Cet article a été initialement publié sur Mining.com
Avec les nouvelles politiques climatiques, la fluctuation des prix de l’électricité et le renforcement des normes ESG qui façonnent la nouvelle réalité du secteur minier, l’énergie géothermique peut-elle apporter la réponse ?
Le défi énergétique du secteur minier
Alors que le monde se concentre sur la transition énergétique vers zéro émission nette de carbone, les gouvernements fixent des objectifs juridiquement contraignants pour l’adoption des énergies renouvelables et des technologies neutres en carbone à un rythme sans précédent. Pour soutenir l’évolution politique et publique de la consommation d’énergie, la demande de matières premières associées à ces nouvelles technologies devrait monter en flèche. Chacune des technologies présentées dans la figure ci-dessous a sa place dans la transition énergétique. Les projections montrent que nous assisterons à une augmentation de la demande pour toutes les matières premières répertoriées (plus quelques autres non présentées).
Figure 1 : Matériaux essentiels à la transition vers une économie à faibles émissions de carbone, par type de technologie [Source : McKinsey]
Selon le Groupe de la Banque mondiale et Ecofys, pour soutenir cette demande de production accrue, l'industrie minière augmentera sa demande en énergie de 36 % d'ici 2035. La part de l'électricité dans cette demande devrait augmenter à un rythme encore plus rapide à mesure que de plus en plus de mines adopteront l'automatisation et l'électrification de leurs opérations.
L’industrie minière est déjà une grande consommatrice d’énergie, représentant près de 11 % de la consommation électrique mondiale. Cette demande d'énergie rend l'industrie vulnérable à la disponibilité de l'énergie et aux fluctuations des prix de l'énergie à travers le monde.
Tout en essayant de relever ces défis, l'industrie doit également répondre à la pression croissante des parties prenantes telles que les communautés, les gouvernements et les utilisateurs finaux pour améliorer leurs performances environnementales et sociales. Cela peut être attribué à l’attention portée à l’échelle mondiale au changement climatique et à la transition énergétique à venir. Les consommateurs deviennent conscients de l’origine des biens et de l’empreinte carbone associée à leur cycle de vie, les investisseurs donnant la priorité aux projets durables.
Par conséquent, de nouveaux investissements dans les services énergétiques à faibles émissions de carbone sont primordiaux pour la survie. Avec autant d’options de production d’énergie disponibles, comment les décideurs choisissent-ils la bonne approche pour leur exploitation ? Les sources renouvelables qui viennent généralement à l’esprit en premier sont l’éolien et le solaire. Bien qu'ils présentent des avantages significatifs, ils ne conviennent parfois pas à l'industrie minière en raison de leur disponibilité intermittente (la plupart des mines nécessitant une charge constante). Un stockage à grande échelle est nécessaire pour garantir que ces technologies répondent aux demandes de base de l'industrie, ce qui entraîne souvent un prix important.
Figure 2 : Profil de production d'énergie éolienne et solaire comparé à un profil de charge minier typique
[Source : Arena 2017]
Si deux des plus grands acteurs du secteur des énergies renouvelables ne sont pas idéaux, alors qu’est-ce qui l’est ? La géothermie pourrait être l’option dont l’industrie a besoin. Avec sa disponibilité 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 et son potentiel de production d’électricité et d’énergie thermique pour les opérations, la géothermie semble être le partenaire optimal pour l’industrie minière dans sa quête d’un avenir « vert ».
Mais si l’énergie géothermique convient si bien à l’industrie minière, alors la vraie question est de savoir pourquoi n’avons-nous pas vu davantage d’exemples de développements géothermiques dans l’industrie jusqu’à présent ? Il existe quelques opinions, mais un thème commun semble être que la prise de conscience générale et le potentiel avéré de cette technologie ne sont pas aussi largement compris par rapport à d’autres telles que l’énergie éolienne et solaire. La géothermie est donc négligée ou rejetée sans grande considération par les entreprises qui cherchent activement à investir dans leurs infrastructures énergétiques.
