Affrontement dans la vallée de Dixie : la bataille autour d'un projet géothermique oppose un petit crapaud à une énergie renouvelable

Affrontement dans la vallée de la Dixie

Une bataille autour d'un projet géothermique oppose un petit crapaud aux énergies renouvelables. La chaleur de la planète peut-elle être exploitée sans risquer l'extinction ?

Par Jessica McKenzie

La zone humide alimentée par une source de Dixie Meadows abrite le crapaud de la vallée de la Dixie, une espèce unique que l'on ne trouve nulle part ailleurs dans le monde. (Patrick Donnelly / Centre pour la diversité biologique)

7 novembre 2022

Par Jessica McKenzie

Dixie Meadows est une tache de vert vibrant dans un paysage rose et beige autrement atténué. Pour s'y rendre depuis Fallon, Nevada, la ville la plus proche, il faut d'abord parcourir 40 miles à l'est sur la US Route 50, un tronçon d'autoroute connu comme la "route la plus solitaire d'Amérique", puis encore 40 miles au nord sur une route de gravier dans Dixie Valley, une plaine basse entre la chaîne Stillwater et les montagnes alpines du Clan. Les arbustes du désert s'étendent à perte de vue, jusqu'à ce qu'un miroitement d'eau apparaisse à l'horizon - le premier signe d'une oasis désertique. Alimentés par une série de plus de 100 suintements et sources, ces 760 acres luxuriants au pied des montagnes Stillwater englobent toute l'aire de répartition mondiale du crapaud en voie de disparition de la vallée de la Dixie. Ils sont aussi une « expression de surface », comme disent les géologues, d'une source d'énergie géothermique encore inexploitée.

Coiffé d'un chapeau de cow-boy en paille et utilisant un bâton en bois comme canne, Patrick Donnelly ouvre la voie dans les roseaux à hauteur d'épaule de Dixie Meadows, où l'on espère trouver le plus petit des crapauds de l'Ouest. En tant que directeur du Grand Bassin du Center for Biological Diversity, Donnelly a fait campagne pour que le crapaud de la vallée de la Dixie soit répertorié comme en voie de disparition, ce que le Fish and Wildlife Service a fait en avril en urgence pour la deuxième fois seulement au cours des 20 dernières années. Donnelly a également travaillé sans relâche pour stopper la progression de la plus grande menace pour le crapaud de la vallée de la Dixie et l'oasis verte qu'il habite : le projet géothermique de Dixie Meadows. Donnelly craint que si le projet géothermique se déroule comme prévu, il perturbera ou même asséchera la série de sources chaudes qui ont créé cette oasis verdoyante.

Le vent qui souffle dans la plaine est sec et chaud, mais nos chaussures s'écrasent dans la boue sous nos pieds. Nous suivons des sentiers étroits à travers l'herbe probablement faits par les vaches qui paissent à proximité, courbés en deux à la recherche de mouvement. Les grillons mormons attirent fréquemment nos yeux, sautillant de manière trompeuse. Enfin, nous apercevons un petit crapaud.

Pas plus gros que le bout du pouce de Donnelly, le crapaud est vert avec des taches brunes sur le dos et une bande au milieu aussi pâle que son ventre. Les crapauds de Dixie Valley atteignent une longueur de deux pouces, et celui-ci est encore plus petit. Il s'agit d'une espèce relativement « nouvelle » - qui n'a été génétiquement et morphologiquement distincte qu'en 2017. Je prends quelques photos rapides et Donnelly libère soigneusement une minuscule créature qui pourrait bouleverser plus d'une décennie de recherche, de forage exploratoire et de permis onéreux, mettant un terme à la construction de deux centrales géothermiques.

Les poursuites judiciaires qui opposent la faune et les écosystèmes aux projets d'énergie alternative se multiplient dans l'Ouest américain, mais les projets solaires et éoliens sont le plus souvent dans le collimateur. L'énergie géothermique est à bien des égards une source alternative largement sous-utilisée, dont l'expansion sera nécessaire dans le cadre de tout effort général visant à éliminer l'utilisation des combustibles fossiles et à éviter le pire de la crise climatique. Mais Donnelly et d'autres écologistes sont déterminés à ne pas laisser la biodiversité être sacrifiée pour le projet géothermique de Dixie Meadows (ou d'ailleurs, la plupart des autres efforts de production d'énergie).

Les critiques considèrent que le procès du Center for Biological Diversity fait partie d'une tendance obstructionniste au NIMBYisme, un vestige des décennies que les écologistes ont passées à essayer de bloquer de nouveaux projets pétroliers et gaziers, ces impulsions maintenant mal dirigées vers des projets d'énergie alternative. Mais les obstacles à la mise à l'échelle de l'énergie géothermique à son plein potentiel ne commencent pas et ne se terminent pas par un procès contre une espèce rare et en voie de disparition, ou même une poignée de procès. Il existe des obstacles technologiques et réglementaires bien plus importants que l'industrie et le gouvernement américain doivent franchir avant de « capter la chaleur sous nos pieds ».

