sont traités comme ces dernières.

 

Mélanges

R22

R115

R152a

R124

R125

R143a

PRG AR4

PRG AR5

R502

48.8%

51.2%

 

 

 

 

4 657

4 786

R401a

53%

 

13%

34%

 

 

1 182

1 130

R408a

47%

 

 

 

7%

46%

3 152

3 257

Composition et PRG des fluides frigorigènes commerciaux

Substances contrôlées par le protocole de Montréal

Source : Wikipédia - liste des réfrigérants004

 

 

Sources :

[001] AR4 : 4ème rapport du GIEC (2007)

[002] AR5 : 5ème rapport du GIEC (2013)

[003] Rapport CRF CCNUCC 2012

[004] Wikipédia - liste des réfrigérants