L'énergie géothermique pourrait transformer l'approvisionnement en lithium

Le sud-ouest de l'Angleterre est célèbre pour son littoral spectaculaire, sa campagne verdoyante et ses fruits de mer frais. Si tout se passe comme prévu, une autre corde pourrait s'ajouter à l'arc de la région au cours des prochaines années : l'extraction du lithium.

Dans le comté de Cornwall, des efforts sont en cours pour puiser dans les ressources naturelles de la région et établir une industrie qui pourrait, un jour, produire à la fois de l'énergie renouvelable et établir une source locale de lithium.

Outre son utilisation dans les téléphones portables, les ordinateurs, les tablettes et une foule d'autres gadgets synonymes de la vie moderne, le lithium est crucial pour les véhicules électriques et le stockage des batteries, deux technologies qui ont un grand rôle à jouer dans la transition de la planète vers un avenir à émissions faibles et nulles. .

Des exemples de la façon dont ce secteur naissant pourrait progresser au cours des prochaines années incluent Geothermal Engineering Ltd, une société basée près de la ville cornouaillaise de Redruth spécialisée dans le développement et l'exploitation de projets géothermiques.

Parallèlement à ses opérations prévues dans le domaine des énergies renouvelables, GEL travaille également sur un projet pilote centré sur l'extraction du lithium à partir des eaux géothermiques. C'est une collaboration avec une autre société, Cornish Lithium, via une coentreprise baptisée GeoCubed.

"L'objectif est de démontrer que l'hydroxyde de lithium, un composant clé des batteries lithium-ion utilisées dans les véhicules électriques, peut être produit à Cornwall à partir d'eau géothermique naturelle avec une empreinte carbone nette nulle", déclare GEL.

Le projet à Cornwall est axé sur l'extraction directe du lithium, ou DLE. Selon le National Renewable Energy Laboratory du Département américain de l'énergie, les technologies derrière le DLE "peuvent être globalement regroupées en trois catégories principales : l'adsorption à l'aide de matériaux poreux qui permettent la liaison au lithium, l'échange d'ions et l'extraction par solvant".

Bien que son potentiel suscite l'enthousiasme, le NREL prévient qu'il "reste une tâche difficile" pour étendre les méthodes ci-dessus à ce qu'il appelle "la pleine capacité de production".

"Par exemple, développer un matériau solide qui se lie uniquement au lithium est un énorme défi dans la saumure géothermique qui contient de nombreux minéraux et métaux", indique-t-il.

Des projets comme celui de Cornwall arrivent à un moment où les préoccupations concernant la durabilité et l'ESG augmentent. La sécurité des chaînes d'approvisionnement mondiales est un autre problème, en particulier lorsque la grande majorité de la production de lithium est actuellement dominée par des pays comme le Chili, la Chine, l'Australie et l'Argentine.

Dans ce contexte, la commercialisation de moyens d'approvisionnement en lithium moins intensifs, plus locaux et facilement accessibles pourrait être extrêmement importante à l'avenir.

Les grandes économies et les constructeurs automobiles élaborent également des plans pour augmenter le nombre de véhicules électriques sur nos routes. Simultanément, la pression pour étendre la capacité des énergies renouvelables ne montre aucun signe de relâchement.

Julia Poliscanova est directrice principale de la mobilité électrique chez Transport & Environnement, un groupe de campagne dont le siège est à Bruxelles. S'adressant à CNBC, elle a décrit le lithium comme étant "irremplaçable pour toutes nos transitions vertes".

En ce qui concerne l'approvisionnement durable en lithium et autres matériaux, Poliscanova a déclaré que, "à moyen et à long terme, il est clair que la grande majorité doit provenir de modèles commerciaux circulaires, notamment le recyclage".

Elle a noté qu'il y aurait "une croissance et une demande vraiment immenses" au cours des prochaines décennies. Cela nécessiterait, à court et moyen terme, de nouvelles techniques d'extraction.

Développant son propos, Poliscanova a déclaré que la majorité du lithium qui sera utilisé en 2030 n'avait pas encore été extraite.

"C'est là qu'intervient le lithium géothermique", a-t-elle déclaré, "parce que le nouveau lithium, les nouvelles ressources dont nous... avons besoin, il doit être extrait de manière durable et avoir le moins d'impact sur l'environnement et nos communautés".

L'usine pilote de 4 millions de livres sterling (5.46 millions de dollars) de GeoCubed se concentrera sur une gamme de technologies d'extraction directe du lithium. L'objectif global est de développer éventuellement une centrale commerciale dans le cadre du projet United Downs Deep Geothermal Power Project de GEL.

