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Gaz naturel

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Gaz naturel
Image illustrative de l’article Gaz naturel
Combustion de gaz naturel sur une cuisinière à gaz
Identification
No CAS 8006-14-2
No ECHA 100.029.401
Thermochimie
PCS 54,0 MJ·kg-1 (95 % CH4, 2,5 % C2H6, 2,5 % gaz inertes)[1]
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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Le gaz naturel, ou gaz fossile, est un mélange gazeux d'hydrocarbures constitué principalement de méthane, mais comprenant généralement une certaine quantité d'autres alcanes supérieurs, et parfois un faible pourcentage de dioxyde de carbone, d'azote, de sulfure d'hydrogène ou d'hélium. Naturellement présent dans certaines roches poreuses, il est extrait par forage et est utilisé comme combustible fossile ou par la carbochimie. Le méthane est généralement valorisé par le gaz de synthèse en méthanol. La déshydrogénation oxydative de l'éthane conduit à l'éthylène, qui peut être converti en oxyde d'éthylène, éthylène glycol, acétaldéhyde[2] ou autres alcènes[3]. Le propane, un alcane, peut être converti en propylène[4],[5],[6] ou peut être oxydé en acide acrylique[7],[8],[9] et acrylonitrile.

Sa part dans la production mondiale d'énergie primaire a progressé rapidement, de 19,3 % en 1990 à 23,2 % en 2022. Sa production mondiale s'est accrue de 107 % en 32 ans, de 1990 à 2023, dopée par l’exploitation des gaz non conventionnels). Le gaz naturel est en 2022 la troisième source d'énergie primaire utilisée dans le monde, représentant 23,2 % de la consommation, après le pétrole (29,9 %) et le charbon (28,2 %).

Corrélativement, les émissions mondiales de gaz à effet de serre dues à la combustion du gaz naturel s'élevaient à 7 458 Mt (millions de tonnes) d'équivalent CO2 en 2022, en progression de 103 % depuis 1990 selon l'Agence internationale de l'énergie. Elles représentent 21,3 % des émissions dues à la combustion en 2022, contre 43,7 % pour le charbon et 32,7 % pour le pétrole. Le secteur pétrolier et gazier engendre 13 à 20 % des émissions mondiales de méthane en 2018, gaz dont le potentiel de réchauffement global est 25 fois plus élevé que celui du CO2.

L'usage de gaz naturel a rapidement augmenté dans l'industrie à partir des années 1970, suivi d'une augmentation dans les usages domestiques puis la production d'électricité, se rapprochant de la part du charbon pendant les années 1990. Mais une augmentation des coûts d'exploitation au début du XXIe siècle, les tassements de consommation des pays développés, les besoins des pays émergents et les progrès réalisés dans le traitement du charbon ont redonné au charbon un certain essor. Après une baisse de 2010 à 2014, la consommation mondiale de gaz naturel a repris sa progression, tirée par la Chine et l’Europe, qui remplacent des centrales électriques au charbon par des centrales au gaz.

Les réserves restent mal connues au début des années 2020, mais ont été accrues par l'exploitation de gaz non conventionnels (gaz de schiste, etc.). En 2022, les réserves mondiales prouvées, en hausse de 9,7 % par rapport à 2010, correspondaient à 52 ans de production. Elles sont géographiquement situées pour 39,4 % au Moyen-Orient et 32,5 % dans les pays de l'ex-URSS. La Russie, l’Iran, le Qatar et les États-Unis détiennent à eux seuls 57,9 % des réserves mondiales.

