Comment le lac salé dans le désert californien pourrait transformer l’industrie américaine des véhicules électriques

La Salton Sea n’est pas une mer, mais elle est salée.

Ce lac saumâtre peu profond du désert du sud de la Californie témoigne de l’activité volcanique qui secoue la région depuis des centaines de milliers d’années. C’est aussi un endroit idéal pour produire de l’énergie géothermique – une source d’énergie renouvelable alimentée par de l’eau chaude et de la vapeur qui transporte la chaleur interne de la Terre vers la surface.

Il existe actuellement dix centrales géothermiques dans la région, et d’autres sont prévues à l’avenir. La saumure chaude sous le lac, découverte pour la première fois en 1961, est une source d’énergie (relativement) propre, mais elle peut également être importante pour stocker cette énergie avec des batteries. La raison en est liée à la composition chimique spécifique de la saumure du lac : la saumure du lac est pleine de lithium.

Le lithium, composant clé des batteries, est un élément important dans la transition vers des carburants non fossiles pour les transports, l’énergie et les villes. Les batteries lithium-ion alimentent les voitures électriques et aident à conserver l’électricité provenant de sources d’énergie renouvelables telles que l’énergie éolienne et solaire. Cependant, aux États-Unis, la plupart des compagnies d’électricité au lithium et des fabricants de véhicules électriques dépendent de mines étrangères, certaines même en Australie. C’est aussi un déficit.

Le lithium en nombre

La berline électrique Hyundai Ioniq5 2022 – ce véhicule électrique n’est qu’une des innombrables batteries au lithium.shaunl / iStock Unreleased / Getty Images

La demande croissante et la rareté, selon le site de statistiques Statista, font que le prix moyen de la tonne de carbonate de lithium (la forme courante du lithium) était de 17 000 dollars en 2021 et n’a cessé d’augmenter depuis le début de la décennie (le carbonate de lithium coûtait 5 180 dollars par tonne, selon le site 2010).

“Il nous est simplement venu à l’esprit alors 128 000 tonnes équivalent carbonate de lithium par an… c’est juste du gâchis.

Grâce à une nouvelle technologie qui siphonne le lithium des eaux usées générées par de nombreuses centrales géothermiques, la mer de Salton pourrait donner aux États-Unis une source nationale de lithium – et une nouvelle industrie florissante dont ils pourraient bénéficier.

“Enfin, les États-Unis réalisent maintenant qu’un approvisionnement intérieur stable en lithium est bien meilleur que la chaîne d’approvisionnement complexe actuelle qui traverse l’Australie, l’Amérique du Sud et l’Asie”, explique le géologue Michael McKibben.

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McKibben, professeur agrégé émérite de géologie à l’Université de Californie à Riverside, est l’un de ces scientifiques qui tentent de concrétiser cela. Au cours du mois dernier, McKibben et son équipe ont commencé à analyser l’étendue des réserves de lithium dans la mer de Salton, et le projet devrait durer 15 mois.

“Vous pouvez voir combien les entreprises géothermiques produisent actuellement de l’eau salée”, explique McKibben.

“Nous savons combien de saumure ils produisent et utilisent chaque année, nous produisons donc actuellement environ 128 000 tonnes d’équivalent carbonate de lithium par an, ce qui n’est qu’un gaspillage.”

Étant donné que la demande de véhicules électriques a presque doublé entre 2020 et 2021, nous avons besoin de beaucoup de lithium pour alimenter, entre autres, les futurs véhicules électriques.

Ne gaspille pas, ne veux pas

Une des centrales géothermiques de Salton, qui vise également à produire du lithium à partir des eaux usées.Gina Ferazzi / Los Angeles Times / Getty Images

Les centrales géothermiques extraient l’eau salée chaude de la Terre, utilisent la vapeur pour faire tourner les turbines, puis la stockent dans le réservoir pour produire de l’électricité. McKibben dit que le lithium est dissous dans cette saumure.

“Il est soulevé, laissé passer par les plantes et pompé dans le réservoir”, dit-il.

