Environnement

Des pipelines plus écologiques

Comment les pompes KNF aident à détecter des fuites nocives pour l’environnement

Face à l'inquiétude grandissante que suscitent les questions environnementales et le changement climatique, de nouvelles sources d’énergie sont sans cesse recherchées dans le monde. Des ressources renouvelables, exploitées par des panneaux solaires, des éoliennes ou des centrales hydroélectriques, constituent des solutions d’avenir. Toutefois, les énergies fossiles demeurent actuellement nécessaires afin de répondre à la demande énergétique croissante au niveau mondial. Le gaz naturel, en particulier, joue un rôle important dans ce domaine. Il procure en effet de l’énergie plus propre que le charbon ou le pétrole. Dans ce secteur, les pompes KNF aident à détecter les fuites pour rendre l’utilisation du gaz aussi durable que possible.

Les préoccupations environnementales attirent l’attention de tous et resteront très probablement un enjeu important, voire le plus important à l’échelle mondiale, au cours des années à venir. Des efforts internationaux comme l’Accord de Paris sur le climat, visent à réduire les émissions de gaz à effet de serre et à limiter l'augmentation de la température moyenne dans le monde de moins de 2 °C. De plus, des mouvements politiques comme Fridays for Future et Youth for Climate sensibilisent aux enjeux environnementaux les plus urgents. Simultanément, la consommation mondiale d’énergie est plus élevée que jamais, sans aucune diminution en vue, tandis que la demande en énergie des pays en développement augmente à mesure qu’ils se développent.

Une transformation profonde requise pour l’énergie renouvelable

Actuellement, la demande d’énergie mondiale est principalement satisfaite par le pétrole, le gaz et le charbon. Même si nombreux sont ceux qui estiment cela comme un problème, un passage rapide à des ressources énergétiques absolument non émettrices de carbone est impossible. Les chiffres illustrant cette question sont stupéfiants : pour satisfaire la consommation mondiale d'énergie actuelle, 3 995 434 éoliennes seraient nécessaires. Aujourd’hui, environ 340 000 éoliennes seulement sont utilisées. Concernant l’énergie solaire, un problème similaire se présente : environ 51,4 milliards de panneaux solaires de 350 W seraient requis pour alimenter le monde en énergie. Ces panneaux couvriraient une surface de 300 000 kilomètres carrés, soit à peu près la superficie de toute l’Italie ou de l'État américain de l'Arizona.

Le gaz naturel : une technologie-relais indispensable

Par rapport au pétrole et au charbon, le gaz naturel représente une ressource énergétique beaucoup plus propre. En optant pour le gaz naturel plutôt que le charbon pour la production d’énergie, moins d’émissions de quasiment tous les types de polluants atmosphériques, y compris le dioxyde de carbone, sont générées. Comme l’indique Dr Fatih Birol, directeur exécutif de l'Agence internationale de l'énergie (AIE), « le gaz naturel est l’un des piliers de l’énergie mondiale. Là où il remplace des énergies plus polluantes, il permet d’améliorer la qualité de l’air et de réduire les émissions de dioxyde de carbone » (IEA, 2019). Compte tenu du temps nécessaire pour passer aux énergies renouvelables et de la demande énergétique mondiale en progression, l’utilisation du gaz naturel en tant que technologie-relais semble être une bonne option jusqu’à ce que des alternatives durables soient largement disponibles.

Le méthane est pire que le CO2

Lors de l’utilisation du gaz naturel, il est impératif de limiter au maximum les fuites dans l’atmosphère. Normalement, le gaz naturel contient plus de 90 % de méthane. Avec le temps, le méthane trouvé dans les principales couches de l’atmosphère commence à se dégrader. Les longueurs d’ondes UV de l’énergie provenant du soleil, en particulier celles avoisinant 254nm, créent le radical hydroxyle OH et de l’oxygène à partir de la vapeur d’eau. L’ion hydroxyle OH « récure » le méthane de l’atmosphère. Mais comme le temps requis pour nettoyer le méthane varie en raison des autres gaz à effet de serre, l’effet global est étudié dans le temps.

