Le GNL, une énergie d’avenir

Énergie d’avenir, le gaz naturel liquéfié est un domaine technique d’excellence pour Total et un axe majeur de son développement. Acteur global de l’industrie gazière, fort d’une expertise historique et intégrée sur l’ensemble de la chaîne de valeur, le Groupe améliore en permanence ses solutions et ses technologies pour rester à la pointe d’un savoir-faire incontesté.

Complexe de liquéfaction d’Ichthys en cours de construction – Australie
Complexe de liquéfaction d’Ichthys en cours de construction – Australie.

Le gaz naturel deviendra à l’horizon 2035 la deuxième énergie fossile de la planète, devant le charbon, voire la première. Selon les estimations de Total, la part du gaz naturel dans l’approvisionnement en énergie primaire devrait ainsi atteindre un quart du mix énergétique mondial en 2035. Cette montée en puissance repose en partie sur le gaz naturel liquéfié (GNL). La part du GNL dans les importations mondiales de gaz naturel passera en effet de 10 % en 2014 à 17 % en 2035.

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    Catherine Leroi

    GNL

    L’essor du GNL s’explique par ses atouts incontestables. Ils s’ajoutent à ceux du gaz naturel, qui est l’énergie fossile la plus propre, à la fois abondante, accessible, flexible et complémentaire des énergies renouvelables :

    • dans le contexte de transition énergétique, le GNL représente une excellente alternative au charbon pour diminuer les émissions de gaz à effet de serre de la production d’électricité thermique et pour participer à la lutte contre le réchauffement climatique ;
    • le transport du gaz liquéfié par voie maritime sur de très longues distances ouvre des débouchés commerciaux à des ressources très éloignées des grandes zones de consommation ;
    • la possibilité de redirection des cargaisons de GNL offre davantage de flexibilité dans la gestion des approvisionnements que le transport par gazoduc, favorisant l’émergence d’un marché du gaz mondial intégré.

    Total compte parmi les grands leaders mondiaux du GNL, l’un de ses domaines techniques d’excellence et une filière majeure de son développement. Le Groupe assure l’accès à de nouvelles ressources en maîtrisant l’ensemble de la chaîne GNL et en déployant des solutions technologiques de pointe, une approche qui garantit une valorisation optimale de la production et de l’approvisionnement.

    • The Yamal LNG project aims to develop the condensate gas field in South Tambey, located in the Arctic
      Le projet Yamal LNG vise à développer le champ gazier à condensats de South Tambey, situé en zone arctique.
    • Qatargas 1 et 2 sont les premiers sites à exploiter le gaz du gisement offshore du North Field à des fins de liquéfaction et d’exportation.
      Qatargas 1 et 2 sont les premiers sites à exploiter le gaz du gisement offshore du North Field à des fins de liquéfaction et d’exportation.
    • Ichthys LNG repose sur le développement de réserves gazières australiennes offshore.
      Ichthys LNG repose sur le développement de réserves gazières australiennes offshore.
    • EP.TOTAL-EXPERTISES_GNL_YemenLNG
      Le site Yemen LNG a ouvert la voie à la valorisation des ressources gazières du pays, restées jusqu’à présent inexploitées.
    • Ichthys LNG repose sur le développement de réserves gazières australiennes offshore.
      Le projet Gladstone LNG (champs situés au sud-ouest du Queensland) est le second projet au monde à produire du GNL à partir de gaz de couche.
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    Gaz naturel liquéfié : une présence historique et une maîtrise complète de la chaîne d’exploitation

    La production, le transport et le traitement du gaz naturel liquéfié requièrent un savoir-faire important. Pionnier du GNL, Total exerce et développe son activité selon une approche intégrée, de l’exploration à la commercialisation en passant par la production, la liquéfaction, le transport, le trading et la regazéification. Résultat : le Groupe se positionne comme un acteur mondial majeur, tout au long de la chaîne de la valeur gazière.

     

    La stratégie intégrée de Total s’appuie sur une implantation mondiale pour répondre à la demande sur tous les grands marchés de commercialisation, en particulier en Asie. Le Groupe est ainsi présent dans les principales régions de production de GNL : aujourd’hui Moyen-Orient, Afrique, Europe, Asie et océan Pacifique (dont l’Australie) ; demain Amérique du Nord et Russie.

