L’installation Puna Geothermal Venture, la seule centrale géothermique d’Hawai’i, rouvre ses portes sur la Big Island après deux ans de fermeture. En tant qu’État le plus dépendant du pétrole de la nation, Hawai’i s’est engagé à éliminer progressivement les combustibles fossiles en faveur des sources d’énergie renouvelables. La réouverture de la centrale géothermique de Puna, bien qu’entachée de ses propres controverses, a le potentiel d’aider Hawai’i à se diriger vers un avenir plus propre et moins dépendant des combustibles fossiles.
Comment fonctionne la géothermie à Hawai’i
Les centrales géothermiques utilisent la vapeur pour produire de l’électricité. La vapeur provient de réservoirs d’eau chaude situés à quelques kilomètres ou plus sous la surface de la terre. L’énergie géothermique a principalement été utilisée pour produire de l’électricité sur l’île d’Hawaï (la Grande île) en forant des puits de plus de 5 000 pieds dans des points chauds géologiques le long d’une zone de rift du volcan Kīlauea. Les puits puisent dans des zones où se trouve un fluide à haute température, avec une pression et une perméabilité de la roche suffisantes. La présence de ces puits crée des changements de pression qui forcent la vapeur contenant du sulfure d’hydrogène toxique et de la saumure (eau contenant de la silice et des métaux lourds) à monter jusqu’à la tête du puits. À partir de la tête de puits, la vapeur alimente directement des turbines ou réchauffe un fluide secondaire, le pentane, qui fait tourner les turbines, est refroidi, puis réchauffé à nouveau. Après que la vapeur a été utilisée par l’usine, elle est éliminée avec la saumure soit en étant rejetée dans des « bassins » de surface, soit en étant réinjectée sous terre par des puits d’injection.
Développement géothermique controversé à Hawai’i
En 1973, le département américain de l’énergie et la National Science Foundation ont aidé l’État d’Hawai’i avec des subventions pour financer la recherche géothermique sur la Big Island. Ces recherches ont abouti au développement du premier puits géothermique commercialement viable d’Hawaï, appelé Hawai’i Geothermal Project-Abbott (HGP-A). Le forage a commencé sans études d’impact sur l’environnement ni période de consultation du public.
Pendant plus de dix ans, le puits et la centrale électrique associée ont fonctionné sans technologie appropriée de réduction de la pollution ni surveillance réglementaire de l’État ou du gouvernement fédéral. La vapeur et la saumure étaient éliminées dans des fosses sans revêtement et du sulfure d’hydrogène était libéré dans les quartiers voisins lors des nettoyages réguliers du puits et des accidents. En 1989, les résidents locaux ont soumis une pétition à l’agence de défense civile du comté et au service de planification, demandant que le permis de HGP-A soit révoqué. La pétition faisait état d’un total de quatorze jours au cours des trois mois précédents où le système de réduction du sulfure d’hydrogène était tombé en panne, permettant au sulfure d’hydrogène mortel de s’échapper dans l’air. Persuadé par ces plaintes et par une autre fuite importante, le département de la planification a émis un « plan d’action immédiat » pour que HGP-A ne fonctionne que jusqu’à ce que l’installation nouvellement construite de Puna Geothermal Venture (PGV) soit fonctionnelle.
La Puna Geothermal Venture a commencé en 1980 comme une coentreprise pour développer l’énergie géothermique sur une parcelle de 500 acres à 21 miles au sud-est de Hilo, Hawai’i. En 1986, PGV a obtenu un contrat avec Hawaiian Electric Industries (HELCO), le plus grand fournisseur d’électricité de l’État d’Hawaii, pour fournir 25 mégawatts (MW) d’électricité d’ici 1993. PGV a été rachetée par Ormat Energy Systems, Inc. (Ormat) en 1989, qui a redessiné la centrale proposée par PGV pour y inclure des turbines différentes et un système de refroidissement différent qui, selon eux, ne produiraient aucune émission et fonctionneraient à un niveau sonore nettement inférieur à celui de la HGP-A, qui a échoué. Bien que PGV n’ait pas réussi à empêcher les fuites de gaz, ils ont eu des opérations plus propres que HGP-A.
PGV avait une capacité de production de 25 MW lors de son ouverture en 1993, qui a été étendue à 30 MW en 1995 et 38 MW en 2012. En 2017, PGV fournissait 31 % de l’électricité de la Big Island (et non de l’ensemble de la chaîne d’îles hawaïennes). Avec 57 % de l’électricité de l’île provenant de sources renouvelables telles que l’énergie solaire, éolienne et géothermique, PGV était responsable de plus de la moitié de toute l’énergie renouvelable produite sur l’île. Mark Glick, spécialiste de la politique énergétique et de l’innovation au Hawaii Natural Energy Institute, a qualifié PGV de « point d’ancrage de la charge des énergies renouvelables pour la Grande île. »
Fermeture de PGV
Le 3 mai 2018, l’éruption volcanique inférieure de Puna a commencé dans la zone du rift Est du Kilauea. Les fontaines de lave, les coulées de lave et les gaz volcaniques ont été précédés de séismes et de déformations du sol. La société PGV, préoccupée par de possibles rejets de gaz toxiques de sulfure d’hydrogène et des explosions dans l’installation, a commencé à arrêter l’équipement et à retirer les 60 000 gallons américains de pentane hautement inflammable.