Le désert du Grand Bassin, connu officieusement comme les "vergetures de l'Amérique du Nord", est dominé par les formations de bassin et de chaîne qui couvrent la majeure partie du Nevada. (NASA/MODIS)

Vu d'en haut, le désert du Grand Bassin présente un schéma : une ligne de montagnes suivie d'une vallée, puis une autre chaîne de montagnes, puis une vallée, et ainsi de suite. Ces formations, parfois appelées les « vergetures » de l'Amérique du Nord, donnent à la région élargie, de Reno à Salt Lake City jusqu'au Mexique, son nom : la province du bassin et de la chaîne. Le Nevada est le troisième État le plus actif sur le plan sismique et celui qui connaît la croissance la plus rapide du pays, gagnant quelques acres chaque année à mesure que la croûte terrestre s'étend et que les couches les plus chaudes du manteau, un mélange de magma et de roche, remontent bien pour combler les lacunes. Le Nevada et le désert du Grand Bassin plus large sont criblés de lignes de faille, de fissures dans la terre qui permettent à l'eau chaude de circuler facilement. C'est un environnement idéal pour l'énergie géothermique : utiliser l'intérieur super chaud de la Terre pour produire de l'électricité.

Fissures à Steamboat Hot Springs, juste au sud de Reno, Nevada, photographiées par Timothy O'Sullivan en 1868 et par l'auteur en 2022. Par temps froid, on peut parfois encore voir de la vapeur s'élever de la terre.

"La taille de cette zone est comparable à la plupart des autres zones géothermiques célèbres du monde combinées", a déclaré James Faulds, géologue d'État et directeur du Bureau des mines et de la géologie du Nevada. "Vous pouvez mettre tout l'ouest de la Turquie, qui est un autre foyer pour la géothermie. Vous pouvez mettre l'île du Nord en Nouvelle-Zélande, un autre endroit idéal pour la géothermie. Vous pouvez mettre toute l'Islande, vous pouvez mettre toutes ces zones dans la région du Grand Bassin, et vous aurez encore de la place."

Le désert du Grand Bassin s'étend sur environ 190 000 miles carrés à travers une grande partie du Nevada et des parties de l'Idaho, de la Californie et de l'Utah. Quatre des projets géothermiques actuels ou proposés d'Ormat au Nevada sont indiqués sur la carte agrandie. (Thomas Gaulkin / Shutterstock / Datawrapper)

Les États-Unis sont le premier producteur mondial d'électricité géothermique, responsable de près d'un quart de la capacité mondiale. La Californie et le Nevada réunis produisent près de 95 % de cette génération. Et tandis que la Californie est le premier producteur d'énergie géothermique aux États-Unis, contribuant à plus de 70 % de la production d'électricité géothermique du pays (contre 24 % pour le Nevada), la géothermie représente une plus grande part de la production totale d'électricité du Nevada, soit près de 10 %.

Même ainsi, la géothermie n'est qu'une goutte d'eau dans le seau du mix énergétique actuel des États-Unis, représentant moins de 1% de la production totale d'électricité du pays. Le département de l'énergie aimerait qu'il représente plus de 8 % de la production américaine d'ici 2050.

La géothermie présente de nombreux avantages. "Toutes les formes d'énergie renouvelable sont excellentes, mais la géothermie fonctionne 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, donc c'est une bonne charge de base, et elle est également évolutive, ce qui signifie que vous pouvez réduire ou augmenter l'échelle", déclare Faulds. "Et l'empreinte physique réelle d'un développement géothermique est inférieure à celle de l'énergie solaire ou éolienne."

Si la production d'énergie géothermique du pays atteignait 60 gigawatts électriques d'ici 2050, soit une multiplication par près de 26, cela pourrait réduire considérablement les émissions de gaz à effet de serre du pays, entraînant jusqu'à 516 millions de tonnes métriques d'équivalent en dioxyde de carbone évitées, soit plus que les émissions annuelles de 2020 du Texas, de la Floride, de la Pennsylvanie, de l'Ohio et de la Californie réunies. L'utilisation directe de l'énergie géothermique, à des fins de chauffage et de refroidissement, pourrait avoir un impact encore plus important. C'est un objectif ambitieux, mais que le Département de l'énergie considère comme réalisable, avec des avancées technologiques et des réformes réglementaires.

"Cela peut et devrait représenter une plus grande partie du budget énergétique du pays", a déclaré Faulds. "Et je pense que nous y arriverons."

L'utilisation de fluide géothermique dans les systèmes de chauffage et de refroidissement peut aider les grandes institutions, telles que les universités, les administrations municipales et même les centres de villégiature haut de gamme, à économiser de l'argent et à réduire leur empreinte carbone. Le système géothermique du Peppermill Reno Resort s'est rentabilisé en trois ans, deux ans plus vite que prévu.

La centrale géothermique de Dixie Valley au pied de la chaîne Stillwater. (Jessica McKenzie)

Ormat Technologies, la société basée à Reno derrière le projet géothermique Dixie Meadows, est le deuxième plus grand producteur d'énergie géothermique aux États-Unis. La première centrale géothermique d'Ormat a également été la première centrale géothermique du Nevada, une centrale de 2 mégawatts à Wabuska qui a été mise en service en 1984.

