Pourquoi le réseau électrique chinois est le premier émetteur du plus puissant gaz à effet de serre

Quasi inconnu du grand public, l’hexafluorure de soufre (SF6) a un effet de serre 25 000 fois plus puissant que le CO2. Utilisé pour isoler les lignes électriques, il est présent à l’intérieur du réseau chinois qui s’est considérablement étendu ces dernières années. L’électrification « propre » du monde sera au cœur des négociations de la COP31 qui s’ouvre lundi 9 novembre en Turquie. Entretien avec une experte chinoise des gaz à effet de serre basée à Washington.

Par notre journaliste de la rédaction en chinois de RFI

Le mois dernier, le site américain d’information sur le changement climatique Inside Climate News a publié un article sur les émissions de gaz à effet de serre de la Chine. Son titre interpelle : « Le super-polluant émis par le réseau électrique chinois est en train de faire bouillir la planète ». L’analyse du journaliste Phil McKenna explique que le réseau électrique chinois cache un secret bien gardé : bien que la Chine soit le leader mondial du développement des énergies renouvelables, elle est aussi le premier émetteur du gaz à effet de serre le plus puissant de la planète.

L’hexafluorure de soufre, SF6 en abrégé, fait partie de la famille des gaz fluorés et est bien identifié comme gaz à effet de serre parmi tous les autres (CO₂, CH₄, N₂O, HFC, PFC, NF₃). C’est un gaz artificiel qui n’existe pas à l’état naturel. Il a été synthétisé il y a plus d’un siècle par deux chimistes français. Ce gaz est incolore, inodore, non toxique et difficilement inflammable.

En revanche, c’est aussi un tueur du climat : son potentiel de réchauffement est 25 000 fois supérieur à celui de la même quantité de dioxyde de carbone, et une fois libéré dans l’atmosphère, il y demeure plus de 1 000 ans.

Il sert principalement d’isolant dans les réseaux électriques, en particulier à haute tension. Il est également utilisé dans l’industrie des semi-conducteurs. Ses émissions actuelles sont négligeables, mais il y a des fuites et l’électrification du monde augmente son usage.

L’article met en doute l’affirmation du ministère chinois de l’Écologie et de l’Environnement selon laquelle la Chine aurait déjà la capacité de récupérer 90 % du SF6 usagé, estimant que le taux de récupération réel pourrait n’être que de 30 %. L’auteur estime que les entreprises d’électricité pourraient, moyennant un coût modeste, porter ce taux à environ 90 %, réduisant ainsi sensiblement les émissions de gaz à effet de serre.

Les émissions chinoises de SF6 ont doublé en dix ans

Une étude publiée en 2024 dans la revue scientifique Nature Communications avait montré que les émissions de SF6 de la Chine ont doublé dans l’Empire du Milieu entre 2011 et 2021, à mesure que le déploiement massif du réseau électrique explosait. En 2021, exprimées en équivalent CO2, elles étaient comparables aux émissions totales d’un pays comme les Pays-Bas ou le Nigeria.

L’équipe internationale de chercheurs comprenait notamment des membres du prestigieux Massachusetts Institute of Technology, des universités de Fudan et de Pékin en Chine, de Bristol (Royaume-Uni) et du Centre d’observation météorologique de l’Administration météorologique chinoise.

Ces scientifiques avertissaient que, faute de mesures de contrôle concrètes de la part du gouvernement chinois, les progrès vers l’objectif de neutralité carbone en 2060 pourraient être compromis. « Toute augmentation des émissions de SF6 au cours de ce siècle modifiera effectivement le bilan radioactif de notre planète (l'équilibre entre l'énergie entrante du soleil et l'énergie sortante de la Terre) bien au-delà de l'horizon de plusieurs décennies des politiques climatiques actuelles", déclarait Ronald Prinn, directeur du programme au MIT et co-auteur de l'étude. C'est pourquoi il est impératif que la Chine et tous les autres pays prennent des mesures immédiates pour réduire et, à terme, éliminer leurs émissions de SF6. »

Depuis le 1er janvier 2016, l’Union européenne interdit l’utilisation de gaz fluorés dans les réseaux de moyenne tension. Un nouveau règlement sur les gaz fluorés est entré en vigueur en mars 2024 pour les éliminer d’ici 2050. L’UE prévoit en outre une réduction supplémentaire de 40 millions de tonnes d’équivalent CO2 d’ici 2030, et de 310 millions de tonnes d’ici 2050. Le recours au SF6 a diminué dans les pays industrialisés depuis 30 ans car le gaz figurait déjà dans le protocole de Kyoto, signé en 1997, parmi les six catégories de gaz à effet de serre dont les émissions devaient être limitées. Mais seuls les pays développés étaient alors concernés. Les gouvernements des États-Unis, de l’Union européenne, du Royaume-Uni et du Japon ont adopté une série de mesures de réduction.

