octobre 2014

Transformer le vent en carburant

Glencore prévoit d'installer un système de stockage doté de piles à hydrogène sur le site de la mine Raglan

Par Bernard Simon

Si tout se passe comme prévu, la mine Raglan de nickel et de cuivre de Glencore, située dans le nord du Québec, deviendra la première mine au monde à réduire sa consommation en diesel en reliant une éolienne à un système de stockage équipé de piles à hydrogène.

Pour l'instant, seule une partie du projet est terminée. Le 7 août dernier, l'équipe de la mine Raglan et ses partenaires ont achevé la construction d'une éolienne de 80 mètres de haut sur le site de la mine, et ont relié la turbine au réseau électrique local début septembre. Un porte-parole de la mine indique que le premier essai de mise en service de 120 heures, qui a eu lieu entre le 2 et le 8 septembre, a été fructueux.

C'est la société allemande Enercon, l'un des plus grands fabricants d'éoliennes au monde, qui a fourni l'éolienne. Une équipe d'Enercon ainsi que les employés de la mine Raglan et de Tugliq, l'entreprise québécoise offrant des solutions énergétiques de proximité qui est propriétaire du système, ont assemblé le système sur place.

La prochaine étape concerne le stockage de l'énergie. Quatre conteneurs de transport à volant d'inertie, un système de pile et d'autres éléments du système de stockage devraient arriver à la mine vers la fin de l'année. Cependant, il est peu probable qu'ils soient installés avant plusieurs mois en raison des conditions hivernales rigoureuses à la mine.

L'éolienne sera reliée à un électrolyseur, qui transmettra l'électricité éolienne par l'eau, séparant les molécules de H2O en hydrogène et oxygène. Le projet est de stocker l'hydrogène dans deux réservoirs à gaz comprimé de six mètres de long (semblables à des cuves horizontales de stockage du propane) et de l'utiliser ensuite pour générer de l'électricité à partir d'une pile à combustible.

Le gouvernement du Québec a financé plus d'un quart du coût total du projet (22,6 millions $) dans le cadre de son projet de promotion du développement économique dans la partie nord isolée de la province. Les 16 millions $ restant ont été fournis par le gouvernement fédéral, Glencore et Tugliq. Une fois qu'elle sera opérationnelle, la mine paiera l'énergie générée par l'éolienne à Tugliq.

Les piles à hydrogène sont depuis longtemps convoitées comme source prometteuse d'énergie renouvelable à bon marché. Mais les chercheurs luttent pour transformer les avantages qu'elles présentent en projets commercialement viables.

« On dispose de peu de technologies reposant sur l'énergie verte pour stocker l'électricité », expliquait Laurent Abbatiello, vice-président principal et directeur financier de Tugliq, qui a coordonné sa construction.

Jusqu'à présent, on a principalement envisagé les piles à combustible pour le remplacement potentiel du moteur à combustion interne dans les véhicules motorisés. La société Vision Industries basée en Californie, par exemple, a installé des piles à combustible dans son camion de gros tonnage Tyranno, actuellement utilisé dans les ports de Los Angeles et de Long Beach. Ce camion sans émissions peut rouler sur environ 320 kilomètres avec un seul réservoir d'hydrogène.

Kevin Harrison, ingénieur de la recherche au National Renewable Energy Laboratory (NREL, le laboratoire national sur les énergies renouvelables) du Département de l'énergie des États-Unis, expliquait que les piles à combustible constituent un moyen efficace pour convertir l'hydrogène en électricité, particulièrement dans un environnement requérant des températures relativement basses (de 60 à 80° C). Les autres avantages comprennent l'absence de pièces mobiles et la recharge rapide.

Cependant, l'hydrogène présente également de sérieuses difficultés. Il prend beaucoup de place par rapport à l'énergie qu'il génère. Il ne s'agit pas non plus nécessairement de l'option la plus efficace. « Étant donné que l'on doit produire l'hydrogène et ensuite le transformer en électricité à l'aide d'une pile à combustible, son rendement global est plus faible que celui d'autres technologies de stockage telles que les batteries et les centrales hydroélectriques de pompage », expliquait M. Harrison.

Toutefois, ajoutait-il, « avec une électricité renouvelable à bas prix, le stockage de l'énergie peut constituer une possibilité économique très intéressante ».

Raglan n'est pas la première mine du nord du Canada à exploiter l'énergie éolienne pour réduire les coûts inhérents à sa consommation de diesel. Dans les Territoires du Nord-Ouest (T.N.-O.), la mine de diamant Diavik, une entreprise commune entre Rio Tinto et Dominion Diamond Corp., dispose déjà de quatre éoliennes qui génèrent environ 10 % des besoins énergétiques de la mine.

Diavik estime que le parc éolien permettra de réduire la consommation de cinq millions de litres cette année, ce qui représente une économie de 6 millions $ sur un coût annuel de 70 millions $ pour le diesel. Cependant, Diavik ne dispose pas de système de stockage et utilise l'énergie éolienne à mesure qu'elle est produite.

Les projets de la mine Raglan sont plus ambitieux. « Le problème avec l'énergie éolienne est que ce n'est pas une source stable », expliquait M. Abbatiello. « Un jour le vent souffle, le lendemain plus. Parfois même, la façon dont le vent souffle peut changer dans la minute. Les dispositifs de stockage visent à fournir un niveau d'énergie stable même si le vent ne souffle pas constamment. »

La capacité nominale du projet pilote de la mine Raglan est de 3 mégawatts, ce qui permettra d'économiser l'équivalent de 2,5 millions de litres de diesel en une année, soit 5 % de la consommation totale de diesel de la mine. Raglan utilise actuellement quelque 60 millions de litres de diesel par an, qui représentent un cinquième de son budget d'exploitation total.

Mais si le projet pilote fait ses preuves, M. Abbatiello prévoit l'installation d'un parc éolien complet doté de plusieurs éoliennes qui génèreront entre 9 et 12 mégawatts d'électricité, soit près de la moitié des besoins de la mine.

Kristan Straub, vice-président de la mine Raglan, estime qu'un projet éolien de cette envergure pourrait réduire de 40 % la consommation de diesel ainsi que les coûts généraux liés aux besoins énergétiques de la mine.

Les deux premiers réservoirs d'hydrogène stockeront collectivement de l'électricité pendant environ 20 heures, mais l'ajout d'autres réservoirs pourrait considérablement prolonger la période de stockage.

« Si les résultats s'avèrent positifs, nous espérons que notre système servira de modèle et sera installé dans des communautés qui dépendent énormément du diesel afin que tous les habitants du Nunavik (la région du Nord-du-Québec) en profitent », indiquait M. Straub.

M. Abbatiello, quant à lui, est persuadé que le système de transformation de l'énergie éolienne en hydrogène fonctionnera parfaitement. « Ces technologies fonctionnent dans d'autres applications. C'est la première fois que nous associons tous les éléments, aussi la complexité consistera à comprendre comment les intégrer, les contrôler et les commander. »

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Traduit par Karen Rolland


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