Ormat a commencé à explorer le potentiel géothermique de Dixie Meadows en 2007, ce qui montre vraiment combien de temps il faut pour qu'une centrale géothermique franchisse la ligne d'arrivée. Le Bureau of Land Management a finalement approuvé le projet en novembre 2021, donnant son feu vert à la construction de deux centrales géothermiques de 30 mégawatts et jusqu'à 18 sites de puits de production et d'injection. Dans le communiqué de presse, le Bureau of Land Management a souligné que le projet est conforme au décret exécutif du président Biden de janvier 2021 visant à adopter une "approche pangouvernementale de la crise climatique", ainsi qu'à la loi sur l'énergie de 2020, qui comprenait une section sur la promotion de l'énergie géothermique. La loi précisait que l'administration chercherait à autoriser au moins 25 gigawatts de projets éoliens, solaires et géothermiques sur les terres fédérales d'ici 2025.

Quelques semaines plus tard, le Center for Biological Diversity, ainsi que la tribu Fallon Paiute-Shoshone, ont poursuivi l'agence pour cette approbation, citant la menace pesant sur le crapaud de la vallée de Dixie et les sources chaudes, qui revêtent une importance spirituelle pour la tribu. Ils ont décroché une victoire temporaire en janvier, lorsqu'un juge a émis une injonction de 90 jours, mais Ormat a fait appel et il a été annulé en février, ouvrant la voie à Ormat pour reprendre la construction. Puis, début avril, le Fish and Wildlife Service a classé le crapaud de la vallée de la Dixie sur une liste d'urgence en tant qu'espèce en voie de disparition en raison du "risque important pour le bien-être de l'espèce" que représentait le projet géothermique. Cela a donné au Center for Biological Diversity et à la tribu Fallon Paiute-Shoshone de nouveaux motifs pour poursuivre le Bureau of Land Management, ce que les deux groupes ont rapidement fait.

« Est-ce que la géothermie va assécher la source ? Très probablement », dit Donnelly alors que nous traversons Dixie Meadows. "Cela changera-t-il les sources? Certainement. Il n'y a aucun doute que les sources seront modifiées par le projet géothermique. Et cela seul suffit à conduire potentiellement le crapaud à l'extinction."

Dans des commentaires publics au Fish and Wildlife Service, Ormat a rétorqué que l'agence avait "exagéré" l'impact que le projet géothermique pourrait avoir sur le crapaud de Dixie Valley. Sur la base des tests effectués par la société pendant la phase exploratoire, Ormat affirme que le réservoir géothermique dans lequel les plantes puiseraient est suffisamment distinct des sources chaudes qui se jettent dans la prairie pour avoir peu ou pas d'interférence avec ces sources.

C'est le défi de l'énergie géothermique : chaque site a des caractéristiques uniques, des types de roches aux lignes de faille en passant par la façon dont l'eau circule dans le système. Les géophysiciens et les hydrologues peuvent faire des suppositions éclairées sur ce qui se passe sous terre, mais il s'agit encore en grande partie de forer et de découvrir.

Centrale géothermique d'Ormat à Steamboat Hills, juste au sud de Reno, Nevada. (Jessica McKenzie)

À environ 80 km à l'ouest de Dixie Valley à vol d'oiseau, à seulement 16 km au sud de Reno, se trouve le complexe géothermique de Steamboat Hills, un vaste réseau de routes, de tuyaux, de turbines et de ventilateurs de condenseur. Un incendie de forêt a traversé le complexe en juin dernier, laissant une traînée de conifères bruns et carbonisés dans son sillage, un rappel de la crise climatique que l'énergie géothermique pourrait aider à conjurer.

Au 19ème siècle, Steamboat était une halte de diligence et une attraction touristique, attirant les visiteurs qui venaient voir un geyser de 70 pieds et se baigner dans les bains construits autour des sources chaudes géothermiques. Mais en 1900, un tremblement de terre a fait disparaître le geyser et de nombreuses sources, et la plupart des spas et bains publics ont fermé. Mais même si ce n'était pas aussi évident, il y avait encore beaucoup d'activité géothermique cachée sous terre.

La première centrale géothermique du site a été construite dans les années 1980. Le bateau à vapeur 1 a été fermé il y a une dizaine d'années et a depuis été partiellement démoli, l'eau géothermique, ou saumure, détournée vers une usine plus récente et plus efficace. Les bateaux à vapeur 2 et 3 ont été construits dans les années 90. De nouvelles usines - nommées Galena 1, Galena 2 et Galena 3 - ont suivi en 2005, 2007 et 2008, respectivement. Au total, il y a six centrales actives réparties dans le complexe, qui cette année ont produit en moyenne 67 mégawatts (les centrales sont plus efficaces et produisent plus d'électricité en hiver lorsque les conditions extérieures sont plus fraîches).

Transformer la chaleur de la Terre en électricité nécessite trois choses : de la chaleur, des fluides et de la perméabilité. La plupart des centrales géothermiques de l'État du Nevada, y compris celles de Steamboat, utilisent un système de vapeur binaire, dans lequel l'eau chaude est pompée hors du sol et utilisée pour chauffer un fluide secondaire avec un point d'ébullition inférieur à celui de l'eau, comme le pentane, ou un gaz de pétrole liquéfié comme le butane, le faisant clignoter, c'est-à-dire se vaporiser. La vapeur de ce fluide secondaire fait tourner la turbine, produisant de l'électricité.