Mais la Chine ne figure pas sur la liste des pays industrialisés établie par la Convention des Nations unies sur le climat (CCNUCC, Annexe 1) dans les années 1990 qui impose la réduction des émissions de gaz à effet de serre. Elle n'est donc pas soumise à la même obligation que les pays européens et industrialisés.

RFI a interrogé par téléphone Sun Xiaopu, chercheuse senior chargée des politiques de réduction des émissions de gaz à effet de serre autres que le CO₂ à l’Institut pour la gouvernance et le développement durable (IGSD), à Washington.

RFI : Est-il nécessaire de renforcer, en général, le contrôle du SF6 ?

Sun Xiaopu : Oui, c’est nécessaire pour plusieurs raisons. D’abord, si l’on ne regarde que le tonnage émis, il n’est pas très important, mais c’est un gaz à effet de serre extrêmement puissant et de très longue durée de vie. Ensuite, il mérite d’être traité en priorité parce que les mesures de réduction se concentrent sur un seul secteur : en Chine, il est surtout utilisé dans les réseaux électriques, ce qui en fait une opportunité de réduction. Enfin, aujourd’hui, beaucoup d’institutions s’intéressent aux réseaux électriques et à l’approvisionnement énergétique, parce que l’énergie représente pour tous une opportunité de développement, et d’équilibre dans ce développement. Avec l’expansion des réseaux, la question est de savoir comment fournir un réseau plus propre.

De plus, la durée de vie de ces installations, en particulier celles à haute tension, est très longue, de l’ordre de plusieurs décennies. Le gaz que l’on introduit dans les équipements y reste donc stocké ; si on ne le gère pas efficacement, il fuira à la mise au rebut des équipements, et il n’y aura aucun moyen de le récupérer efficacement.

Il faut saisir cette occasion maintenant, avant l’expansion à grande échelle des réseaux. Plus tôt le problème sera résolu, mieux ce sera.

À quel moment les fuites de SF6 se produisent-elles ? Lors de l’installation, de la maintenance, en fin de vie des équipements ?

Il faut le gérer sur l’ensemble du cycle de vie, mais les données de recherche montrent que les émissions se concentrent surtout lors de la maintenance et du retrait des équipements, en particulier lors du retrait. Il faut d’abord disposer d’un suivi complet des émissions, puis le recouper et le valider avec les données d’observation atmosphérique. C’est en mesurant les émissions que l’on connaît les chiffres réels : où il est émis dans chaque pays, chaque région, chaque équipement. Pour l’instant, nous pouvons bien sûr faire des estimations approximatives, mais d’un point de vue de recherche, on ne peut pas trop simplifier ces données ; il faut souligner l’importance des données de suivi des émissions.

Quelles mesures le gouvernement américain a-t-il prises pour réduire les émissions de SF6 ?

Au niveau fédéral, la nouvelle administration a entraîné un recul. Mais il y a la Californie, qui continue d’imposer par la réglementation des limites aux taux d’émission de SF6. Elle procède aussi par niveaux de tension, avec une graduation, mais les seuils de tension sont différents de ceux de l’UE et le calendrier aussi. Je trouve cela tout à fait raisonnable, car chaque pays et chaque région doit établir son propre calendrier en fonction de la situation de ses secteurs industriels, de ses besoins, de son climat et de sa topographie, et surtout de la maturité de ses technologies.

Ensuite, on procède par niveau de tension : on remplace en priorité les équipements de moyenne et basse tension, pour lesquels la technologie est plus mûre, tandis que le remplacement des équipements de haute ou très haute tension intervient plus tard. La réglementation californienne est très efficace : les pénalités s’accumulent à chaque jour d’infraction. La loi chinoise sur l’environnement fonctionne sur le même principe. Cela constitue une sanction très dissuasive pour les entreprises et rend le coût d’une infraction très élevé. En fait, de nombreux pays et régions ont des mesures.