    L’essor de notre filière GNL s’accompagne d’une exigence absolue en matière de maîtrise des risques industriels et technologiques. Les sites GNL du Groupe répondent aux standards de sécurité les plus élevés de l’industrie. Des équipes d’experts internationaux travaillent au quotidien à l’audit des terminaux GNL, au contrôle du transport et à la supervision des flottes de méthaniers.

    En amont, une expérience reconnue dans les processus de liquéfaction

    Total possède une expérience reconnue dans les technologies de production et dans les processus de liquéfaction. Ce savoir-faire en ingénierie cryogénique lui permet de maîtriser l’ensemble des procédés disponibles sur le marché. Autre atout, par exemple, la présence du Groupe en Australie, qui constitue un enjeu important de la croissance de la filière du GNL. Total dispose avec ses partenaires d’un savoir-faire précurseur qui leur permet d’y mener à bien des projets GNL offshore et à terre complexes, en toute sécurité.

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    Présence de Total dans les complexes de liquéfaction en 2015.

    En aval, des accès directs aux marchés pour valoriser les productions

    Total dispose d’importantes capacités de regazéification sur les principaux marchés consommateurs de gaz, assurant un accès direct et diversifié aux cargaisons de GNL. Deuxième acteur mondial en volume de trading de GNL, le Groupe occupe une position de choix pour valoriser les productions, optimiser les flux de commercialisation, sécuriser les approvisionnements et réagir aux fluctuations des prix.

    Graphe

Présence de Total dans les terminaux de regazéification en 2015
    Présence de Total dans les terminaux de regazéification en 2015.

    GNL : une montée en puissance progressive depuis 50 ans

    • 1960      Total est partenaire sur Camel, 1re usine de liquéfaction du gaz au monde (Algérie).
    • 1977      Adgas (Abu Dhabi, 5,6 Mt/an, part Total 5 %).
    • 1977      Bontang LNG (Indonésie, 22,2 Mt/an, fournisseur net de gaz naturel à hauteur de 41,7 % en 2014).
    • 1996      Qatargas 1 (Qatar, 9,9 Mt/an, part Total 10 %).               
    • 1999      Nigeria LNG-T1-T6 (21,9 Mt/an, part Total 15 %), 1er projet GNL de Total en Afrique subsaharienne.
    • 2000      Oman LNG (Oman, 7,2 Mt/an, part Total 5,54 %).
    • 2003      Total lance son activité de trading et sa stratégie d’achat long terme de GNL.
    • 2005      Qalhât LNG (Oman, 3,7 Mt/an, part Total 2,04 %).
    • 2007      Snøhvit (Norvège, 4,2 Mt/an, part Total 18,4 %), le 1er projet GNL de Total en Europe.
    • 2009      Yémen LNG (Yémen, 6,7 Mt/an, part Total 39,62 %).
    • 2009      Qatargas 2 Train 5 (Qatar, 7,8 Mt/an, part Total 16,7 %).
    • 2013      Angola LNG (Angola, 5,2 Mt/an, part Total 13,6 %).              
    • 2015      GLNG (Australie, 7,2 Mt/an, part Total 27,5 %), 1er projet de Total en Australie.
    • De 2016 à 2020      Export US : démarrage du 1er contrat d’achat de GNL signé en 2012 par le Groupe aux États-Unis.

                                       Ichthys LNG (Australie, 8,9 Mt/an, part Total 30 %).

                                       Yamal LNG (Russie, 16,5 Mt/an, part Total 20 %*).

    • Après 2020…        Papua LNG (Papouasie-Nouvelle-Guinée, 5 Mt/an, part Total : 40,1 %)

                                        Nigeria LNG Train 7 (Nigeria, 8,5 Mt/an, part Total 15 %)

    * Participation directe.

    Des solutions technologiques de pointe pour le GNL

    Total déploie des technologies innovantes sur l’ensemble de la chaîne du GNL. Dans un environnement très compétitif, nos équipes inventent des solutions de production et de transport du gaz liquéfié plus économiques et plus performantes, déverrouillant l’accès à de nouvelles ressources gazières, tout en réduisant l’empreinte énergétique et environnementale.