Visite du complexe géothermique Steamboat Hills d'Ormat. (Jessica McKenzie)

Au volant de son camion, le directeur de l'usine Lucas Schmidt, qui travaille chez Steamboat depuis 18 ans, explique que le complexe s'appuie sur deux réservoirs géothermiques : le réservoir inférieur, à quelques centaines de pieds sous la surface, et le réservoir supérieur, à plusieurs milliers de pieds sous la surface. La température de l'eau dans ces réservoirs varie de 260 à 340 degrés Fahrenheit.

Généralement, la température d'un système géothermique doit être d'au moins 120 degrés Celsius (248 degrés Fahrenheit) pour convenir à la production d'électricité; sinon, l'économie de la conversion de la chaleur en électricité ne fonctionne pas tout à fait. (Ce n'est pas impossible ; la centrale de Wabuska produit environ 2 mégawatts d'électricité à partir d'à peine 98 degrés Celsius ou 208 degrés Fahrenheit.)

Où et comment la saumure géothermique est réinjectée est cruciale. La saumure doit être renvoyée via un deuxième puits suffisamment éloigné de la source pour ne pas refroidir immédiatement le système, mais suffisamment proche pour pouvoir filtrer lentement vers le puits de production, se réchauffant au cours du processus. C'est pourquoi les systèmes géothermiques ont besoin de perméabilité (porosité ou fissures dans la roche) pour que l'eau puisse retourner à la source.

"Si vous n'obtenez pas la bonne stratégie de production d'injection, par exemple, vous pouvez court-circuiter votre système afin de le refroidir", explique Paul Schwering, un géophysicien qui étudie les ressources d'énergie géothermique aux Sandia National Laboratories.

Le prélèvement d'eau chaude et le pompage d'eau plus froide dans un réservoir refroidit lentement mais sûrement l'ensemble du système, même avec un schéma de réinjection bien conçu. Schmidt dit que les réservoirs de Steamboat connaissent une baisse moyenne de 2 degrés par an et que la productivité des plantes a diminué avec la température de la ressource. Ils avaient une production d'électricité plus élevée il y a dix ans. "La génération la plus élevée dont je me souvienne, étant à Steamboat sur une période de 24 heures, était de 117 mégawatts", a déclaré Schmidt.

Alors que le tremblement de terre de 1900 a apporté les changements physiques les plus dramatiques à Steamboat, les centrales géothermiques ont également laissé leur marque.

"De toute évidence, il y avait beaucoup d'activité de surface en ce qui concerne la géothermie dans cette zone", a déclaré Schmidt. "Avec l'arrivée d'Ormat et l'utilisation de cette énergie, une grande partie de l'activité de surface que vous connaissez s'est en quelque sorte arrêtée. Il y a des pots de boue et des fumerolles dans toute la propriété, mais oui, avec l'utilisation de l'énergie, l'activité de surface s'est arrêtée. Ce qui est en fait une très bonne chose ; sinon, South Reno sentirait le soufre. "

Images de drone de la construction du projet géothermique de Dixie Meadows. (Patrick Donnelly / Centre pour la diversité biologique)

C'est le nœud du problème dans Dixie Meadows : les centrales géothermiques modifieront-elles l'expression de surface des sources chaudes, ou refroidiront-elles le réservoir géothermique, et par extension les sources ?

En 2017, Ormat a embauché un consultant pour effectuer des tests de débit et de traceur. À partir de l'un des puits d'exploration jugés les meilleurs pour la production, la société a pompé en moyenne 1 600 gallons d'eau géothermique par minute, puis a renvoyé cette eau via deux puits de réinjection différents, tout en surveillant la source pour la température, les niveaux d'eau et la conductivité électrique. Aux cinq emplacements choisis pour la surveillance, le consultant n'a trouvé "aucune influence apparente sur les sources". Des traceurs chimiques ont également été ajoutés dans les puits d'injection, pour voir s'ils apparaissaient dans les sources. La surveillance a détecté des cas « isolés » de « très petites quantités de traceur » à chaque source. Ces résultats ont été nuancés par l'observation que ces quantités "ne présentaient pas l'apparence d'une courbe de percée de soluté typique, qui montrerait des concentrations élevées soutenues après une augmentation initiale". On a émis l'hypothèse que les traces trouvées étaient le résultat d'une contamination croisée lors d'autres tests. La conclusion était que les sources chaudes ne sont pas "significativement" connectées à la ressource géothermique et ne seraient donc pas affectées par les centrales électriques.

Cependant, comme Tom Myers, un consultant en hydrologie, l'a souligné dans un rapport de 2021 préparé pour le Center for Biological Diversity, le projet achevé pomperait jusqu'à 14 000 gallons d'eau par minute. Myers a également contesté l'évaluation d'Ormat de la géologie du site et du modèle conceptuel de la façon dont la géothermie, les eaux souterraines et les précipitations interagissent à Dixie Meadows, écrivant que bon nombre de leurs affirmations étaient inexactes ou non fondées. Il a conclu que l'on n'en sait pas assez sur les systèmes hydrologiques de Dixie Meadows pour le développer pour l'énergie géothermique "sans potentiellement endommager considérablement les sources".

Des centrales géothermiques situées à d'autres endroits ont asséché des sources chaudes à proximité "de très nombreuses fois", explique Donnelly. "En fait, le [US Geological Survey] dans un rapport dit que c'est la règle, pas l'exception."