Dans une interview avec CNBC, Ryan Law, fondateur et directeur général de GEL, a décrit l'opportunité que son entreprise cherchait à exploiter. Sous sa surface, Cornwall abrite de nombreuses roches granitiques qui, à leur tour, ont une forte teneur en lithium, a expliqué Law.

"La combinaison de la roche granitique riche en lithium et en eau chaude - l'eau chaude peut absorber plus de lithium - signifie que l'eau que nous amenons à la surface à United Downs pour alimenter notre centrale électrique a une teneur en lithium très élevée", a-t-il déclaré. .

"La prochaine étape est: comment pouvons-nous le sortir?" Law a poursuivi en disant. "Et c'est ce que nous avons examiné en collaboration avec un certain nombre de partenaires."

Changer les temps

GEL est l'une des nombreuses entreprises qui cherchent à développer des installations axées sur l'extraction directe du lithium. Parallèlement à GeoCubed, Cornish Lithium travaille également sur un certain nombre d'autres projets.

Ailleurs, en avril 2021, Vulcan Energy Resources, cotée en bourse en Australie, a déclaré que son usine pilote d'extraction directe de lithium, située dans la vallée du Haut-Rhin en Allemagne, avait démarré ses activités.

Aux États-Unis, en novembre, une société appelée Controlled Thermal Resources a annoncé que son programme de forage sur le projet Hell's Kitchen Lithium and Power en Californie avait commencé.

À l'époque, le PDG Rod Colwell a déclaré que la société était "dans les délais pour livrer les premiers 50 MW d'énergie renouvelable de base du projet fin 2023 et environ 20,000 2024 tonnes d'hydroxyde de lithium en XNUMX".

Le projet Hell's Kitchen attire l'attention de certains acteurs majeurs. L'été dernier, General Motors a déclaré qu'il avait "accepté de former un investissement stratégique et une collaboration commerciale avec Controlled Thermal Resources pour sécuriser le lithium local et à faible coût".

"En tant que premier investisseur, GM aura les premiers droits sur le lithium produit par la première étape du projet Hell's Kitchen, y compris une option pour une relation pluriannuelle", a ajouté plus tard le constructeur automobile.

Les développements ci-dessus sont à divers stades de progression, mais s'ils sont capables de produire à grande échelle, cela pourrait entraîner un changement radical dans la façon dont le lithium est récolté.

Selon le NREL, la majorité du lithium provient de "mines à ciel ouvert ou d'eau salée contenant du lithium sous des salines".

Il décrit ce dernier comme impliquant de l'eau salée qui contient du lithium « pompé dans de grands bassins où il s'évapore sous le soleil ».

Les effets environnementaux de tels processus peuvent être importants. Le NREL affirme que l'exploitation minière à ciel ouvert et la méthode des salines "peuvent entraîner la destruction des terres, une contamination potentielle et une consommation d'eau élevée, notamment dans les zones qui souffrent déjà de la sécheresse et de la désertification". Il ajoute qu'ils occupent également une quantité importante d'espace.

Le DLE, en revanche, permet « un approvisionnement en lithium plus durable, y compris l'utilisation de l'énergie géothermique comme source d'énergie renouvelable pour la production ».

Poliscanova de Transport & Environnement a ensuite souligné l'importance du lithium géothermique en complément des efforts de recyclage et des idées sur une économie circulaire. Le recyclage, a-t-elle dit plus tard, devrait être la « priorité numéro un ».

Le recyclage semble en effet avoir un rôle clé à jouer à l'avenir, en particulier dans le secteur des véhicules électriques. Tesla d'Elon Musk, par exemple, affirme que toutes ses batteries lithium-ion mises au rebut sont recyclées.

Et en novembre, la société suédoise de batteries Northvolt a déclaré qu'elle avait produit sa première cellule de batterie avec ce qu'elle a décrit comme "100% de nickel, de manganèse et de cobalt recyclés".

De retour à Cornwall, le projet GeoCubed se poursuit. Plus tôt ce mois-ci, il a déclaré avoir choisi une entreprise appelée Ross-shire Engineering pour fournir à son usine pilote un soutien lié à l'ingénierie, à l'approvisionnement, à la construction et à la mise en service, ou EPCC.

Sa déclaration faisait également référence à un test de pompe électrique submersible entrepris par GEL en août 2021, qui a abouti à la collecte d'un "échantillon global d'eau géothermique".

GeoCubed a déclaré que les niveaux de concentrations de lithium dans l'échantillon étaient "encourageants" et a ajouté que "d'autres sous-produits clés tels que le césium, le rubidium et le potassium se sont avérés à des niveaux élevés".

Si tout se passe comme prévu, l'installation pilote sera mise en service d'ici la fin du mois de mars de cette année.