    Priorité à l’efficacité énergétique des trains de liquéfaction

    Améliorer l’efficacité énergétique des trains de GNL est un enjeu critique pour l’industrie gazière. Le processus de liquéfaction constitue une étape coûteuse en énergie : il consomme jusqu’à 10 % du gaz naturel entrant dans l’usine. L’intégration sur nos sites de machines frigorifiques à absorption (MFA) au bromure de lithium (BrLi) permet d’optimiser l’efficacité énergétique des unités de liquéfaction. Les MFA produisent du froid par récupération de chaleur sur les fumées des turbines à gaz. Ce froid est utilisé dans le procédé de liquéfaction et pour le refroidissement de l’entrée d’air des turbines à gaz. Les gains en énergie obtenus varient entre 10 % et 30 % environ. La capacité des trains de liquéfaction augmente jusqu’à environ 30 %, avec les mêmes machines d’entraînement. Ces performances varient selon le type de turbines à gaz utilisées (heavy duty ou aérodérivatives) et selon l’emploi simultané ou non d’un cycle combiné pour les machines à absorption.

    Exploitation et transport du GNL : des technologies innovantes pour faire face à des conditions extrêmes

    Total travaille à la mise au point de technologies appropriées et sûres pour exploiter et transporter le gaz dans les contextes les plus difficiles, en particulier dans les conditions de froid extrême de l’Arctique.

     

     

 

    Pour construire l’usine de Yamal LNG, des pieux ont été ancrés dans le permafrost pour servir de fondations.

    • L’hivérisation des installations gazières est indispensable pour produire en toute sécurité par grand froid : l’usine et les postes de travail doivent être protégés contre les conditions climatiques extrêmes (les basses températures, le blizzard, les fortes chutes de neige, etc.) et les risques de fuite de fluides inflammables et/ou toxiques le cas échéant. À cet effet, le Groupe a mis au point un système de ventilation axiale breveté qui améliore les capacités de ventilation des bâtiments de production. Ce dispositif innovant résout deux problématiques contradictoires : il concilie le confinement des espaces, pour limiter les déperditions de chaleur, mais aussi éviter les chutes de neige sur les équipements de production, et l’impératif d’aération lié à la présence de gaz, pour des raisons de sécurité.
    • Total participe au lancement à grande échelle d’un système de gestion du brash-ice. Cette solution va être mise en œuvre pour la première fois sur le projet Yamal LNG en Russie. Elle permettra d’assurer une navigabilité permanente dans les eaux du port méthanier pris par les glaces en hiver et dans ses chenaux d’accès. Couplé à l’action des navires et des jetées brise-glace dans le port, un système de déglaçage par diffusion de bulles et d’injection d’eau sera installé en fond de bassin portuaire, près des quais. Il contribuera à minimiser la formation de glaces résiduelles provoquée par le trafic des navires.
    • Nos équipes disposent également d’une expertise unique en ingénierie et en construction d’installations industrielles sur pergélisol (sols gelés en permanence, appelé en anglais permafrost). La construction sur pilotis de l’usine de GNL en zone de permafrost constitue un défi, du fait de son étendue et du poids des équipements (plusieurs milliers de tonnes). Les techniques utilisées garantissent la stabilité des installations gazières sur pergélisol pendant toute la durée de vie d’un projet.

    Les architectures flottantes de GNL au service des évolutions du marché

    Total développe plusieurs concepts d’architecture flottante de GNL, du traitement à la regazéification, prêts à répondre aux nouveaux besoins.

    • Le programme R&D Gas Solutions étudie la marinisation des colonnes d’absorption amines pour les installations flottantes de GNL. Le défi est de préserver l’efficacité du procédé de séparation en conditions marines. Les mouvements imprimés par la houle modifient la distribution liquide, le point d’engorgement et le transfert de masse dans les colonnes. Un hexapode à six degrés de liberté a été installé dans le laboratoire de l’université Heriot-Watt d’Édimbourg (Écosse), où sont menés les essais expérimentaux. Cet équipement permet de simuler le phénomène d’accélération lié aux vagues pour mieux le maîtriser. Les tests menés actuellement viennent compléter les données acquises en 2014 sur un pilote oscillant.
    • Capitalisant sur son expertise dans les domaines des FPSO, Total participe à la conception, à la construction et à l’exploitation d’unités flottantes de stockage et de regazéification du GNL. Ces FSRU (Floating storage and regasification units) sont plus rapides à développer que des terminaux classiques et nécessitent des investissements moins importants.
    • L’essor du GNL demeure conditionné au maintien d’un haut niveau de sécurité et au respect de standards très rigoureux. Total participe à de nombreux projets de recherche visant à évaluer et à maîtriser les risques associés aux installations flottantes, en particulier à la liquéfaction, afin de les réduire dès la phase de conception. Pour toute activité de développement GNL, les dangers auxquels sont exposés les personnes, l’environnement et les biens sont systématiquement identifiés, les risques associés évalués et les mesures permettant de les réduire au maximum définies et mises en œuvre.

