Gaz à effet de serre et effet de serre
Les gaz à effet de serre, ou GES, sont ces gaz indésirables présents dans notre atmosphère, contribuant ainsi au changement climatique mondial, soit directement, soit indirectement, en piégeant la chaleur de la Terre et en réchauffant notre planète.
Bien que certains de ces gaz à effet de serre se produisent naturellement dans l’atmosphère, les activités humaines et industrielles ont augmenté leur quantité, altérant ainsi l’équilibre atmosphérique.
Nous savons tous que l’atmosphère terrestre est légèrement plus chaude que ce que nous pourrions normalement attendre. Cela est en partie dû aux effets du chauffage solaire direct qui a relevé la température de la Terre grâce à un processus naturel appelé effet de serre.
Normalement, la Terre est chauffée par la lumière visible et infrarouge provenant directement du Soleil. La surface chauffée émet ensuite de la lumière infrarouge. Les petites quantités de gaz à effet de serre présentes dans l’atmosphère absorbent et réémettent les radiations infrarouges vers la Terre dans toutes les directions, piégeant ainsi efficacement cette chaleur dans l’atmosphère.
En conséquence, la Terre expérimente naturellement un léger effet de serre qui maintient la température à la surface de la Terre juste comme il faut, ni trop froide, ni trop chaude. Ce processus d’effet de serre naturel est bénéfique car il rend notre planète habitable.
Cela permet aux humains de vivre heureux sur la planète et, tout aussi important, que la plupart de l’eau à la surface reste sous forme liquide. Cependant, la combustion de combustibles fossiles et la déforestation continue de la planète ont provoqué une augmentation de la température mondiale moyenne plus rapide que la normale.
Quels sont les gaz à effet de serre
Les deux principaux gaz de l’atmosphère terrestre sont l’azote (N2) et l’oxygène (O2) que nous respirons, mais qui, eux-mêmes, n’absorbent pas les radiations infrarouges et ne jouent donc aucun rôle significatif dans la régulation de la température de la planète, n’étant dès lors pas classés comme gaz à effet de serre.
En plus de l’azote et de l’oxygène, il existe de petites quantités de dioxyde de carbone (CO2) et de molécules d’eau dans l’atmosphère qui affectent le réchauffement climatique. Normalement, ces gaz sont régulés par le cycle annuel de la Terre et sa température. Cependant, en raison des activités humaines au cours des derniers siècles, la concentration atmosphérique de dioxyde de carbone a augmenté, ce qui a entraîné une hausse de la température mondiale.
La combustion de combustibles fossiles pour produire de l’électricité, principalement consommée par les ménages et l’industrie, a entraîné une augmentation majeure de la consommation de charbon, augmentant ainsi notre empreinte carbone et nos émissions globales de gaz à effet de serre. Pour réduire la quantité de gaz à effet de serre libérée quotidiennement dans notre atmosphère, nous devons diminuer la combustion de combustibles fossiles en améliorant notre manière d’utiliser et de brûler ces combustibles.
Les principaux gaz à effet de serre responsables du réchauffement climatique sont :
- Dioxyde de carbone (CO2) – Il représente presque 80 % des émissions mondiales demeurant dans l’atmosphère pendant des milliers d’années.
- Méthane (CH4) – Le méthane provient à la fois de sources naturelles et d’activités humaines, plus de la moitié de ses émissions mondiales résultent de la combustion de combustibles fossiles, de l’agriculture animale et de la décomposition des déchets en décharge.
- Protoxyde d’azote (N2O) – Le protoxyde d’azote est un gaz incolore, inodore et non inflammable, l’un des gaz à effet de serre les plus puissants et une menace majeure pour la couche d’ozone. Il provient des fertilisants azotés et de la combustion de combustibles fossiles et de biomasse.
Pourquoi les combustibles fossiles ne sont-ils pas renouvelables. C’est parce que ces ressources à base de carbone ont mis des millions d’années à se développer sous terre, donc nous ne pouvons pas en produire davantage une fois qu’elles sont épuisées. C’est pourquoi ces types de sources de combustible sont appelées non renouvelables. Mais une augmentation de l’efficacité des combustibles fossiles ne préservera pas ces réserves, mais contribuera à réduire les gaz à effet de serre.
Les industries devront donc jouer un rôle majeur dans la réduction de leurs émissions de gaz nocifs en augmentant l’efficacité de leurs processus de production, les rendant plus propres et moins consommateurs d’énergie, ce qui aidera à réduire la quantité d’électricité générée pour répondre à la demande. Il convient également d’installer des machines écoénergétiques ou d’utiliser des sources d’énergie plus efficaces, ou de trouver des sources d’énergie alternatives qui, lorsqu’elles sont brûlées, créent ou émettent peu ou pas de gaz carbonique.
