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Glossaire · Secteur de l’énergie & transition énergétique

Gaz naturel

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Le gaz naturel est un vecteur énergétique fossile composé principalement de méthane et extrait de gisements souterrains. Il est utilisé dans les ménages et les bâtiments pour le chauffage, dans l'industrie comme combustible et comme matière première chimique, et dans les centrales pour produire de l'électricité. Dans le système électrique, le gaz naturel est important surtout parce que les centrales à gaz sont techniquement faciles à réguler. Elles peuvent fournir de l'électricité lorsque l'énergie éolienne et solaire ne suffit pas ou lorsqu'une production supplémentaire est nécessaire à court terme.

Quantité d'énergie, pouvoir calorifique inférieur et pouvoir calorifique supérieur

Le compteur de gaz mesure un volume en mètres cubes. Ce qui est facturé et négocié, en revanche, c'est de l'énergie, c'est-à-dire des kilowattheures, des mégawattheures ou des térawattheures. Pour les factures des ménages en Allemagne, la formule suivante s'applique en règle générale : volume mesuré multiplié par le coefficient de conversion (Zustandszahl) multiplié par le pouvoir calorifique supérieur. Le coefficient de conversion ramène le volume mesuré à un état normalisé de pression et de température. Le pouvoir calorifique supérieur indique la quantité d'énergie contenue dans un mètre cube normal dans la zone de réseau concernée. À titre de règle empirique approximative, un mètre cube de gaz naturel correspond à environ 10 à 11 kilowattheures. Le gaz H, plus riche en énergie, se situe à un niveau supérieur à celui du gaz L, qui contient une proportion plus élevée d'azote et d'autres gaz.

La différence entre pouvoir calorifique inférieur et pouvoir calorifique supérieur est importante. Le pouvoir calorifique inférieur décrit la chaleur libérée lors de la combustion lorsque la vapeur d'eau produite reste à l'état gazeux. Le pouvoir calorifique supérieur inclut en outre la chaleur de condensation de cette vapeur d'eau. Pour le gaz naturel, le pouvoir calorifique supérieur est supérieur d'environ 11 pour cent au pouvoir calorifique inférieur. Les chaudières à condensation refroidissent les fumées au point d'utiliser une partie de cette chaleur de condensation. Les factures de gaz indiquent le plus souvent des kilowattheures rapportés au pouvoir calorifique supérieur, tandis que les rendements des centrales sont souvent rapportés au pouvoir calorifique inférieur. Il convient donc de toujours vérifier la base de référence lorsqu'on compare des chiffres.

Pour le système électrique, la distinction entre énergie et puissance est en outre déterminante. Une quantité de gaz exprimée en térawattheures ne dit rien de la puissance de centrales, en gigawatts, disponible à un moment donné. Inversement, la puissance installée d'une centrale à gaz ne dit rien de la quantité de gaz qu'elle consomme réellement sur l'année.

Méthane, gaz naturel et gaz apparentés

Selon son origine, le gaz naturel contient, outre le méthane, de l'éthane, du propane, de l'azote ou du dioxyde de carbone. Avant l'injection dans le réseau de gaz, il est traité afin de satisfaire aux exigences techniques. Rapporté à sa teneur en énergie, le méthane contient moins de carbone que le charbon ou le pétrole. Par kilowattheure de combustible, le gaz naturel émet grosso modo la moitié à trois cinquièmes du CO₂ du lignite ou de la houille. Comme les centrales à cycle combiné modernes atteignent en outre des rendements élevés, les émissions directes par kilowattheure d'électricité sont nettement inférieures à celles des centrales à charbon. C'est pourquoi le gaz naturel a longtemps été considéré comme un combustible fossile relativement peu émetteur.