Ce rapport de 2000 de Michael Sorrey a répertorié les changements apportés aux caractéristiques de surface sur plusieurs sites géothermiques, au Nevada et ailleurs, y compris Steamboat, où le rapport note que les sources chaudes et les geysers étaient actifs jusqu'en 1987, lorsque l'utilisation des puits géothermiques s'est intensifiée. Le rapport a également noté que la centrale géothermique de Dixie Valley (qui est différente de la centrale proposée de Dixie Meadows) a provoqué une augmentation de l'activité de la vapeur et un affaissement du sol.

Donnelly et moi conduisons 20 miles plus loin sur la route pour visiter ce site, qui a été mis en ligne en 1988 et est actuellement détenu et exploité par Ormat. Je demande si cela a eu un effet néfaste sur l'environnement.

"Eh bien, nous ne savons pas", dit Donnelly. "Il y avait peut-être des sources chaudes ici, avant. Ce n'est pas un problème pour le moment."

C'est une autre histoire à 25 milles plus loin, dans la vallée adjacente de Jersey. Nous nous arrêtons à côté d'une dépression dans le sol, clôturée avec des panneaux avertissant "Danger Eau Chaude". Mais il n'y a pas d'eau à voir, juste un bassin sec et croustillant avec un tuyau au centre. Donnelly explique qu'il s'agissait de l'ancienne zone d'écoulement de la source chaude de la vallée de Jersey. Une centrale géothermique voisine, qui appartient également à Ormat, a été mise en service en 2011 et quelques années plus tard, entre 2013 et 2015, a asséché les sources chaudes.

Selon le Bureau of Land Management, la source chaude de la vallée de Jersey a coulé en continu pendant plus de 100 ans, avec des températures moyennes d'environ 120 degrés Fahrenheit. La piscine de 40 pieds de diamètre se remplissait par le fond à un débit de 35 à 75 gallons par minute et déborderait et coulerait dans la vallée.

"Vous pouviez voir que ce serait un pré là-bas, ce serait vert", dit Donnelly. "Vous pouvez voir où toute l'eau a été, parce qu'il y a des sels lessivés."

"Aucune donnée n'a définitivement établi Ormat comme responsable de la perte de flux là-bas, même si nous y sommes", a déclaré Paul Thomsen, vice-président du développement commercial d'Ormat, lorsque je l'ai joint par téléphone. Thomsen explique que lors du développement du projet Jersey Valley, Ormat a rencontré un trou de forage minier mal bouché et abandonné, qui a essentiellement provoqué une fuite dans le système géothermique et l'a dépressurisé. Ormat a repensé sa stratégie de production et de réinjection et a repris ses activités. La seule raison pour laquelle ils n'avaient pas encore rétabli le débit de la source chaude, dit Thomsen, était à cause d'une querelle de droits d'eau entre les propriétaires fonciers voisins.

"Nous aurions facilement pu remettre de l'eau dans cette source ou pressuriser le système, mais pour deux entités du Nevada, nous voulions avoir un droit sur l'eau", a déclaré Thomsen. "Cela a donc retardé la capacité de BLM à mettre en œuvre leur atténuation, mais je suis heureux d'annoncer qu'en dépit des obstacles bureaucratiques, BLM a rendu sa décision pour l'évaluation environnementale d'un pipeline d'atténuation. Et Ormat renverra l'eau à la source de la vallée de Jersey et avancera. "

"Quand?" Je demande.

"Immédiatement."

Ormat a fait valoir que grâce à une surveillance attentive des sources chaudes de Dixie Meadows, l'entreprise peut détecter tout changement de température ou de débit, puis soit atténuer le problème, soit cesser ses activités. L'entreprise dispose d'un plan de surveillance et d'atténuation des ressources aquatiques, qui décrit comment l'entreprise réagira si et quand des changements se produisent dans les sources chaudes ou les prairies.

Donnelly soutient que le fait qu'Ormat ait permis à la source chaude de Jersey Valley de s'assécher sur une période de plusieurs années et qu'il n'a pas encore rétabli le débit de la source chaude montre que c'est plus facile à dire qu'à faire. Thomsen rétorque que la situation de Jersey Valley était tout à fait unique et différente de Dixie Meadows.

Pourtant, si quelque chose de similaire devait arriver à Dixie Meadows et prendre ne serait-ce qu'une fraction de temps à atténuer, cela pourrait être dévastateur pour le crapaud et les autres animaux sauvages.

Cônes de travertin à Hyder Hot Springs à Dixie Valley. Historiquement, le moyen le plus simple de trouver des réservoirs géothermiques était de rechercher des expressions de surface évidentes comme celles-ci. (Jessica McKenzie)

Existe-t-il un meilleur moyen?

Il existe plus de 400 systèmes géothermiques connus dans la région du Grand Bassin. Beaucoup d'entre eux ont des expressions de surface, comme des sources chaudes ou des fumerolles. Mais il existe également des systèmes géothermiques cachés ou aveugles, ce qui signifie qu'il n'y a pas d'activité d'eau chaude ou de vapeur à la surface pour montrer qu'ils sont là. Les scientifiques estiment que 40 à 75 % des systèmes géothermiques du Grand Bassin sont cachés.

Les développeurs géothermiques sont pris entre le marteau et l'enclume lorsqu'il s'agit d'exploiter de nouveaux sites géothermiques. Le moyen le plus simple et donc le moins cher de trouver un réservoir géothermique est de forer près des sources chaudes et des fumerolles, qui sont des signes infaillibles qu'il y a une activité géothermique en dessous, bien qu'il n'y ait aucune garantie qu'il convienne à la production d'énergie.

