L’eau saumâtre pourrait-elle remplacer l’eau douce des centrales ?

Selon une nouvelle analyse dirigée par un chercheur de l’Université du Wyoming, les eaux souterraines saumâtres ou salées pourraient potentiellement remplacer l’eau douce pour refroidir les centrales électriques au charbon et au gaz naturel, renforçant ainsi la résilience de l’infrastructure énergétique, bien que cette substitution soit associée à des coûts.

Dans un contexte où les ressources en eau douce sont menacées par la sécheresse, le changement climatique et une croissance socioéconomique rapide, la compétition pour l’eau s’intensifie entre le secteur de l’électricité et d’autres secteurs. Pendant la transition vers une énergie à faible teneur en carbone, la décarbonisation des centrales électriques alimentées par des combustibles fossiles via la capture et le stockage du carbone augmenterait significativement la consommation d’eau, exacerbant ainsi la compétition pour l’eau.

Ce défi lié à l’eau pousse les opérateurs de centrales électriques à explorer d’autres sources d’eau.

« Des sources d’eau non traditionnelles peuvent être déployées pour faire face aux risques liés à l’eau induits par le changement climatique et répondre à la demande croissante d’eau pour la décarbonisation des centrales électriques alimentées par des combustibles fossiles, » écrit l’équipe de recherche, dirigée par Haibo Zhai, titulaire de la chaire Roy et Caryl Cline Distinguished à l’Université du Wyoming. « Le traitement des eaux souterraines saumâtres pour le refroidissement des centrales thermiques peut aider à atténuer la compétition potentielle pour les ressources en eau douce entre divers secteurs dans les régions soumises à un stress hydrique.« 

Cette recherche, publiée dans la revue Nature Water, est le second article d’un projet pluriannuel financé par le Département de l’Énergie des États-Unis. Le premier article, publié l’année dernière dans la revue Applied Energy, examinait la possibilité de passer de tours de refroidissement à l’eau à des systèmes de refroidissement à sec dans les centrales à combustibles fossiles.

Toutefois, l’élimination des sels et minéraux dissous en excès de l’eau saumâtre peut être énergivore et produire des saumures concentrées nécessitant une élimination. Une méthode appelée « rejet zéro liquide » minimise les impacts environnementaux de la désalinisation mais est particulièrement coûteuse.

Les chercheurs ont étudié la faisabilité technique et économique de plusieurs processus de désalinisation. Ils ont également estimé combien d’eau douce serait économisée grâce au traitement de l’eau saumâtre pour le refroidissement des centrales électriques. Ils ont conclu que la modernisation des centrales électriques pour traiter les eaux souterraines saumâtres pourrait presque éliminer l’utilisation d’eau douce, mais augmenterait le coût de production d’électricité de 8 à 10 %.

« Notre étude révèle des compromis entre les économies d’eau douce, le coût et les déficits de capacité de production résultant du déploiement de la désalinisation, » déclare Wu.

Les chercheurs appellent à un développement plus poussé des technologies pour traiter l’eau saumâtre, ainsi qu’à l’exploration de l’utilisation d’autres sources d’eau non traditionnelles pour le refroidissement des centrales électriques. Parmi celles-ci, l’eau municipale traitée, ainsi que l’eau produite par l’extraction de pétrole et de gaz et les réservoirs de stockage de dioxyde de carbone.

Selon les chercheurs, les compromis identifiés pour diverses sources d’eau non traditionnelles combleront les lacunes dans la connaissance et aideront à mieux informer les décisions et la gestion de l’eau pour l’énergie.