Les deux principaux producteurs de gaz naturel sont, en 2023, les États-Unis (25,5 % de la production mondiale) et la Russie (14,4 %), suivis par l'Iran, la Chine, le Canada, le Qatar et l'Australie. Les principaux consommateurs sont les États-Unis (22,1 %), la Russie (11,3 %), la Chine (10,2 %) et l'Iran (6,1 %). La consommation mondiale a progressé de 18,9 % entre 2013 et 2023, mais a baissé de 25 % au Japon, 25 % en France, 17 % au Royaume-Uni, 12 % en Italie, 11 % en Allemagne, et progressé de 135 % en Chine, 60 % en Iran, 28 % en Inde, 25 % aux États-Unis, 14 % au Canada et 7 % en Russie. En 2017, les États-Unis, qui étaient jusque-là importateurs nets, sont devenus exportateurs nets. En 2023, ils sont au 1er rang des exportateurs avec 16,6 % des exportations mondiales, devant la Russie (11,3 %), le Qatar (10,4 %), la Norvège (9,5 %) et l'Australie (8,8 %). La part de l'Union européenne dans les importations mondiales atteint 32,9 %, suivie par la Chine (13,0 %), le reste de l'Europe (8,6 %) et le Japon (7,4 %). Les sanctions prises par les pays occidentaux à la suite de l'invasion de l'Ukraine par la Russie depuis février 2022 ont entrainé des modifications majeures dans les flux internationaux : les importations de l'Europe par gazoducs ont, entre 2022 et 2024, chuté de 52 %, alors que ses importations de gaz naturel liquéfié ont augmenté de 57 % ; les exportations russes par gazoducs ont baissé de 52,6 % et leurs exportations de GNL augmentent de de 8 %.

  1. ↑ (en) William M. Haynes, CRC Handbook of Chemistry and Physics, Boca Raton, CRC Press/Taylor & Francis, , 93e éd., 2670 p. (ISBN 9781439880494), p. 5-69
  2. ↑ (en) Mikhail V. Parfenov et Larisa V. Pirutko, « Oxidation of ethylene to acetaldehyde by N2O on Na-modified FeZSM-5 zeolite », Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis, vol. 127, no 2,‎ , p. 1025–1038 (ISSN 1878-5204, DOI 10.1007/s11144-019-01610-z, lire en ligne, consulté le ).
  3. ↑ (en) Takashi Suzuki, Hidekazu Komatsu, So Tajima et Kouki Onda, « Preferential formation of 1-butene as a precursor of 2-butene in the induction period of ethene homologation reaction on reduced MoO3/SiO2 catalyst », Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis, vol. 130, no 1,‎ , p. 257–272 (ISSN 1878-5204, DOI 10.1007/s11144-020-01773-0, lire en ligne, consulté le ).
  4. ↑ (en) Meng Ge, Xingye Chen, Yanyong Li et Jiameng Wang, « Perovskite-derived cobalt-based catalyst for catalytic propane dehydrogenation », Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis, vol. 130, no 1,‎ , p. 241–256 (ISSN 1878-5204, DOI 10.1007/s11144-020-01779-8, lire en ligne, consulté le ).
  5. ↑ (en) Qian Li, Gongbing Yang, Kang Wang et Xitao Wang, « Preparation of carbon-doped alumina beads and their application as the supports of Pt–Sn–K catalysts for the dehydrogenation of propane », Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis, vol. 129, no 2,‎ , p. 805–817 (ISSN 1878-5204, DOI 10.1007/s11144-020-01753-4, lire en ligne, consulté le ).
  6. ↑ (en) José C. Orozco, Damola T. Shuaib, Christopher L. Marshall et M. Ishaque Khan, « Divanadium substituted keggin [PV2W10O40] on non-reducible supports-Al2O3 and SiO2: synthesis, characterization, and catalytic properties for oxidative dehydrogenation of propane », Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis, vol. 131, no 2,‎ , p. 753–768 (ISSN 1878-5204, DOI 10.1007/s11144-020-01893-7, lire en ligne, consulté le ).
  7. ↑ (en) « Surface chemistry of phase-pure M1 MoVTeNb oxide during operation in selective oxidation of propane to acrylic acid », J. Catal., vol. 285,‎ , p. 48-60 (lire en ligne)
  8. ↑ (en) « The reaction network in propane oxidation over phase-pure MoVTeNb M1 oxide catalysts », J. Catal., vol. 311,‎ , p. 369-385 (lire en ligne).
  9. ↑ (en) Kinetic studies of propane oxidation on Mo and V based mixed oxide catalysts,
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