    Une expertise maritime : de nouvelles opportunités pour le transport du GNL

    Total est en pointe dans les technologies de transport maritime du GNL, un maillon stratégique pour ouvrir de nouvelles routes commercialement plus attractives et acheminer le GNL vers des destinations plus difficiles d’accès.

    Méthanier brise-glace du projet Yamal LNG.

    • Le Groupe a étudié et conduit avec ses partenaires la conception des premiers méthaniers brise-glace, une innovation mondiale. Dotés d’une coque renforcée et classés avec une notation ARC7, ces navires hivérisés de type double-acting et d’une capacité de 172 000 m³ sont équipés de trois propulseurs azimutaux de 15 MW chacun. Ils sont capables de briser en marche arrière une glace d’une épaisseur de 2,1 m. Moyen inédit pour exporter le GNL arctique par voie maritime toute l’année, quinze de ces méthaniers de nouvelle génération vont être mis en service à partir de 2016.
    • Une solution de transport innovante a été mise en place pour exporter toute l’année le GNL arctique de Yamal LNG vers l’Asie : le transbordement. Les méthaniers brise-glace constituent la solution la plus performante sur des trajets de longueur réduite en zones prises par les glaces. Leurs cargaisons seront donc transbordées vers des navires conventionnels en Europe du Nord afin d’optimiser le transport, soit de navire à navire sur les jetées, soit à travers un bac de stockage tampon à terre. Ce transshipment sera assuré en routine dans plusieurs terminaux GNL, dont ceux des ports de Zeebrugge (Belgique) et de Dunkerque (France).
    • Le développement d’un nouveau logiciel de simulation propriétaire permet d’optimiser la flotte de méthaniers requis sur un projet. Cet outil modélise les données du projet sur l’ensemble de la chaîne GNL. Il dimensionne les volumes de stockage terrestre et le nombre de jetées de manutention de GNL à prévoir au niveau de l’usine de liquéfaction et des terminaux de GNL.
    • Les équipes de Total mènent une veille technologique constante sur les techniques émergentes et sur les nouveaux modes opératoires des méthaniers : optimisation des formes de coques, nouveaux types de propulsion, systèmes de confinement de cargaison liés au taux d’évaporation des cuves, systèmes de reliquéfaction à bord, voire hivérisation des navires.

    GNL : une expertise historique en pleine croissance, tout au long de la chaîne

    • 3e opérateur mondial privé de GNL
    • 20 % de la production d’hydrocarbures et 30 % du résultat opérationnel net de la branche Amont à l’horizon 2020
    • Production : Gaz : plus de 50 % de la production de Total en 2014
    • Liquéfaction : 12 Mt de GNL de capacité de production en 2014 - 20 Mt en 2020, 11 usines de liquéfaction à travers le monde aujourd’hui
    • Shipping : 2 navires affrétés en propre en 2014 - 12 navires en 2020
    • Regazéification : 4 terminaux de regazéification en 2014 - 5 terminaux en 2020
    • Trading : 7 Mt de GNL négociés sur le marché en 2014 - 15 Mt en 2020, 3 bureaux de trading sur les principaux marchés de commercialisation, à Londres, Houston et Singapour
    • Marketing BtoB : 7 filiales de commercialisation de gaz

    BILLET D'EXPERT

    La logistique de construction de Yamal LNG, un véritable tour de force

    DOSSIER

    TOTAL.COM – panorama sur le GNL, une énergie d'avenir

    BILLET D'EXPERT

    Méthanier brise-glace : une première dans le transport du GNL

    BILLET D'EXPERT

    Fondations sur permafrost : le défi de la construction à Yamal LNG

    VIDÉO

    TOTAL.COM – le gaz : une ressource essentielle pour le Qatar

    PROJET

    Yamal LNG

    PROJET

    Ichthys

    PROJETS

    TOTAL.COM – zoom sur les défis de Yamal LNG, au cœur du grand froid russe

    PUBLICATION

    Technologies to unlock gas resources in the Arctic