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Comment les centrales géothermiques pourraient libérer de vastes réserves de lithium dans l'ouest américain

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centrale géothermique au lithium

L'énergie géothermique a longtemps été le membre oublié de la famille des énergies propres, éclipsée par des solaire et l'éolien, malgré son potentiel avéré. Mais cela pourrait bientôt changer, pour une raison inattendue.

Les technologies géothermiques sont sur le point de libérer de grandes quantités de lithium à partir de saumures chaudes naturelles sous des endroits comme la Californie Salton Sea, à deux heures de route de San Diego.

Le lithium est essentiel pour batteries lithium-ion, quelle puissance les véhicules électriques et le stockage de l'énergie. La demande pour ces batteries augmente rapidement, mais le Les États-Unis dépendent actuellement fortement des importations de lithium du autres pays; la majeure partie de l'approvisionnement en lithium du pays provient d'Argentine, du Chili, de Russie et de Chine. La capacité de récupérer des minéraux critiques à partir de saumures géothermiques aux États-Unis pourrait avoir des implications importantes pour la sécurité énergétique et minérale, ainsi que pour les chaînes d'approvisionnement mondiales, les transitions de main-d'œuvre et la géopolitique.

Comme étant une entreprise géologue qui travaille avec des saumures géothermiques et un chercheur en politique énergétique, nous pensons que cette technologie peut renforcer la chaîne d'approvisionnement en minéraux critiques du pays à un moment où préoccupations concernant la sécurité de la chaîne d'approvisionnement sont à la hausse.

Assez de lithium pour dépasser de loin la demande américaine actuelle

Énergie géothermique les usines utilisent la chaleur de la Terre pour générer un approvisionnement constant en vapeur pour faire fonctionner des turbines qui produisent de l'électricité. Les usines fonctionnent en faisant remonter une solution saline complexe située loin sous terre, où elle absorbe la chaleur et s'enrichit de minéraux tels que le lithium, le manganèse, le zinc, le potassium et le bore.

Les saumures géothermiques sont le liquide concentré restant après que la chaleur et la vapeur sont extraites dans une centrale géothermique. Dans les usines de Salton Sea, ces saumures contiennent de fortes concentrations (environ 30 %) de solides dissous.

Si des projets de test actuellement en cours prouvent que le lithium de qualité batterie peut être extrait de ces saumures de manière rentable, 11 centrales géothermiques existantes le long de la seule mer de Salton pourraient avoir le potentiel de produire suffisamment de lithium métal pour fournir environ 10 fois le demande américaine actuelle.

Trois opérateurs géothermiques du champ géothermique de Salton Sea en sont à diverses étapes de conception, de construction et de test d'usines pilotes pour l'extraction directe du lithium à partir des saumures chaudes.

À pleine capacité de production, les 11 centrales électriques existantes près de la mer de Salton, qui produisent actuellement environ 432 mégawatts d'électricité, pourraient également produire environ 20,000 XNUMX tonnes de lithium métal par an. La valeur marchande annuelle de ce métal serait de plus de 5 milliards de dollars aux prix actuels.

Image satellite de la mer de Salton montrant une large vallée
Le Salton Trough, vu depuis un satellite avec la mer de Salton au milieu, est une vallée du Rift qui s'étend de l'est de Los Angeles, en haut à gauche, jusqu'au golfe de Californie, visible en bas à droite. Le système de failles de San Andreas traverse ici, où deux plaques tectoniques se rencontrent. Crédit d'image : Jesse Allen/Observatoire de la Terre de la NASA

Risques géopolitiques dans la chaîne d'approvisionnement du lithium

Les chaînes d'approvisionnement en lithium existantes sont en proie à des incertitudes qui remettent en question la sécurité minière des États-Unis.

La guerre de la Russie en Ukraine et la concurrence avec la Chine, ainsi que des liens étroits entre la Russie et la Chine, soulignent les implications géopolitiques de la transformation de l'énergie propre à forte intensité minérale.

La Chine est actuellement le leader du traitement du lithium et achète activement des réserves de lithium auprès d'autres grands producteurs. Les opérateurs miniers publics chinois possèdent souvent des mines dans d'autres pays, qui produisent d'autres minéraux énergétiques propres vitaux comme le cobalt et le nickel.

Il y a actuellement une usine de production de lithium aux Etats-Unis. Cette installation, au Nevada, extrait le liquide salin et concentre le lithium en permettant à l'eau de s'évaporer in grands étangs peu profonds. En revanche, le processus d'extraction du lithium tout en produisant de l'énergie géothermique restitue l'eau et les saumures à la Terre. L'ajout d'une autre source nationale de lithium pourrait améliorer la sécurité énergétique et minérale des États-Unis et de leurs alliés.

Un manque de soutien politique

La géothermie représente aujourd'hui moins de 0.5 pour cent de la production d'électricité à grande échelle aux États-Unis.

L'une des raisons pour lesquelles il reste une technologie énergétique stagnante aux États-Unis est le manque de soutien politique solide. Les conclusions préliminaires de une étude de recherche menées par l'un d'entre nous indiquent qu'une partie du problème est enracinée dans les désaccords entre les anciennes et les nouvelles entreprises géothermiques elles-mêmes, y compris la façon dont elles parlent des avantages de l'énergie géothermique avec les décideurs, les investisseurs, les médias et le public.

L'énergie géothermique a la capacité de compléter l'énergie solaire et éolienne en tant que source d'énergie de base—c'est constant, contrairement au soleil et au vent, et pour assurer la sécurité énergétique et minérale. Il pourrait également offrir une passerelle professionnelle aux employés du pétrole, du gaz et du charbon pour passer à l'économie de l'énergie propre.

L'industrie pourrait bénéficier de politiques comme fonds d'atténuation des risques pour réduire les coûts d'exploration de forage, subventionner des programmes de démonstration d'innovations, contrats d'électricité à long terme, or incitations fiscales.

L'ajout de la production de métaux critiques comme le lithium, le manganèse et le zinc à partir de saumures géothermiques pourrait fournir aux opérateurs d'énergie électrique géothermique un nouvel avantage concurrentiel et aider à mettre la géothermie à l'ordre du jour politique.

L'énergie géothermique prend un coup de pouce en Californie

Les tendances pourraient évoluer dans la bonne direction pour les producteurs d'énergie géothermique.

En février, la California Public Utilities Commission a adopté une nouvelle Preferred System Plan qui encourage l'État à développer 1,160 XNUMX mégawatts de la nouvelle électricité géothermique. C'est au-dessus d'un Décision de 2021 d'acquérir 1,000 XNUMX mégawatts à partir de ressources de production fermes, renouvelables et à zéro émission avec un facteur de capacité de 80 %, qui ne peuvent être satisfaites que par les technologies géothermiques.

Les décisions californiennes visaient principalement à compléter les énergies renouvelables intermittentes, comme le solaire et l'éolien, et le retrait de la centrale nucléaire de Diablo Canyon. Ils suggèrent que l'ère de la géothermie en tant qu'énergie renouvelable oubliée pourrait toucher à sa fin.The Conversation

Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.

Crédit image: WikiImages / 1175 images

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