Pour faire face à la neutralité climatique, l’Europe aura besoin de grandes quantités de lithium pour les systèmes de stockage d’énergie par batteries. Les chercheurs du KIT étudient les moyens d’extraire le lithium à partir de sources géothermiques pour répondre à cette demande croissante.
Le potentiel du lithium géothermique
Le lithium est un élément essentiel pour les batteries des véhicules électriques et le stockage d’énergie renouvelable. Jusqu’à présent, la part de l’Europe dans l’extraction mondiale de lithium n’était que d’un pour cent.
Valentin Goldberg, de l’Institut des géosciences appliquées (AGW) du KIT, indique : « En théorie, les centrales géothermiques de la vallée du Rhin supérieur et du bassin nord-allemand pourraient couvrir entre 2 et 12 % de la demande annuelle de lithium en Allemagne. »
Une extraction durable et respectueuse de l’environnement
Les chercheurs ont étudié la durabilité de l’extraction du lithium à partir de sources géothermiques.
Selon Valentin Goldberg, « nos résultats montrent que l’extraction du lithium sera possible pendant de nombreuses années avec un faible coût environnemental. »
Le modèle développé pour cette étude décrit l’extraction du lithium dans la vallée du Rhin supérieur, mais les paramètres peuvent également être transférés à d’autres systèmes de jointure.
La modélisation de la production de lithium géothermique
Dr. Fabian Nitschke, de l’AGW, explique que l’extraction du lithium à partir d’eaux thermales n’est pas une méthode d’extraction conventionnelle. Les chercheurs ont dû utiliser un modèle de transport dynamique adapté aux conditions souterraines de la vallée du Rhin supérieur, couplant les processus thermiques, hydrauliques et chimiques.
Les résultats montrent que la concentration de lithium dans le puits d’extraction diminue de 30 à 50 % au cours du premier tiers de la période d’investigation de 30 ans, puis reste constante.
Investissement judicieux pour un avenir durable
Thomas Kohl, professeur d’énergie géothermique et de technologie des réservoirs à l’AGW, considère que ces résultats renforcent l’argument en faveur d’une utilisation généralisée de l’énergie géothermique.
« Nous savions déjà que les sources géothermiques peuvent fournir de l’énergie renouvelable capable de répondre à la demande de base pendant des décennies. Notre étude montre maintenant qu’une seule centrale dans la vallée du Rhin supérieur pourrait couvrir jusqu’à 3 % de la consommation annuelle de lithium en Allemagne. »
Le groupe de Kohl travaille actuellement sur des solutions pour la mise en œuvre pratique de cette technologie.
En synthèse
L’extraction de lithium à partir de sources géothermiques pourrait contribuer à répondre à la demande croissante de lithium en Europe, tout en étant durable et respectueuse de l’environnement. Les chercheurs du KIT travaillent sur des solutions pour la mise en œuvre pratique de cette technologie, qui pourrait jouer un rôle clé dans la transition énergétique et la neutralité climatique.
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Pour une meilleure compréhension
1. Pourquoi le lithium est-il important pour l’Europe ?
Le lithium est un élément essentiel pour les batteries des véhicules électriques et le stockage d’énergie renouvelable, qui sont des éléments clés de la transition énergétique et de la neutralité climatique.
2. Quel est le potentiel du lithium géothermique ?
Les centrales géothermiques de la vallée du Rhin supérieur et du bassin nord-allemand pourraient couvrir entre 2 et 12 % de la demande annuelle de lithium en Allemagne.
3. Comment est extraite le lithium à partir de sources géothermiques ?
L’extraction du lithium à partir d’eaux thermales implique l’utilisation d’un modèle de transport dynamique adapté aux conditions souterraines, couplant les processus thermiques, hydrauliques et chimiques.
4. Quelle est la durabilité de l’extraction du lithium géothermique ?
Les résultats de l’étude montrent que l’extraction du lithium sera possible pendant de nombreuses années avec un faible coût environnemental.
5. Quelles sont les prochaines étapes pour la mise en œuvre de cette technologie ?
Les chercheurs du KIT travaillent sur des solutions pour la mise en œuvre pratique de l’extraction du lithium à partir de sources géothermiques, notamment en développant des technologies pour le traitement préliminaire de l’eau thermale et en transférant cette technologie à l’échelle industrielle.
Légende illustration principale : Épandage d’eau thermale appauvrie en lithium autour du puits d’injection le long de la zone de faille après 30 ans. (Graphiques : Valentin Goldberg et Fabian Nitschke). Grafik: Valentin Goldberg und Fabian Nitschke
Publications originales
Goldberg, V.; Dashti, A.; Egert, R.; Benny, B.; Kohl, T.; Nitschke, F.: Challenges and Opportunities for Lithium Extraction from Geothermal Systems in Germany – Part 3: The Return of the Extraction Brine. Energies, 2023. DOI: 10.3390/en16165899
https://doi.org/10.3390/en16165899
Goldberg, V.; Winter, D.; Nitschke, F.; Held, S.; Groß, F.; Pfeiffle, D.; Uhde, J.; Morata, D.; Koschikowski, J.; Kohl, T.: Development of a continuous silica treatment strategy for metal extraction processes in operating geothermal plants. Desalination, 2023. DOI: 10.1016/j.desal.2023.116775