Cependant, ces sites sont plus susceptibles d'être associés à des écosystèmes rares, voire uniques. Le désert du Grand Bassin est l'une des régions les plus arides du pays. Seulement un pour cent de la terre a une pièce d'eau, comme un suintement ou une source, et les écoulements géothermiques deviennent de petites poches d'habitat essentiel. Steamboat est le seul endroit où pousse la plante en voie de disparition connue sous le nom de sarrasin à vapeur. Il y a aussi un escargot à ressort rare trouvé à Dixie Meadows, dont Donnelly dit que son organisation pourrait demander à être répertoriée comme en voie de disparition, mais n'en a pas besoin, car la protection du crapaud de la vallée de Dixie protège également l'escargot. Au total, Donnelly suit six espèces menacées par les centrales géothermiques dans le Grand Bassin. Ces sites peuvent également avoir une signification particulière pour les tribus amérindiennes, comme la tribu Fallon Paiute-Shoshone. La forêt nationale de Santa Fe a rejeté une proposition de développement de l'énergie géothermique à l'intérieur de ses limites en partie à cause de l'impact négatif qu'elle aurait sur les sites d'importance sacrée et culturelle.

En tant que directrice du Great Basin Center for Geothermal Energy à l'Université du Nevada, Reno, Bridget Ayling étudie comment réduire le risque d'exploration pour découvrir des systèmes géothermiques cachés.

"Nous avons encore des milliers de mégawatts de ces ressources hydrothermales susceptibles d'être là", dit Ayling. "Comment les découvrons-nous? Comment les trouvons-nous, sans avoir ces indications de surface qui aident à affiner votre concentration? C'est le défi."

Ayling et ses collègues identifient les caractéristiques des ressources géothermiques connues, puis utilisent l'apprentissage automatique et la géostatistique avancée pour trouver d'autres sites qui pourraient avoir des ressources géothermiques cachées. Ils prennent en compte jusqu'à 15 types de données géoscientifiques : données géophysiques, données géochimiques, données géologiques, données géodésiques, etc. Différentes caractéristiques sont pondérées en fonction de leur importance en tant que prédicteurs ou proxies pour les systèmes géothermiques.

"Notre travail est vraiment axé sur l'exploration et la découverte de nouveaux systèmes et sur la manière dont nous pouvons le faire de manière plus efficace, plus économique et plus efficace", déclare Ayling. "Comment pouvons-nous aider les explorateurs à réduire le risque d'exploration et à réduire le coût du forage, afin que nous ne forions pas autant de trous secs ou de trous qui ne sont pas chauds."

Finalement, ils testent leurs théories en forant là où les modèles disent qu'ils sont susceptibles de trouver des ressources géothermiques cachées. Dans certains cas, l'équipe d'Ayling travaillera avec des sociétés énergétiques qui ont déjà des droits d'exploration sur le terrain et pourraient convertir un puits d'exploration en puits de production si la recherche aboutit.

Alors que l'objectif principal de cette recherche est d'augmenter le nombre de ressources d'énergie géothermique dans le portefeuille énergétique des États-Unis, l'exploitation des ressources géothermiques cachées pourrait avoir un avantage secondaire : elle est moins susceptible d'avoir un impact sur les écosystèmes qui surgissent autour des expressions de surface.

"Au moins, vous n'auriez pas à vous soucier de choses comme le crapaud de Dixie Valley", explique Faulds, qui étudie également les systèmes cachés. C'est un gagnant-gagnant pour les énergies alternatives et la biodiversité.

Cerf s'abritant sous un tuyau au complexe géothermique de Steamboat Hills, avec la périphérie de Reno au loin. (Jessica McKenzie)

Il ne fait aucun doute que l'adoption de la géothermie a pris du retard aux États-Unis. Entre 2008 et 2015, la production d'électricité géothermique n'a augmenté que de 6 %, tandis que la production solaire au cours de la même période a grimpé en flèche, augmentant de 2 700 %. Un crapaud est le moindre des problèmes de cette industrie.

Un rapport du General Accounting Office de 1980 sur les obstacles à l'adoption généralisée de l'énergie géothermique a identifié quatre obstacles clés : « le manque d'informations détaillées et fiables sur les ressources ; le manque de technologie éprouvée pour définir, extraire et utiliser la plupart des ressources récupérables pour les applications électriques ; la complexité des exigences administratives et réglementaires en matière de développement ; et une connaissance insuffisante des impacts environnementaux possibles et de la technologie de contrôle. »

Le rapport GeoVision du Département de l'énergie sur la géothermie, publié en 2019, a révélé bon nombre des mêmes problèmes qui affligent le secteur près de 40 ans plus tard. Notamment, même avec plusieurs décennies d'avancées technologiques, la géothermie reste plus difficile sur le plan logistique et technologique que les autres technologies renouvelables car la ressource est située sous terre, à l'abri des regards. Des chercheurs comme Faulds et Ayling s'efforcent de réduire les barrières et les coûts de l'exploration géothermique, mais dans une certaine mesure, il reste un pari coûteux à forer et à voir si ce que l'on pensait être là, est là.

