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Gaz à effet de serre : qu'est-ce que l'« équivalent CO2 » ?

Equivalent CO2

L’équivalent CO2 des différents gaz à effet de serre se mesure relativement au principal d’entre eux, le dioxyde de carbone. (©photo)

Les différents gaz à effet de serre (GES) se distinguent entre autres par la quantité d’énergie qu’ils sont capables d’absorber(1) et par leur « durée de vie » dans l’atmosphère. L’ « équivalent CO2 » (eq CO2 ou CO2 eq en anglais) est une unité créée par le GIEC(2) pour comparer les impacts de ces différents GES en matière de réchauffement climatique et pouvoir cumuler leurs émissions. Il s’agit d’un outil simplifié(3) qui permet d’identifier des actions prioritaires pour lutter contre le réchauffement climatique et qui est notamment nécessaire pour mettre en place des « marchés carbone »(4).

Concrètement, l’équivalent CO2 consiste à attribuer pour une période de temps donnée un « potentiel de réchauffement global » (PRG) différent pour chaque gaz par rapport au CO2 qui sert d’étalon (et dont le PRG est donc fixé à 1)(5). Autrement dit, le PRG ou « GWP » en anglais, désigne l’effet de serre estimé d’un GES.  

Par exemple, le GIEC considère qu’une tonne de méthane (CH4) a un pouvoir de réchauffement global 28 fois plus élevé en moyenne qu’une tonne de CO2 sur une période de temps de 100 ans. Ainsi, chaque tonne de méthane est comptabilisée comme 28 tonnes d’équivalent CO2 dans les bilans des émissions de GES.

Une des complexités de cet équivalent provient du fait que les différents GES ont des effets différents dans le temps. Leur PRG doit donc toujours être apprécié par rapport à une échelle de temps donnée : une tonne de méthane a un PRG de 28 sur une échelle de 100 ans mais de 84 sur une échelle de 20 ans, compte tenu de sa plus courte durée de vie estimée dans l’atmosphère(6) par rapport au CO2. Lorsque l’échelle de temps considérée n’est pas précisée dans les bilans d’émissions, elle est fixée « par défaut » à 100 ans(7).

Pour rappel, les émissions mondiales des 6 gaz à effet de serre couverts par le protocole de Kyoto (CO2, méthane mais aussi protoxyde d’azote et trois gaz fluorés) s’élevaient 54 Gt eq CO2 en 2013 (sur une période de 100 ans)(8). Une baisse de ces émissions d’au moins 40% d’ici à 2050 (par rapport au niveau de 2010) et une économie quasiment « neutre en carbone » durant la deuxième partie du XXIe siècle seraient nécessaires selon le GIEC pour limiter le réchauffement climatique à une hausse de température de 2°C d’ici à 2100(9), comme l’ambitionne l’accord de la COP21(10).

  PRG, Potentiel de Réchauffement Global (eq CO2)
  sur une période de 20 ans sur une période de 100 ans
CO2 (dioxyde de carbone) 1 1
CH4 (méthane) 84 28
N2O (protoxyde d'azote) 264 265
CF4 (tétrafluorure de carbone) 4880 6630
HFC-152a (1,1-difluoroéthane) 506 138

Valeurs conventionnelles de gaz à effet de serre en « équivalent CO2 » (©Connaissance des Énergies, d'après 5e rapport du GIEC)

parue le
Sources / Notes
  1. Et la « puissance radiative » qu’ils renvoient vers le sol.
  2. Indice introduit dans l’ « IPCC First Assessment Report ».
  3. L’effet de serre réel d’un gaz dépend de nombreux facteurs, notamment de l’importance des puits de carbone « disponibles ».
  4. L’équivalent CO2 est un outil conventionnel qui n’est pas utilisé dans les modélisations prospectives des « climats futurs » : les contributions des principaux gaz à effet de serre font dans ce cas chacune l’objet d’un traitement spécifique. Centre de modélisation du climat, IPSL
  5. Précisons que certains organismes préfèrent utiliser « l’équivalent carbone » (eq C) à l’équivalent CO2, notamment car ce dernier laisse à penser que seul ce gaz est pris en compte. Sachant qu’un kilogramme de CO2 contient près de 273 grammes de carbone, 1 eq CO2 ≈ 0,273 eq C et 1 eq C  ≈ 3,67 eq CO2.
  6. 12,4 ans.
  7. Les gaz à effet de serre à cycle atmosphère rapide, qui sont émis et renouvelés de façon continue, ne sont pas pris en compte dans l’équivalent CO2 alors qu’ils peuvent avoir une concentration atmosphérique non négligeable. Il en est de même pour les gaz produits de manière indirecte comme l’ozone.
  8. Chiffres clés du climat en France, dans l'UE et dans le monde (édition 2016 du Ministère).
  9. Par rapport aux températures de l’ère préindustrielle.
  10. L’accord de la COP21 a pour objectif de stabiliser le réchauffement climatique dû aux activités humaines à la surface de la Terre « nettement en dessous » de 2°C d’ici à 2100 par rapport à la température de l’ère préindustrielle (période de référence 1861-1880) et de poursuivre les efforts pour limiter ce réchauffement à 1,5°C.

 

« Climate change 2014 : synthesis report », GIEC.