En termes de volume, les émissions de la Chine représentent plus de la moitié de celles de l’ensemble des pays du monde. Le gouvernement chinois a désormais inscrit la réduction des émissions de SF6 dans le quinzième plan quinquennal. Ce plan prévoit-il des stratégies spécifiques, un calendrier ou des mesures incitatives ou punitives ?

Oui. Premièrement, la méthodologie du système volontaire de réduction des émissions de gaz à effet de serre, qui cible les équipements électriques de tension supérieure à 66 kV, exige le recyclage, la purification et la réutilisation lors de la maintenance et de la mise hors service de ces équipements. L'objectif est d'utiliser des incitations économiques pour promouvoir l'adoption et l'utilisation de cette technologie.

Parallèlement, le 15e plan quinquennal a défini un objectif de renforcement des capacités de réduction des émissions de gaz à effet de serre autre que le CO₂, comme le SF6.

Plusieurs points ont été proposés, dont l'élaboration et la mise en œuvre d'un plan de contrôle de l'hexafluorure de soufre (SF6). Plusieurs mesures de réduction des émissions de gaz à effet de serre autres que le CO₂ ces dernières années ont pris la forme de tels plans, en Chine. Par exemple, le plan de réduction des émissions de méthane à l'horizon 2023 et le plan de réduction des émissions d'oxydes d'oxygène et d'azote industriels à l'horizon 2025. J’espère donc que l’on pourra établir un système global de gouvernance et de supervision nationale pour la réduction du SF6, qui mette en ordre tous ces maillons.

Inside Climate News met en doute l’affirmation du ministère chinois de l’Écologie et de l’Environnement selon laquelle les entreprises d’électricité chinoises seraient en mesure de recycler 90 % du SF6 usagé, et estime que le taux réel est bien inférieur, environ 30 % seulement. L’auteur pense que les entreprises pourraient porter ce taux à 90 % pour un coût modeste, réduisant ainsi nettement les émissions. Selon vous, pourquoi les compagnies d’électricité chinoises n’intensifient-elles pas leurs efforts en matière de recyclage de l’hexafluorure de soufre ?

Je reconnais que les bénéfices du recyclage du SF6 en termes de réduction des émissions sont très élevés, et qu’il est très important de poser la question de la nécessité de cette récupération.

Mais pour les entreprises, le coût de ce recyclage et de la purification est bien supérieur au prix du gaz neuf. De plus, la méthode de récupération centralisée adoptée en Chine oblige à transporter les gaz usagés de différents endroits vers un autre site pour les traiter, ce qui pose des questions de sécurité durant le transport.

S’ajoute à cela la question de la qualité du gaz purifié réutilisé : si un problème survient et endommage les équipements électriques à haute tension, le coût pour l’entreprise peut être énorme. Si l’on ne tient pas compte de ces aspects, il sera difficile de transformer réellement les réductions d'émissions souhaitées et d'empêcher de nouvelles fuites de SF6 dans les décennies à venir. Cela implique beaucoup de questions techniques.

S’il existait des règles internationales unifiées, cela aiderait aussi les autres pays du Sud, par exemple en Afrique, où de nombreux centres de données (datacenters) doivent être construits : on imagine mal comment éviter les émissions de SF6 sans réseau électrique propre.

Est-il techniquement possible de remplacer ce gaz fluoré par d’autres matériaux ?

Oui, il existe des technologies de substitution ; la tendance dominante consiste à les remplacer par le vide ou par des gaz respectueux de l’environnement.

Le thème central de la 31^e Conférence de l’ONU pour le climat, en novembre, sera la manière de construire un réseau électrique efficace, sûr et bas carbone. Les réseaux électriques deviendront de plus en plus vastes, et l’usage de ce gaz isolant augmentera. Ne faudrait-il pas commencer à promouvoir ces alternatives avant que les émissions n’augmentent ?

C’est un sujet crucial, et c’est le moment d’agir. Si le secteur en a la capacité technique, plus tôt il participera à l’élaboration des règles et normes internationales et à leur reconnaissance mutuelle, plus ce sera visionnaire. Et si l’on n’agit pas maintenant, les effets se feront sentir pendant des décennies, comme pour les climatiseurs : un climatiseur est utilisé pendant dix à quinze ans, et le fluide frigorigène que vous y mettez aujourd’hui sera libéré après. Il faut donc le remplacer dès maintenant et en réduire progressivement l’usage.