Les scientifiques travaillent également sur la prochaine frontière des technologies géothermiques : les systèmes géothermiques améliorés. Dans de tels systèmes, les trois ingrédients clés d'une ressource hydrothermale (chaleur, eau, perméabilité) peuvent ne pas être naturellement présents, mais pourraient être créés. Si ces technologies avancées sont réalisées, ces systèmes pourraient générer plus de 16 % de l'électricité américaine.

Alors que les experts éliminent les barrières technologiques, les barrières non technologiques peuvent s'avérer encore plus épineuses. Il s'agit notamment des questions de financement ou de la manière de payer les coûts d'investissement initiaux élevés de l'exploration et du développement géothermiques. Bon nombre des incitations du gouvernement fédéral pour les projets énergétiques sont trop courtes pour les projets géothermiques, qui peuvent prendre des années à se développer, en partie à cause des longs processus d'autorisation.

"Je pense que le plus grand obstacle au développement aujourd'hui est le permis", a déclaré Thomsen, qui a travaillé sur le rapport GeoVision.

Un seul projet géothermique pourrait nécessiter jusqu'à six examens environnementaux différents en vertu de la National Environmental Policy Act. "Une grande partie de notre temps est consacrée à l'obtention des permis", explique Alissa Sanchez, responsable principale des permis environnementaux chez Ormat. "Et ce n'est pas la même chose dans un projet, comment nous finissons par devoir l'autoriser."

Les évaluations environnementales requises pour recevoir les permis d'exploration et de développement ont duré de 31 à 96 mois. Une partie du problème, dit Thomsen, est que les bureaux responsables manquent de personnel et ne peuvent examiner que quelques projets à la fois, alors qu'Ormat essaie d'autoriser jusqu'à six projets géothermiques dans un seul district.

"Je ne dis pas qu'ils doivent approuver ou non", dit Thomsen. "Mais prendre des décisions."

"Il est facile pour les régulateurs d'obscurcir et de dire, c'est compliqué, je ne veux pas être poursuivi, je n'aime pas ce projet", ajoute Thomsen. "Alors dites non ! Dites non dans 12 mois, prenez la décision... et permettez à des développeurs comme Ormat de dire, d'accord, ce projet est mort, passons au suivant."

Thomsen souhaiterait également que la géothermie bénéficie d'une exemption catégorique pour les forages d'exploration, la toute première étape pour démarrer un nouveau projet géothermique, à l'instar de l'exemption catégorique dont bénéficie l'industrie pétrolière et gazière. "Vous regardez le bassin permien, où vous dites, comment le pétrole et le gaz obtiennent-ils une exemption catégorique pour forer un million de puits qui rencontrent du pétrole ou du gaz qui peut être assez destructeur s'il fuit dans les aquifères", dit Thomsen. "Tout ce que nous recherchons, ce sont des eaux chaudes, fluides existantes, géothermiques naturelles, et nous ne pouvons pas le faire aussi vite." L'énergie géothermique bénéficie actuellement d'une exemption catégorique pour forer, mais pas jusqu'au réservoir géothermique, ce qui limite considérablement l'utilité de cette exception.

Le Département de l'énergie estime que la seule rationalisation du processus d'autorisation pourrait réduire de moitié les délais de développement et plus que doubler la capacité de production d'électricité géothermique installée d'ici 2050 par rapport au statu quo.

Mais trouver comment faire cela à la satisfaction de tous sera un point d'achoppement, voire impossible.

"Nous nous opposons aux propositions visant à" rationaliser "les permis environnementaux, car ce sont inévitablement des propositions qui raccourcissent ou vident complètement les lois environnementales fondamentales qui nous donnent de l'air pur à respirer et de l'eau propre à boire", écrit Donnelly en réponse à ma question complémentaire. "L'autorisation est décrite comme onéreuse par l'industrie car elle s'oppose fondamentalement à toute réglementation."

Il ajoute: "En fait, nos lois actuelles sur les permis sont mises en œuvre de manière trop laxiste et superficielle par les agences, et nous devons réviser le processus pour nous assurer que les agences respectent la loi. Plus de raccourcis signifie plus de litiges."

De nombreux experts pensent que l'avenir de l'énergie géothermique réside dans des systèmes géothermiques améliorés, qui manquent de certaines des caractéristiques naturelles nécessaires pour produire de l'électricité à partir de la chaleur de la Terre, mais peuvent être utilisés comme sources d'énergie géothermique avec les interventions humaines appropriées. Le développement approprié de systèmes améliorés augmenterait considérablement le potentiel du rôle de l'énergie géothermique dans le système énergétique américain.

Un signe à Dixie Meadows, avec la construction du projet géothermique de Dixie Meadows visible au bon milieu. Le point culminant de la chaîne Stillwater est également visible, Job Peak, connu sous le nom de Fox Peak par la tribu Fallon Paiute-Shoshone. Fox Peak est un site sacré et l'origine de l'humanité selon les récits de création de la tribu. (Jessica McKenzie)

La construction du projet géothermique de Dixie Meadows est à nouveau interrompue. Même après que la 9e US Circuit Court of Appeals ait refusé de rétablir l'injonction de janvier, Ormat a volontairement accepté en août de suspendre temporairement la construction jusqu'à ce que le Fish and Wildlife Service émette un avis biologique concernant la menace pesant sur le crapaud de Dixie Valley, ou jusqu'à la fin de l'année, selon la première éventualité. Cette saga est loin d'être terminée.