Cela dit, près de 16 000 MWe d’énergie géothermique sont actuellement en ligne dans le monde. Cette technologie a connu une augmentation des investissements et des start-ups innovantes cherchant à tirer parti de la vague de transition énergétique. Lorsque cela est possible, les solutions géothermiques peuvent aider à répondre à la demande énergétique du secteur minier et devraient être sérieusement prises en compte par les décideurs à l’avenir.
La réalité
Nous avons vu des exemples de fonderies fermées ou réduites dans le monde entier en raison de problèmes de demande énergétique, comme la fonderie San Ciprian d’Alcoa en Espagne. La fonderie est fermée pendant deux ans en raison des « prix exorbitants de l’énergie ». Un autre exemple est la fermeture de la fonderie KAP au Monténégro en décembre à nouveau en raison d'une hausse significative des prix de l'énergie. De même, avant les renégociations des prix de l’électricité avec Meridian et Contact Energy en Nouvelle-Zélande en 2021, Rio Tinto envisageait de fermer les fonderies d’aluminium de Nouvelle-Zélande (NZAS) à Tiwai Point, sur l’île du Sud, en raison du prix de l’électricité. Le NZAS est le plus gros consommateur d’électricité du pays (13 %). Ironiquement, la Nouvelle-Zélande se classe également au 5ème rang mondial pour l'électricité géothermique en ligne, cependant, toute la production géothermique commerciale se trouve sur l'île du nord.
La réalité est que, alors que de nombreuses usines dans le monde connaissent des problèmes similaires et réduisent ou arrêtent leurs activités, les prix des matières premières continuent de grimper.
Figure 3 : Usine d'aluminium d'Alcoa Australie [Crédit : Dima Beliakov]
Une façon d’atténuer ces vulnérabilités consiste pour les sociétés minières à obtenir de l’électricité à partir d’une source d’énergie renouvelable moins sensible aux fluctuations des prix. C'est ainsi qu'Alcoa prévoit de remettre la fonderie de San Ciprian à pleine capacité d'ici 2024 dans le cadre de contrats d'énergie renouvelable. Ils ne sont pas seuls : la plupart des grandes sociétés minières telles que Glencore, BHP, Rio Tinto, Fortescue et bien d’autres investissent massivement dans des projets d’énergies renouvelables à travers le monde.
Selon Deloitte, « les mineurs ont la possibilité de réduire leurs coûts énergétiques jusqu'à 25 % dans les opérations existantes et jusqu'à 50 % dans les nouvelles mines grâce à un programme efficace de gestion de l'énergie, dont les énergies renouvelables sont une composante majeure. En plus des économies de coûts, la capacité de réduire les émissions et de préserver le permis social d’exploitation de la mine augmente encore plus la taille du prix.
Avantages de la géothermie dans les opérations minières
L'énergie géothermique peut fournir une production d'électricité 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, et de la chaleur à haute température pour de nombreuses applications minières. En plus d’assurer la sécurité énergétique, les sources d’énergie propres et durables telles que la géothermie bénéficient d’une forte incitation financière.
Les propriétés riches en minéraux recherchées par l'industrie minière ont tendance à coïncider avec des zones propices au développement géothermique. Des études montrent que les réservoirs géothermiques à haute température nécessaires à la production d'énergie géothermique sont en corrélation avec des concentrations élevées de minéraux formés par l'altération hydrothermale, tels que l'argent, le cuivre et l'or. Cette relation augmente la probabilité qu'un développement géothermique soit réalisable dans la plupart des zones minières de métaux précieux.
Un bon exemple est la mine d'or de Lihir en Papouasie-Nouvelle-Guinée, où une série de puits de prospection a identifié des réservoirs géothermiques allant de 240 à 300°C. Ces ressources ont été utilisées pour développer une centrale géothermique de 6 MW en 2003, ce qui a permis de réaliser des économies d'environ 200 000 $ US/mois. Aujourd’hui, la capacité de l’usine est de 56 MW, fournissant environ 75 % des besoins électriques de l’exploitation minière et environ 40 millions de dollars d’économies grâce à la compensation de la consommation de fioul lourd.