Cependant, en plus de la combustion des combustibles fossiles traditionnels, la combustion du méthane, qui est un composant du gaz naturel et donc non renouvelable, produit encore plus de gaz à effet de serre, car lors de la combustion, le méthane se combine avec l’oxygène pour former de l’eau, de la chaleur et du dioxyde de carbone. De plus, le méthane en tant que gaz est plus efficace que le dioxyde de carbone pour piéger la chaleur dans l’atmosphère et contribue au problème global du réchauffement climatique.
Cependant, le méthane (CH4) dérivé de la combustion de biomasse et de ressources biomasse telles que les déchets solides des décharges, les activités agricoles, le fumier animal, etc., produit du biogaz grâce à un processus appelé digestion anaérobie, qui est classé comme renouvelable.
Partout dans le monde, d’énormes quantités d’émissions de gaz à effet de serre, également appelées pollution climatique, ont été évitées grâce au développement d’installations de valorisation des déchets par rapport aux décharges ouvertes, et les gaz de déchets récupérés et les biocarburants sont utilisés pour la génération d’énergie sous forme de chaleur, d’électricité, ou de chaleur et d’électricité combinées, constituant une alternative pour gérer les déchets indésirables sans produire de gaz à effet de serre ou d’autres polluants atmosphériques.
Mais quels que soient les effets bénéfiques de la combustion de combustibles fossiles, il devient de plus en plus évident que la consommation de combustibles fossiles traditionnels à leurs niveaux actuels libère trop de polluants et de gaz dans l’atmosphère, entraînant ainsi un changement des propriétés thermiques de l’atmosphère terrestre. Aujourd’hui, l’atmosphère de la Terre retient plus d’énergie solaire qu’elle ne l’a jamais fait auparavant depuis que l’humanité a commencé à consommer d’importantes quantités de combustibles fossiles.
Bien que de nombreux changements à long terme et effets sur la chimie atmosphérique ne soient pas encore totalement clairs, l’augmentation des températures océaniques et atmosphériques a déjà un impact sur les puissants courants qui circulent autour des océans en distribuant leur énergie thermique. Les effets sur la distribution de la chaleur thermique du soleil autour de la planète provoquent une augmentation des températures moyennes mondiales.
Le niveau de la mer a augmenté dans le monde entier d’environ 15 à 20 cm (6 à 8 pouces) au cours du siècle dernier. Une partie de cette élévation est directement due à la fonte des glaciers de montagne et des calottes glaciaires polaires, tandis qu’une autre partie résulte de l’expansion des eaux océaniques causée par la hausse des températures océaniques. Ce qui devient de plus en plus clair, c’est que la composition chimique de l’atmosphère terrestre est en train de changer.
L’avenir des émissions de gaz à effet de serre
Mais qu’en est-il de l’avenir des gaz à effet de serre. L’inquiétude quant à l’impact potentiel du réchauffement climatique et de ses effets a amené de nombreux pays à établir des engagements dans le cadre du Protocole de Kyoto pour réduire les émissions de gaz à effet de serre. Le développement et l’utilisation d’énergies alternatives dans le cadre de leurs besoins en électricité ont contribué à satisfaire certains de ces engagements en compensant ou réduisant la pollution atmosphérique qui serait autrement causée par la combustion de combustibles fossiles dans les centrales électriques conventionnelles.
Les problèmes climatiques pourraient être résolus par la mise en œuvre de diverses stratégies. L’arrêt des émissions de gaz à effet de serre (et pas seulement leur réduction), en promouvant et en utilisant des technologies à zéro émission, et en cessant complètement de combustion de combustibles fossiles ou d’utiliser de l’énergie nucléaire, tout en les remplaçant par des technologies renouvelables qui n’émettent aucun gaz à effet de serre. Clairement, l’exploitation d’une multitude de sources d’énergie verte et propre est le seul moyen plausible de satisfaire nos besoins énergétiques actuels.
Nous savons que la quantité d’énergie solaire gratuite atteignant la surface de la Terre en quelques heures est plus que suffisante pour alimenter la planète pendant toute une année. C’est assez révélateur et justifie pleinement nos efforts pour utiliser l’énergie solaire. Exploiter cette source d’énergie gratuite et illimitée avec suffisamment d’efficacité est considéré par beaucoup comme un défi majeur, mais le développement de nouvelles technologies alimentées par la lumière du soleil, qui ne libèrent aucun gaz à effet de serre, devient maintenant courant.
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