Il y a une phrase souvent répétée dans les cercles des énergies renouvelables, et la géothermie n'est pas différente : il n'y a pas de repas gratuit. Toute production d'électricité a un coût. L'astuce consiste à bien faire l'analyse coûts-avantages.

D'un côté, il y a le crapaud de Dixie Valley, qui ne vit qu'à un seul endroit dans le monde et dont la pérennité est menacée par les plantes. Il y a aussi les revendications de la tribu Fallon Paiute-Shoshone. La présidente Catherine Williams-Tuni connaît intimement le bruit de la centrale géothermique de Stillwater située près de la réserve. "Vous l'entendrez tourner et vous entendrez les turbines tourner", me dit-elle lors de notre rencontre dans son bureau. "Je ne peux pas imaginer où cette plante [Dixie Meadows] est maintenant à l'endroit où se trouvent nos sources. Comment allons-nous nous asseoir là dans la beauté sereine ? Et encore une fois, cela effrayera-t-il les crapauds ?"

D'un autre côté, Ormat pourrait perdre 30 millions de dollars de revenus sur 20 ans si le projet n'est pas achevé d'ici la fin de l'année - ce qui semble de plus en plus probable - en plus des 68 millions de dollars que la société dit avoir déjà investis dans le site.

Enfin, il y a les 12 mégawatts d'énergie à faible émission de carbone en jeu lors d'une crise climatique qui s'aggrave et nécessite une décarbonation urgente. (Bien que la capacité autocollante du projet Dixie Meadows soit de 60 mégawatts, Ormat n'a que des plans immédiats pour construire une centrale de 12 mégawatts. En tant que tel, ils ont demandé au Bureau of Land Management de modifier les paramètres du projet pour refléter ce plan plus modeste et, espérons-le, apaiser les craintes que plusieurs centrales aient un impact plus important sur les sources chaudes.)

J'interroge Donnelly sur la menace existentielle que la crise climatique fait peser sur la biodiversité, que la géothermie pourrait contribuer à atténuer. "Si c'était le seul endroit sur Terre à produire de l'énergie géothermique, ce serait un argument à faire valoir", répond-il.

Il ajoute que le Centre pour la diversité biologique ne s'oppose pas à toute géothermie. "Il y a de l'énergie géothermique partout", dit-il. "Il y a probablement des sources qui vont s'assécher. Nous accordons la priorité à certaines sources. Toutes les sources n'ont pas un crapaud en voie de disparition."

Si l'avenir du projet géothermique de Dixie Meadows dépend en fait de cette petite créature, on ne peut pas en dire autant de l'énergie géothermique dans son ensemble, qui a des défis technologiques et réglementaires beaucoup plus importants à surmonter. L'exploration du site de Dixie Meadows a commencé une décennie avant que le crapaud de Dixie Valley ne soit même reconnu comme une espèce distincte. Ce n'est pas comme si le projet aurait dû être mené à bien si rapidement que les menaces pesant sur le crapaud ont été ignorées, mais les projets d'énergie renouvelable devraient-ils prendre plus de 15 ans pour explorer, autoriser et construire au milieu d'une crise climatique ?

Menacer les espèces d'extinction n'est pas le meilleur moyen de gagner les cœurs et les esprits à l'énergie géothermique. L'industrie géothermique pourrait commencer à investir davantage dans la recherche et l'exploitation des ressources géothermiques cachées pour éviter ces complications.

En attendant, Donnelly ne cessera de protester contre les centrales géothermiques qui mettent la biodiversité en danger. En août, le Centre pour la diversité biologique a demandé que l'hespérie blanchie, un papillon rare qui ne vit que près de la source chaude de Baltazor, en face d'un autre site géothermique proposé par Ormat, soit désignée comme espèce en voie de disparition.

"L'énergie géothermique est un élément important de notre transition vers une énergie propre", écrit Donnelly dans un communiqué de presse transmis. "Mais cela ne peut pas se faire au prix de l'extinction."

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Mots clés:Nevada, animaux, biodiversité, énergie propre, transition énergétique propre, extinction, géothermie, énergie géothermique, reportage d'investigation, énergie à faible émission de carbone, énergie renouvelableLes sujets:Changement climatique, Reportage d'enquête

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Excellent article. Donnelly a raison de dire que tous les sites géothermiques n'ont pas cette situation particulière avec de petites créatures. Cet article traite-t-il des problèmes avec les puits qui sont de la variété 1-2 mile ? .En toute justice pour la géothermie, la technologie est dans un état de progrès rapides, espérons-le. . Le MIT a inventé une foreuse de 10 milles de profondeur. Une startup appelée Quaise est en train de se développer davantage. La vapeur est supercritique, ce qui en fait un changeur de jeu. Vous pouvez lire les détails sur Bloomberg mais à mon avis, il y a plus qu'assez d'endroits sûrs pour exploiter la géothermie. La géothermie est encore… Lire la suite »

Excellent article. Je dirais que la géothermie est fondamentalement une technologie de niche, mais si son potentiel aux États-Unis peut atteindre 15 % de la demande énergétique, ce n'est pas de l'alimentation pour poulets. L'article est bien équilibré et extrêmement intéressant dans les détails. Je l'attribuerai dans mes cours sur le climat et l'énergie à NYU.

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