Alimentation des mines en énergie : passer des hydrocarbures aux énergies renouvelables
28 juin 2021
En produisant une énergie propre surplace, les mines peuvent améliorer leur efficacité et leur résilience, et réduire leur consommation d’énergie
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Par Jon Treen
Le développement durable est une préoccupation majeure pour plusieurs industries – y compris pour l’industrie minière. De plus en plus, les entreprises minières réévaluent leurs méthodes de fonctionnement afin de déceler les occasions de réduction des émissions. Et l’une de ces occasions consiste en une remise en question des modes d’alimentation des sites miniers.
Les activités minières nécessitent une importante quantité d’énergie. Traditionnellement, les exploitants achètent leur énergie aux entreprises de services publics qui produisent en grande partie leur électricité à partir des hydrocarbures comme le charbon, le pétrole et le gaz naturel. Mais ces énergies fossiles libèrent des gaz à effets de serre lors de leur combustion – à moins qu’une méthode de capture du carbone ne soit mise en place. Mais à l’heure où l’industrie minière prend des engagements de plus en plus fermes en matière d’environnement, de société et de gouvernance (ESG), elle devra trouver des moyens d’alimenter ses activités de manière plus durable.
Pour y parvenir, des entreprises minières produisent leur propre électricité. En comblant une partie de leurs besoins en électricité au moyen de solutions internes, elles peuvent à la fois réduire leur consommation d’énergie et leurs émissions de carbone.
Nous verrons ci-dessous comment les entreprises minières produisent et stockent leur électricité, passent des hydrocarbures aux énergies renouvelables, améliorent leur efficacité et leur résilience énergétiques, et réduisent leur consommation d’énergie.
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Les sociétés minières devront bien comprendre les volets relatifs aux émissions et la manière dont elles peuvent réduire leur empreinte carbone afin de respecter leurs engagements et les exigences ESG.
Mesurer les émissions des sites miniers
Les entreprises minières ont commencé à prendre des engagements ESG de plus en plus fermes. Et pour les respecter, elles doivent souvent faire appel à des experts en énergie et en pollution – c’est ici que nous intervenons. Nos clients comprennent que produire leur propre énergie leur permet de réduire davantage leurs émissions globales, mais ne savent pas nécessairement comment y parvenir.
Tout d’abord, une entreprise minière doit connaître la quantité d’émissions de gaz à effet de serre (GES) qu’elle rejette. Aux États-Unis, l’Environmental Protection Agency (EPA) utilise trois composantes, ou volets, pour mesurer l’empreinte carbone globale d’une organisation :
- Volet 1 : émissions directes provenant des activités de l’entreprise elle-même et de tout ce qu’elle possède ou contrôle, comme les installations ou les véhicules.
- Volet 2 : émissions indirectes résultant des besoins énergétiques d’une entreprise, comme celles associées à l’achat d’électricité, de vapeur ou d’eau chauffée ou refroidie.
- Volet 3 : émissions indirectes résultant des processus en amont et en aval d’une entreprise, comme le transport, la transformation et l’utilisation des produits finis.
Fourni par l’EPA, ce graphique montre la distinction entre les trois volets. Source: Scope 1 and Scope 2 Inventory Guidance.
À l’heure actuelle, l’accent est mis sur la réduction des émissions des volets 1 et 2. De nombreuses sociétés minières cherchent à améliorer leur efficacité énergétique pour réduire les émissions relatives au volet 1 et à développer des sources d’énergie renouvelable pour réduire les émissions relatives au volet 2. Alors que les compagnies d’électricité et les services publics (qui fourniraient autrement l’électricité aux mines) continuent d’essayer de réduire leurs émissions de gaz à effet de serre, ils augmentent leurs tarifs pour soutenir la modernisation de leurs infrastructures. Cette hausse des coûts est généralement relayée aux mines et autres utilisateurs finaux.
En outre, de nombreuses initiatives de développement durable dans l’industrie de l’énergie portent sur la réduction des émissions relatives au volet 1, ce qui ne correspond pas nécessairement aux préoccupations des sociétés minières en ce qui concerne les émissions relatives au volet 2. C’est pourquoi les plus importantes de ces sociétés commencent à réaliser qu’en produisant leur propre électricité, il leur sera beaucoup plus facile de réduire leurs émissions relatives aux volets 1 et 2 – et cette approche peut s’avérer plus efficace à long terme.
Alors que l’industrie minière prend des engagements de plus en plus fermes en matière d’environnement, de société et de gouvernance (ESG), elle devra déterminer comment alimenter ses activités de manière plus durable.
Produire de l’énergie sur les sites miniers
Comme indiqué précédemment, les sociétés minières peuvent tirer avantage de la production d’énergie surplace. De l’augmentation de l’efficacité à la réduction des coûts d’exploitation futurs en passant par la diminution des émissions de gaz à effet de serre, les exploitants de mines ont de nombreuses raisons de devenir également des producteurs d’énergie. Mais comment procéder?
Une centrale de production combinée de chaleur et d’électricité est une excellente solution d’autoproduction pour les sites miniers. Également appelée cogénération, une centrale de production combinée produit simultanément de l’électricité et de l’énergie thermique (chaleur). Il s’agit d’une solution plus durable pour les exploitants miniers, car la chaleur, qui serait autrement perdue dans le processus, peut être réutilisée à d’autres fins. Il s’agit notamment de créer de la vapeur pour produire de l’électricité, chauffer des bâtiments ou faire fonctionner des refroidisseurs de vapeur. Non seulement une centrale de chaleur et d’électricité produit une forme d’électricité plus propre, mais elle permet aux exploitants de réduire davantage leurs émissions des volets 1 et 2.
