MethMine

Estimation des émissions de méthane des sources ponctuelles des mines de charbon

Présentation

Le méthane, deuxième gaz à effet de serre (GES) par ordre d'importance, piège plus de chaleur que le CO2 mais a une durée de vie plus courte dans l'atmosphère. Depuis l'industrialisation, les niveaux de méthane ont presque triplé dans l’atmosphère, contribuant de manière significative au réchauffement de la planète. Le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) a souligné que la réduction substantielle des GES autres que le dioxyde de carbone, y compris le méthane, est une condition nécessaire pour atteindre les objectifs de l'Accord de Paris et maintenir le réchauffement climatique à 1,5°C d'ici la fin du 21^ème siècle.

Dans ce contexte, et compte tenu des riches réserves de charbon en Chine, la surveillance, la quantification et la réduction des émissions de méthane provenant des mines de charbon sont nécessaires pour lutter contre le changement climatique et le réchauffement de la planète à court terme.

Le projet MethMine propose d'utiliser des données de télédétection et un modèle de panache gaussien pour estimer les émissions de méthane des grandes mines de charbon à forte teneur en gaz en Chine.

Ce projet peut fournir des données importantes pour le contrôle fin du gaz de mine et contribuer à promouvoir le développement de la technologie de surveillance et de quantification des émissions ponctuelles de méthane basée sur la méthode de télédétection par satellite à l'avenir.

Méthodologie

Dans cette étude portant sur la Chine, les émissions de méthane provenant des grandes mines de charbon à haute teneur en gaz ont été estimées à l'aide des données du capteur TROPOMI (Tropospheric Monitoring Instrument) du satellite Sentinel-5P et du modèle de panache gaussien. En combinant les inventaires d'émissions ascendants, la fiabilité des résultats quantitatifs est vérifiée, et la conversion avec une grande précision des émissions de sources ponctuelles observées par le satellite est réalisée. La comparaison de la valeur estimée avec l'inventaire des émissions permet d’analyser les limites de la comptabilisation du méthane dans les mines de charbon et confirme la possibilité de quantifier les émissions de méthane à partir de sources ponctuelles par le biais de la surveillance par satellite.

▲ Figure 1 : Simulations du panache de méthane de la mine de charbon de Tashan (a) et de la mine de charbon de Yimin (b) à l'aide du modèle HYSPLIT. © Institut de recherche sur l'information aérospatiale, Académie chinoise des sciences

Site(s) d'application

Données

Satellite

• Sentinel-5P, données du capteur TROPOMI (Tropospheric Monitoring Instrument)

Autres

• Données sur les mines de charbon : Base de données Global Coal Mine Tracker du Global Energy Monitor
• Données météorologiques ERA-5
• Données d'émission ascendantes : EDGAR (Base de données des émissions pour la recherche atmosphérique mondiale)

Résultats - Produit(s) final(aux)

Les premiers résultats montrent que la valeur par défaut du facteur d'émission de méthane des mines de charbon du GIEC est supérieure à celle de la Chine. Cela signifie que les émissions de méthane des mines de charbon chinoises peuvent être largement surestimées, et qu'il est nécessaire de poursuivre la surveillance de l'étalonnage et l'analyse des émissions de méthane de ces mines.

▲ Figure 3 : Analyse des facteurs d'émission de la mine de charbon de Tashan (a) et de la mine de charbon de Yimin (b), basée sur TROPOMI. En comparant les résultats de la recherche avec les trois données du GIEC, de l'inventaire provincial des émissions et de Kholod, nous constatons que le facteur d'émission du charbon chinois est surestimé. © The Aerospace Information Research Institute, Chinese Academy of Sciences

Références

Y. Gao, Y. Zhang, Z. He, Z. Li, C. Fan, Y. Han*, Z. Li*, Precise inversion of methane emission from point source via TROPOMI and Gaussian plume Model : case of typical coal mines in China.  (document de travail)