Cette appréciation reste incomplète si l'on ne regarde que la cheminée. Le méthane lui-même est un puissant gaz à effet de serre. Sur 20 ans, il agit, par tonne, bien plus fortement que le CO₂ ; sur 100 ans, il reste environ trente fois plus puissant. Lorsque du méthane s'échappe lors de l'extraction, du traitement, du transport ou de la distribution, le bilan climatique du gaz naturel se dégrade considérablement. Pour une évaluation équitable, c'est donc l'ensemble de la chaîne d'approvisionnement qui compte, et pas seulement le rendement de la chaudière ou de la centrale.

Dans l'UE, le règlement (UE) 2024/1787 sur la réduction des émissions de méthane dans le secteur de l'énergie s'applique à cet égard depuis le 4 août 2024. Les entreprises du secteur du pétrole et du gaz doivent mesurer leurs émissions de méthane à la source et sur le site, les faire vérifier de manière indépendante et les déclarer. S'y ajoutent des obligations de détecter et de réparer les fuites, ainsi que des restrictions sur l'évacuation et le torchage du gaz. Les importateurs doivent eux aussi fournir des informations sur les chaînes d'approvisionnement situées en dehors de l'UE. Cela est significatif, car, selon les indications du règlement, l'UE importe environ 90 pour cent de son gaz fossile. Les obligations prennent effet par étapes. La sévérité finale des exigences applicables aux importations dépend notamment d'actes d'exécution et d'actes délégués encore à venir.

Le gaz naturel doit être distingué des gaz apparentés. Le biogaz est produit par la fermentation de matières organiques et contient, outre le méthane, le plus souvent beaucoup de dioxyde de carbone. Le biométhane est du biogaz épuré à la qualité du gaz naturel, qui peut être injecté dans le réseau de gaz. Le gaz naturel liquéfié, en abrégé GNL, n'est pas un vecteur énergétique à part. C'est du gaz naturel refroidi à environ moins 160 degrés Celsius et ainsi liquéfié afin de pouvoir être transporté par navire. L'hydrogène ne contient pas de carbone et se comporte techniquement autrement que le méthane. Il peut remplacer le gaz naturel dans certaines applications, mais seulement si les installations, les réseaux, les stockages et les règles de sécurité sont adaptés.

Consommation et approvisionnement en Allemagne

Selon les données de la Bundesnetzagentur, l'Allemagne a consommé en 2025 environ 864 TWh de gaz, soit 2,2 pour cent de plus que l'année précédente. Cela représentait environ 12 pour cent de moins que la moyenne des années 2018 à 2021. Dans cette statistique, 40 pour cent reviennent aux clients ménages et petits professionnels et 60 pour cent au groupe industrie. Selon la délimitation des données de marché, ce groupe comprend les grands consommateurs mesurés, donc aussi les centrales. Le BDEW, avec des données provisoires, arrive à environ 875 TWh. Parmi ceux-ci, environ 296 TWh reviennent à l'industrie et à l'exploitation minière et environ 265 TWh aux ménages privés. Le reste se répartit entre l'artisanat, le commerce et les services ainsi que l'approvisionnement en électricité et en chaleur. La plus grande partie du gaz naturel n'est donc pas utilisée pour l'électricité, mais pour la chaleur et dans l'industrie.

L'Allemagne ne produit que peu de gaz naturel national, environ 34 TWh en 2025. À cela s'ajoutaient environ 10 TWh de biogaz injecté. Les importations se sont élevées, à titre provisoire, à environ 1 031 TWh, dont une partie a été réacheminée vers les pays voisins. Environ 106 TWh sont arrivés dans le pays via les terminaux GNL allemands, selon le BDEW dans leur très grande majorité en provenance des États-Unis. Le gaz naturel est donc avant tout une question d'importations et d'infrastructures : la production, les gazoducs, les terminaux GNL, les stockages, les contrats d'approvisionnement à long terme et les règles du marché intérieur de l'UE déterminent la disponibilité et le prix du gaz.