Un autre moyen efficace pour les mines de mieux contrôler la réduction de leurs émissions de gaz à effet de serre consiste à bâtir leur propre microréseau surplace. Grâce à l’exploitation de son propre microréseau et à la production décentralisée d’énergie, un site minier est moins dépendant (voire indépendant) des fournisseurs d’électricité. Cela lui permet de bénéficier d’une plus grande flexibilité et de taux d’efficacité plus élevés.
La production décentralisée peut combiner de nombreuses formes d’électricité et les utiliser pour atteindre un objectif commun. Par exemple, l’électricité produite par la centrale de production combinée peut s’ajouter à celle produite par des sources d’énergie renouvelable comme l’énergie éolienne, l’énergie solaire ou l’énergie hydroélectrique. Les exploitants disposent ainsi d’une marge de manœuvre encore plus grande pour réduire leur empreinte carbone.
L’aspect le plus intéressant de cette approche est que grâce à la production décentralisée d’énergie et aux microréseaux, les mines peuvent retourner l’électricité excédentaire vers les réseaux électriques locaux afin de soutenir les collectivités qui en ont besoin, parfois même avec une énergie encore plus propre.
Un moyen efficace pour les mines de réduire leurs émissions de gaz à effet de serre consiste à créer leur propre microréseau surplace. Grâce à l’exploitation de son propre microréseau et à la production décentralisée d’énergie, un site minier est moins dépendant (voire indépendant) des fournisseurs d’électricité.
Intégrer l’énergie renouvelable pour alimenter les activités opérationnelles
Comme évoqué plus haut, la production décentralisée d’énergie peut intégrer l’électricité provenant de différentes sources. C’est une bonne chose pour les exploitants miniers, car ils ont ainsi la possibilité de recourir à des technologies d’énergie renouvelable pour combler une partie de leurs besoins, ce qui leur donne encore plus de contrôle sur la réduction des émissions des volets 1 et 2. Pour voir des exemples concrets, veuillez consulter le webinaire de Stantec sur l’exploitation minière à zéro émissions nettes, présenté par le magazine CIM.
Il existe de nombreuses formes d’énergie renouvelable dont les sites miniers peuvent tirer avantage. De plus, l’importance accordée à la transition énergétique à l’échelle mondiale se traduit par l’avancée des technologies et une baisse des coûts. Voyons quelques-unes des technologies d’énergie renouvelable dont les sociétés minières pourraient tirer profit :
- Énergie solaire : l’énergie solaire, c’est-à-dire l’énergie produite par le soleil, est un moyen efficace d’intégrer les énergies renouvelables sur les sites miniers, particulièrement pour les mines qui disposent d’une grande quantité de terres inutilisées et qui bénéficient d’un rayonnement solaire favorable. Ces terres peuvent être utilisées pour installer des panneaux solaires afin de compléter l’approvisionnement en énergie lorsque le soleil brille.
- Énergie éolienne : l’électricité produite par les éoliennes est une autre importante source d’énergie renouvelable pour les mines. L’énergie éolienne permet aussi d’exploiter les terrains non utilisés sur les sites miniers pour augmenter l’approvisionnement en énergie lorsque le vent souffle, et ainsi réduire les émissions de carbone.
- Hydroélectricité : plusieurs clients du secteur minier produisent déjà une part importante de leur énergie à partir de l’hydroélectricité. L’évolution des technologies des microturbines offre également la possibilité de récupérer l’énergie des systèmes d’écoulement par gravité d’une mine afin de produire de l’énergie renouvelable supplémentaire.
- Le biogaz : bien que le biogaz ne soit pas un nouveau concept, son adoption s’est considérablement élargie au fil des améliorations technologiques et de la réduction des coûts. Le biogaz est produit lorsque la matière organique se décompose sans présence d’oxygène. Il peut ensuite être utilisé comme combustible pour alimenter les activités minières de manière plus durable, tout en réduisant la quantité de déchets dans les décharges.
- L’hydrogène : l’hydrogène est un élément relativement nouveau dans le paysage énergétique. L’hydrogène est l’élément le plus abondant de l’univers, et il ne libère aucun GES lors de sa combustion. Il existe trois types d’hydrogène : gris, bleu et vert.
- Stockage d’énergie : les systèmes de stockage d’énergie par batterie, l’accumulation par pompage et le stockage d’énergie par volant d’inertie électromécanique peuvent tous être intégrés au microréseau d’une mine. Ces technologies permettent d’équilibrer la demande en réduisant les pointes de consommation et en stockant l’excédent d’énergie renouvelable produite.
Il existe de nombreuses formes d’énergie renouvelable dont les sites miniers peuvent tirer avantage.
Des mines plus durables, un avenir plus durable
Nous savons que les sites miniers nécessitent une quantité importante d’énergie pour fonctionner. Mais nous savons aussi que l’exploitation minière est une composante essentielle d’un avenir plus durable. Pourquoi? Car les métaux dont nous avons besoin pour réduire notre dépendance à l’égard des combustibles fossiles et faire progresser la transition vers les énergies renouvelables se trouvent encore dans le sol. Des métaux comme le nickel et le lithium sont nécessaires pour produire des technologies telles que les cellules solaires et les batteries, tandis que le cuivre et l’aluminium sont essentiels pour le transport et la distribution d’énergie.
Nous espérons que les sociétés minières pourront en tirer des leçons. Il sera essentiel pour les sociétés minières de comprendre les différents volets relatifs aux émissions et la manière dont elles peuvent réduire leur empreinte carbone afin de respecter leurs engagements et les exigences ESG. Si elles connaissent toutes les options à leur disposition, elles pourront prendre des mesures, planifier des solutions d’autoproduction et intégrer les énergies renouvelables dans leurs activités.
Traduction du blogue publié originalement sur le site Ideas de Stantec.