 

Il a été démontré que sur une période de 20 ans, le méthane a un « potentiel de réchauffement planétaire » 72 fois supérieur à celui du CO2. Sur une période de 100 ans, il apparaît que le méthane est 25 fois plus nuisible pour l’atmosphère que le CO2 (Forster et al., 2007). Actuellement, environ 17 % de toutes les émissions de gaz à effet de serre identifiées sont composées de méthane (Ritchie & Roser, 2020). Parmi ces 17 %, près d’un quart est causé par l'industrie du pétrole et du gaz (Global Methane Initiative, d.inc.). Pour le transport du gaz jusqu’aux usines de traitement, aux centrales électriques et aux consommateurs finals, des pipelines sont présentes partout dans le monde. Rien qu’aux États-Unis, 490 850 kilomètres de pipelines sont utilisés pour le transport du gaz (EIA, d.inc.). Chaque compresseur, vanne, raccord ou soudure comporte un risque de fuite.

 

C’est pourquoi il est indispensable de détecter et d’éliminer les fuites afin de préserver le potentiel de durabilité du gaz naturel. Pour ce processus de détection, les pompes de KNF jouent un rôle discret mais important.

Comment les pompes KNF aident à détecter des fuites

Les fuites de pipelines émettent non seulement du gaz naturel dans l’atmosphère, mais permettent aussi à l’air ambiant d’entrer dans le pipeline en provoquant une augmentation de l’oxygène, susceptible de causer une défaillance de conduite prématurée dans d'autres parties du pipeline. Par conséquent, les fuites peuvent être détectées en mesurant la pureté du gaz à différents points du pipeline. Si le gaz naturel contient soudainement plus d’oxygène à un certain point de prélèvement, il doit exister une ou plusieurs fuites en amont. À des fins de vérification, une pompe telle que celle de la série KNF NMP 830 réalise un prélèvement en intermittence, en créant un vide contre le flux de gaz dans le pipeline. L’échantillon est ensuite transmis à un capteur où il est analysé. Si le niveau d’oxygène mesuré dépasse un seuil prédéterminé, le dispositif alerte une station de surveillance centrale. Les exigences techniques pour ce type de pompe sont élevées. La pompe ne doit pas contaminer l’échantillon de gaz et comme les points de mesure sont souvent situés dans des régions isolées, la pompe a besoin d’être sans entretien et de bénéficier d’une longue durée de vie.

 

Nous connaissons les exigences élevées posées aux applications utilisées dans l'industrie du pétrole et du gaz. Des décennies de coopération avec des clients de ce secteur nous permettent d'adapter individuellement nos solutions de pompes à leurs besoins spécifiques. Nous sommes à votre disposition pour répondre à vos questions et vous aider à réaliser votre application particulière. Prenez contact avec l’un de nos experts KNF pour votre projet.
 

Bibliographie

EIA. (d.inc.). EIA - Natural Gas Pipeline Network - Transporting Natural Gas in the United States

. Récupéré le 27 mai 2021 de www.eia.gov/naturalgas/archive/analysis_publications/ngpipeline/index.html

 

Forster, P., V. Ramaswamy, P. Artaxo, T. Berntsen, R. Betts, D.W. Fahey, J. Haywood, J. Lean, D.C. Lowe, G. Myhre, J. Nganga, R. Prinn, G. Raga, M. Schulz & R. Van Dorland (2007). Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M.Tignor & H.L. Miller (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom et New York, NY, USA.

 

Global Methane Initiative. (d.inc.). Global Methane Emissions and Mitigation Opportunities

. Récupéré le 27 mai 2021 de www.globalmethane.org/documents/gmi-mitigation-factsheet.pdf

 

IEA. (2019). The Role of Gas in Today’s Energy Transitions – Analysis

. Récupéré le 27 mai 2021 de www.iea.org/reports/the-role-of-gas-in-todays-energy-transitions

 

Ritchie, H. & Roser, M. (2020). Greenhouse gas emissions

. Our World in Data. Récupéré le 27 mai 2021 de ourworldindata.org/greenhouse-gas-emissions

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