“Cette seule ressource géothermique peut produire autant de lithium que le monde entier produit en 2020 [every year]. »

McKibben dit qu’il y a presque certainement beaucoup plus de lithium dans les réservoirs que ce qui est traité par les centrales géothermiques existantes – et son équipe a décidé de déterminer combien.

“La principale approche que nous utilisons est la suivante : quelle est la concentration de lithium dans la saumure, quel est l’espace poreux libre dans le réservoir que cette saumure remplit et quelle est la taille de ce réservoir ?” dit McKibben.

Lorsque vous prenez la concentration de saumure et multipliez-la par l’espace poreux, puis multipliez et par le volume du réservoir, dit McKibben, vous obtenez un total de lithium dissous dans la saumure. Les centrales géothermiques peuvent être modernisées pour filtrer et capturer le lithium, tandis que les nouvelles centrales pourraient en faire une partie de leur conception.

“Cette seule ressource géothermique pourrait produire autant de lithium que le monde en produira en 2020 [every year]», prédit McKibben.

Pour mieux comprendre le réservoir, McKibben et ses collègues souhaitent également savoir quelles roches produisent du lithium en collectant des échantillons, en les rapportant au laboratoire et en les analysant.

“Nous utilisons un spectromètre de masse à plasma à couplage inductif pour l’ablation au laser – un excellent moyen de décrire la libération d’un faisceau laser sur un minéral, de créer un plasma à partir de celui-ci, puis d’analyser sa teneur en lithium. C’est la technique que nous utilisons », explique McKibben.

Patrick Dobson, chercheur au Lawrence Berkeley National Laboratory et l’un des chercheurs travaillant sur le projet McKibben, déclare Inversement proportionnel que les travaux bénéficieront des études antérieures de l’activité géothermique et sismique dans la région.

“Depuis les années 1960, de nombreuses excavations ont été forées et une grande partie du sous-sol a été caractérisée à l’aide de technologies géophysiques telles que la magnétotelurique, y compris les mesures de flux de chaleur dans les zones à faible flux de chaleur et à flux de chaleur profond.

Sur l’horizon …

Les batteries au lithium pour véhicules électriques ont parcouru un long chemin depuis les premiers modèles, comme le concept-car de 1967.Bettmann / Bettmann / Getty Images

Dobson dit que les réserves de lithium de la Californie pourraient s’étendre au-delà de la mer de Salton. Ces stocks pourraient à leur tour alimenter la nouvelle industrie américaine du lithium, très rentable. Dobson note que la vallée impériale est l’une des régions les plus pauvres des États-Unis et que la nouvelle industrie de la région pourrait finalement profiter aux personnes qui y vivent, en particulier si les fabricants de véhicules électriques et les fabricants de batteries passent au lithium. .

“S’ils peuvent produire des composants de batterie juste à côté du champ géothermique, alors vous parlez des milliers d’emplois. »

“Vous pourriez aussi bien construire des cathodes de batterie là où vous produisez du lithium. C’est un domaine qui a cruellement besoin d’emplois”, déclare McKibben.

“S’ils peuvent produire des composants de batterie juste à côté du champ géothermique, vous parlez de milliers d’emplois, ce qui serait une aubaine pour ce comté.”

Il y a déjà des signes que la prédiction de Dobson pourrait se réaliser : des constructeurs automobiles tels que General Motors investissent dans des projets d’extraction de lithium dans la région. Berkshire Hathaway de Warren Buffet, qui possède la plupart des centrales géothermiques près de la mer de Salton, est également impliqué dans la production de lithium.

McKibben et Dobson soulignent tous deux qu’il est important que les États-Unis disposent de leurs propres ressources en lithium, soient indépendants des autres pays et puissent répondre à la demande croissante de batteries lithium-ion.

“Ce ne sont pas seulement les véhicules électriques. Vous pensez aux téléphones portables et aux tablettes… des choses que nous utilisons tous tous les jours et qui ont des batteries au lithium”, explique McKibben.

Cette petite partie de la Californie pourrait lancer une industrie qui permettra un avenir énergétique propre et créera de nombreux emplois en cours de route.

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