Figure 4 : Mine d'or Lihir, Papouasie-Nouvelle-Guinée avec la centrale géothermique illustrée sur le côté gauche. [Source : exploitation minière de Newcrest]
Ces économies ont été ressenties directement par le client, Newcrest Mining, mais aussi indirectement en obtenant le soutien de la communauté locale pour l'utilisation d'énergies renouvelables. Au-delà de ces avantages financiers, l’utilisation de la géothermie a fourni à Newcrest Mining un niveau élevé d’indépendance énergétique, une plus grande flexibilité dans les opérations minières, des contrats d’achat d’électricité moins lourds et des OPEX énergétiques relativement cohérents.
Ce système géothermique peut être imité dans d’autres régions volcaniques du monde entier. Une autre entreprise du secteur minier qui a ciblé cette opportunité est Fortescue Metals Group (FMG). FMG, sous l'égide de sa société sœur Fortescue Future Industries, a signé un accord avec l'État de Papouasie-Nouvelle-Guinée pour réaliser des études de faisabilité sur 11 projets d'énergie géothermique en PNG et dans d'autres régions environnantes. Bien qu’il soit annoncé que cette énergie est destinée à la production d’hydrogène vert et d’ammoniac vert, il est fort probable qu’elle soit également utilisée pour des projets miniers.
En dehors de la production d’électricité, la géothermie a de nombreuses applications directes pour l’exploitation minière, telles que l’amélioration de la lixiviation en tas, le dessalement et le chauffage/refroidissement des locaux. La possibilité de récupérer l’énergie contenue dans la terre directement sous les opérations minières existantes présente un immense potentiel mais est rarement exploitée.
Explorer le potentiel de l’énergie géothermique
Dans de nombreux cas, les phases d’exploration minière et géothermique sont similaires. Les deux impliquent des études de surface couplées au forage de puits d’exploration, souvent à des profondeurs de 2 à 3 000 m, pour analyser la géologie et les caractéristiques géoscientifiques. Ainsi, en réanalysant ou en explorant à double objectif les efforts d’exploration minière, la faisabilité technique du potentiel géothermique peut être déterminée avec une contribution financière supplémentaire relativement minime.
Figure 5 : Carte montrant les opérations minières mondiales superposées aux zones à potentiel géothermique
La première étape pour considérer l’énergie géothermique comme un investissement potentiel pour fournir une énergie à faible émission de carbone consiste à réaliser une étude de faisabilité. Cela examinera le potentiel de ressources dans une zone et l’analyse de rentabilisation d’une installation. Une étude de faisabilité comprend la création d'un modèle de bureau de la ressource géothermique ainsi que l'estimation du potentiel de la ressource et de la demande d'électricité. L'étape de faisabilité de tout projet est vitale car elle fournit aux décideurs les informations nécessaires pour évaluer si la ou les solutions proposées sont appropriées pour l'entreprise. Les informations fournies à ce stade peuvent être utilisées pour obtenir un soutien financier et faire avancer un projet jusqu'à la conception, l'approvisionnement et l'installation. Compte tenu de l’importance de l’étude de faisabilité, toute entreprise souhaitant prendre une décision éclairée doit s’assurer qu’une équipe de professionnels hautement expérimentés est sélectionnée pour accomplir la tâche.
L’industrie minière est prête à connaître une croissance substantielle dans les années à venir, et il est clair que pour atteindre cette croissance, les dirigeants de l’industrie devront s’adapter aux circonstances politiques, environnementales et sociales en constante évolution à travers le monde. L’énergie géothermique n’est peut-être pas la seule réponse aux futurs défis énergétiques de l’industrie minière, mais elle devrait certainement être prise en compte lors de l’exploration d’initiatives d’indépendance énergétique et de neutralité carbone.
JRG Energy est une société de conseil en énergie renouvelable, en gestion de projets et en ingénierie dotée d'un vaste portefeuille géothermique. Apprenez-en davantage sur la manière dont JRG Energy peut aider les opérations minières du monde entier à identifier, explorer et produire de l’énergie géothermique afin de réduire la dépendance à l’instabilité des prix de l’électricité, d’améliorer votre statut ESG et d’améliorer vos résultats financiers.
Plus d'informations: https://www.jrgenergy.com/fr/geothermal-solutions-for-mining
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