Les stockages de gaz compensent surtout les fluctuations saisonnières : en été on stocke, en hiver le besoin de chaleur élevé est couvert aussi à partir des stockages. Les règles de l'UE sur le stockage de gaz de 2022 ont été prolongées en 2025 jusqu'à fin 2027. L'objectif de remplissage de 90 pour cent est maintenu, mais peut être atteint à n'importe quel moment entre le 1er octobre et le 1er décembre. En cas de conditions de marché difficiles, des écarts sont autorisés. En Allemagne, l'ordonnance sur les niveaux de remplissage des stockages de gaz (Gasspeicherfüllstandsverordnung) prescrit au 1er novembre des objectifs différenciés : 80 pour cent en règle générale et 45 pour cent pour plusieurs stockages en gisements poreux désignés individuellement. Sur l'ensemble des stockages, cela donne environ 70 pour cent. Pour le système électrique, cela est important indirectement, car les centrales à gaz ne fournissent une production pilotable fiable que si l'approvisionnement en gaz est lui aussi assuré.

Rôle du gaz naturel dans le système électrique

Les centrales à gaz peuvent être montées et réduites en puissance relativement rapidement. Les turbines à gaz simples conviennent à des interventions brèves de quelques heures par an. Les centrales à cycle combiné atteignent des rendements plus élevés et fonctionnent plutôt sur de plus longues périodes. Les installations de cogénération produisent simultanément de l'électricité et de la chaleur. Elles jouent surtout un rôle là où des réseaux de chaleur, des procédés industriels ou de grands ensembles de bâtiments sont alimentés.

Avec le développement de l'énergie éolienne et du photovoltaïque, la mission du gaz naturel dans le secteur électrique change. Autrefois, les centrales à gaz fonctionnaient en base, en semi-base ou en pointe selon les prix des combustibles et le parc de centrales. Dans un système comportant beaucoup d'électricité renouvelable, elles sont de plus en plus utilisées lorsque la charge résiduelle est élevée. C'est la demande d'électricité qui subsiste après déduction de l'injection d'origine éolienne et solaire.

Une centrale à gaz supplémentaire ne signifie donc pas automatiquement une consommation de gaz élevée. Une centrale met d'abord de la puissance à disposition. La quantité de gaz qu'elle brûle réellement dépend des heures de fonctionnement, du rendement, des prix du gaz et du CO₂, de la production éolienne et solaire et des règles de marché. Pour la sécurité d'approvisionnement, une installation peut avoir de la valeur même si elle ne fonctionne que rarement. Pour le bilan climatique, en revanche, ce qui compte est la quantité d'électricité qu'elle produit réellement et la quantité de gaz qu'elle brûle pour cela.

Prix du gaz naturel, prix de l'électricité et règles de marché

Le gaz naturel influence le prix de l'électricité surtout lorsque les centrales à gaz fixent le prix sur la bourse de l'électricité. Sur le marché day-ahead européen s'applique le principe de l'ordre de mérite : les offres des centrales sont classées selon leurs coûts marginaux à court terme, donc surtout selon les coûts de combustible et de CO₂. La dernière offre encore nécessaire pour couvrir la demande détermine, dans une zone de dépôt des offres, le prix unique pour toutes les offres retenues au cours de la période concernée. Lorsqu'une centrale à gaz est nécessaire, la hausse des prix du gaz peut faire grimper nettement le prix de l'électricité. La crise énergétique de 2022 l'a montré.

Le prix de l'électricité ne suit toutefois pas toujours le prix du gaz. Pendant les heures de forte production éolienne ou solaire, ce sont souvent d'autres installations qui fixent le prix, ou les prix deviennent même négatifs. Les congestions du réseau, la disponibilité des centrales, les prix du CO₂, le niveau de la demande et les échanges transfrontaliers d'électricité influencent eux aussi la formation des prix. Le marché du gaz et le marché de l'électricité sont donc bel et bien liés, mais l'intensité de ce lien dépend des centrales qui fonctionnent à un moment donné.

Raccourcis fréquents

  • Le gaz naturel est une énergie propre : la combustion produit moins de CO₂ que celle du charbon, mais le gaz naturel reste fossile. Lorsque les pertes de méthane dans la chaîne d'approvisionnement sont élevées, l'avantage par rapport au charbon diminue lui aussi. L'impact climatique dépend de l'extraction, du transport, des fuites, de la combustion et de la durée d'utilisation des installations.

