Les fournisseurs d'énergie en tant que fournisseurs de matières premières : la géothermie devrait fournir du lithium pour les batteries
Cinq facteurs de réussite pour le lithium local issu de la géothermie
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Les prix des combustibles, la sécurité d'approvisionnement et la dépendance vis-à-vis des matières premières posent de nouveaux défis aux fournisseurs d'énergie. Des chercheurs du Fraunhofer IEG étudient comment extraire simultanément de la chaleur et des matières premières stratégiques du sous-sol. L’idée : l’eau chaude de profondeur fournit de la chaleur pour les réseaux et l’industrie – tout en fournissant du lithium pour les batteries. Cela permet de réduire les coûts, de renforcer la valeur ajoutée régionale et d’assurer la pérennité de l’approvisionnement en chaleur. Le Fraunhofer IEG et ses partenaires exposent les facteurs clés de cette réussite dans un article scientifique publié dans la revue spécialisée Geothermics.
« Nous voulons doubler la valeur de la géothermie : elle peut fournir à la fois de la chaleur propre et des matières premières stratégiques comme le lithium », explique le Dr Katharina Alms, du Fraunhofer IEG. L’eau provenant de plusieurs kilomètres de profondeur contient non seulement de l’énergie, mais aussi des métaux dissous. L’étude montre, à l’exemple du bassin de l’Allemagne du Nord, comment ces ressources peuvent être exploitées conjointement. Pour les exploitants d’installations géothermiques, cela créerait à long terme une deuxième source de revenus grâce aux recettes supplémentaires générées par l’infrastructure existante, via la production de lithium ou de cuivre. Il existe actuellement trois sites de recherche et cinq sites commerciaux qui exploitent l’énergie hydrothermale provenant des réservoirs profonds du bassin de l’Allemagne du Nord. Plus de 50 autres sites sont en phase de planification.
Un fort potentiel souterrain
Dans le sous-sol de l’Allemagne du Nord circulent des eaux chaudes et salines présentant des teneurs significatives en lithium métallique. Dans les grès profonds, on peut observer des concentrations pouvant atteindre 600 milligrammes par litre. Le potentiel total estimé dans le bassin de l’Allemagne du Nord s’élève à 26,5 millions de tonnes de lithium métallique (ce qui correspond à 141 millions de tonnes de carbonate de lithium commercialisable). Le lithium est un élément clé pour les batteries et le stockage d’énergie. La demande augmente fortement. Une production locale réduit la dépendance vis-à-vis des importations et renforce la sécurité d’approvisionnement. Grâce à la géothermie, les fournisseurs d’énergie pourraient devenir à la fois des producteurs de chaleur et des fournisseurs de matière première pour le lithium.
Comment fonctionne cette utilisation combinée ?
Le principe de base de la géothermie est simple. Un forage permet d’extraire de l’eau chaude à plusieurs milliers de mètres de profondeur. À la surface, celle-ci cède sa chaleur à un réseau de chauffage urbain ou à des processus industriels. L’eau s’écoule ensuite à travers une installation qui filtre spécifiquement le lithium. L’eau de profondeur est ensuite réinjectée dans le sous-sol. Les chercheurs ont combiné des données géologiques, des analyses de laboratoire et des modèles techniques, portant notamment sur les débits, les concentrations et les rendements. Cela permet d’établir des prévisions précises, site par site, quant à la quantité de lithium à attendre. En règle générale, une installation géothermique type devrait permettre de produire plusieurs tonnes de carbonate de lithium par an et par installation.
Un levier économique pour la transition thermique
Cette utilisation combinée améliore considérablement la rentabilité de la géothermie. Les revenus supplémentaires générés par le lithium contribuent à amortir les investissements initiaux élevés liés aux forages. Cela rend les projets plus attractifs pour les exploitants d’installations géothermiques, les fournisseurs d’énergie et l’industrie. Parallèlement, de nouvelles chaînes de valeur voient le jour au niveau local. Cela renforce la résilience et l’indépendance des systèmes énergétiques.
Défis liés à la mise en œuvre
La technologie d’extraction du lithium a déjà fait ses preuves, mais elle est encore en phase de transition vers une application industrielle. Les premiers projets pilotes menés à l’échelle mondiale démontrent la faisabilité de cette approche, mais les installations à grande échelle sont encore en cours de construction. Pour une production nationale de lithium économiquement viable, cinq facteurs doivent être réunis :
- Y a-t-il suffisamment de lithium dissous dans les eaux profondes du sous-sol et est-il disponible à long terme ?
- Les eaux profondes peuvent-elles être remontées à la surface à un débit suffisant ?
- La production de chaleur et celle de matières premières se complètent-elles de manière techniquement efficace ?
- Les outils et les matériaux résistent-ils aux conditions difficiles du sous-sol ?
- La compatibilité environnementale, l’obtention des autorisations et l’acceptation sociale sont-elles au rendez-vous ?
« La production nationale de lithium ne peut fonctionner que si la géologie, la technologie, l’exploitation et l’acceptation sont en adéquation », souligne Katharina Alms. « Pour les fournisseurs d’énergie et l’industrie, cela signifie que le succès ne réside pas seulement dans la matière première elle-même, mais dans la compréhension du système souterrain dans son ensemble et dans l’intégration des installations. » La géothermie ne se limite pas à la chaleur. Associée à l’extraction de matières premières stratégiques, elle devient un élément central d’un approvisionnement énergétique durable, résilient et économiquement viable.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Allemand peut être trouvé ici.
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