  • Une fonction de transition sans fin : le gaz naturel peut aider à remplacer les centrales à charbon et à sécuriser la production fluctuante issue de sources renouvelables. Il n'en découle toutefois pas un rôle illimité pour de nouvelles infrastructures gazières. Les conduites, terminaux, centrales et chauffages sont amortis sur de longues périodes. S'ils sont conçus pour une utilisation durable à pleine charge, il en résulte des structures de coûts et des intérêts qui compliquent la sortie. Une centrale qui ne fonctionne que quelques heures par an gagne en revanche peu avec les kilowattheures vendus. Elle peut avoir besoin d'autres sources de revenus pour la puissance garantie, par exemple un marché de capacité ou des appels d'offres.

  • Gaz naturel égale gaz climatiquement neutre : le biométhane, le méthane de synthèse ou l'hydrogène peuvent remplacer certaines applications fossiles. Leurs quantités disponibles, leurs coûts et leurs pertes de conversion diffèrent toutefois fortement de ceux du gaz naturel actuel. Pour le méthane de synthèse, on produit d'abord de l'hydrogène avec de l'électricité, puis on combine celui-ci avec du carbone pour former du méthane. Chaque étape coûte de l'énergie. Pour de nombreuses applications, il est donc plus efficace d'utiliser directement l'électricité. Les gaz climatiquement neutres seront vraisemblablement particulièrement précieux là où l'électrification directe est techniquement difficile ou très coûteuse.

Le gaz naturel entre chaleur, industrie et électrification

Les chauffages au gaz dans les bâtiments, la chaleur de procédé, la production de vapeur et les matières premières chimiques font du gaz naturel un vecteur énergétique qui relie plusieurs secteurs. Les changements dans le système électrique se répercutent donc sur la demande de gaz, sans toutefois l'expliquer entièrement. La consommation des ménages et des petits professionnels dépend fortement de la température extérieure : elle est faible en été et élevée pendant la période de chauffage.

L'électrification déplace ces relations. Lorsque les bâtiments sont chauffés avec des pompes à chaleur, la consommation de gaz sur le marché de la chaleur diminue tandis que la consommation d'électricité augmente. Sur le plan énergétique, ce n'est pas un recul, car une pompe à chaleur produit plusieurs kilowattheures de chaleur à partir d'un kilowattheure d'électricité. Dans le même temps, les exigences augmentent pour les réseaux électriques, la flexibilité, la gestion de la charge et la production lors de périodes sombres et sans vent (Dunkelflauten) froides. La demande de gaz peut donc baisser alors que la puissance garantie reste importante à certaines heures.

Dans l'industrie, le remplacement est plus difficile. Le gaz naturel fournit des températures élevées, se régule bien et sert de matière première dans la chimie. Certains procédés peuvent être électrifiés, d'autres nécessitent de l'hydrogène, du biométhane, des gaz de synthèse ou des procédés entièrement nouveaux. Lorsque le gaz naturel est remplacé dans l'industrie, il s'agit donc rarement d'un simple autre combustible dans la même chaudière. Souvent, les concepts d'installation, les chaînes d'approvisionnement, les cycles d'investissement et les décisions d'implantation changent.

Le gaz naturel n'est donc pas un simple combustible de transition occupant une place fixe dans le futur système énergétique. Il est techniquement flexible, économiquement étroitement imbriqué avec d'autres marchés et limité sur le plan de la politique climatique. Pour le système électrique, ce qui compte avant tout est la distinction entre le gaz en tant que quantité d'énergie brûlée et les centrales à gaz en tant que puissance disponible. Celui qui sépare ces deux éléments peut mieux apprécier le rôle que joue réellement le gaz naturel pour la sécurité d'approvisionnement, les prix de l'électricité, les émissions et la transformation de l'infrastructure énergétique.

Sources

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Edited by eCMS on 11.11.2026 19:47

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