Les onze puits ont été stabilisés avec de l’eau froide, puis scellés avec des bouchons métalliques. Des coulées de lave se sont approchées de plusieurs des puits bouchés le 27 mai et en ont complètement recouvert deux. Le 30 mai, une sous-station et un troisième puits ont été recouverts de lave. PGV a par la suite fermé et des générateurs alimentés par des combustibles fossiles ont été mis en ligne pour éviter que la Big Island ne perde de l’électricité.
Moving Forward
Avec la fermeture de PGV en 2018, la Big Island brûle depuis lors du « combustible résiduel » composé des restes huileux du processus de raffinage. Les plans visant à reprendre la production d’énergie géothermique d’ici la fin de 2019 ont été retardés par des problèmes de permis qui ont repoussé les attentes. Avec des problèmes supplémentaires liés à la pandémie COVID-19, PGV a été contraint de déplacer sa réouverture à la fin du mois de septembre 2020.
Ormat, le propriétaire de PGV, a utilisé ce temps pour développer davantage l’installation et commencer un processus d’expansion. Ils ont signalé le mois dernier que deux nouveaux puits de production avaient été forés et que d’autres travaux de forage de puits se poursuivraient.
PGV a également dû faire face à des groupes environnementaux préoccupés par les accidents liés au sulfure d’hydrogène. Plus tôt en septembre, le département des terres et des ressources naturelles de l’État a rejeté une demande d’examen environnemental du Pele Defense Fund, un groupe de défense des pratiques traditionnelles hawaïennes. Selon le directeur de la santé de l’État, Bruce Anderson, le département de la santé d’Hawaï a examiné « de près tous les facteurs environnementaux » et a déterminé qu’un examen nouveau ou supplémentaire n’était pas nécessaire pour la réouverture de l’usine.
Le directeur principal de PGV, Mike Kaleikini, a déclaré le 23 septembre que la centrale prévoit de mettre initialement en service sa plus petite unité, qui produit 3 MW d’énergie. La production d’énergie devrait progressivement monter en puissance pour atteindre 29 MW d’ici la fin de 2020. L’entreprise a également l’intention d’augmenter la capacité de 38 MW de la centrale de 8 MW en 2022.
La pertinence de la géothermie à Hawai’i
La réouverture de la centrale contribue à remettre Hawai’i sur la voie des objectifs établis dans le cadre de la Hawai’i Clean Energy Initiative (HCEI) de 2008, un partenariat entre l’État d’Hawai’i et le département fédéral américain de l’énergie. La HCEI vise à réduire la dépendance de l’État vis-à-vis du pétrole et d’autres combustibles fossiles pour la production d’énergie. Sa forte dépendance au pétrole importé et ses réseaux insulaires isolés contribuent à ce que Hawai’i ait le prix moyen de l’électricité au détail le plus élevé pour tous les secteurs de tous les États de la nation.
L’objectif global initial du HCEI était une économie d’énergie propre à 70% d’ici 2030, en comptant à la fois les ressources renouvelables et les gains d’efficacité. En 2015, la norme de portefeuille renouvelable (RPS) de l’État a été modifiée pour faire d’Hawai’i le premier État à fixer un délai légal pour obtenir 100 % de son électricité à partir de sources renouvelables d’ici 2045. Les déclarations de politique générale du HCEI mettent l’accent sur les points suivants : minimiser la dépendance au pétrole, mettre en œuvre des ressources renouvelables à faible teneur en gaz à effet de serre, maximiser la quantité d’énergie dérivée des ressources indigènes et poursuivre les mesures d’efficacité énergétique qui sont rentables.
Bien qu’Hawai’i soit encore fortement dépendant des combustibles fossiles, l’abondance des sources d’énergie renouvelables dont disposent les îles donne à l’État un grand potentiel d’énergie renouvelable. Les énergies renouvelables fournissent actuellement 19% de la production d’électricité d’Hawai’i. Les principales sources d’énergie renouvelable sont le solaire, l’éolien, la biomasse et la géothermie.
- Solaire : L’énergie solaire totale d’Hawai i fournit plus de la moitié de la production renouvelable totale de l’État, principalement en raison de la croissance de la production solaire photovoltaïque (PV) à petite échelle, installée par les clients, qui a presque doublé depuis 2014. Dans le cadre de l’engagement d’Hawai’i à atteindre son objectif de 100 % d’énergie renouvelable, les codes de construction de l’État exigent que toutes les nouvelles maisons unifamiliales soient équipées de chauffe-eau solaires.
- Éolien : L’énergie éolienne génère près de 26 % de l’électricité d’origine renouvelable de l’État, avec 120 éoliennes dispersées sur la chaîne d’îles. Plusieurs projets d’éoliennes offshore ont été proposés pour les eaux fédérales autour d’Oahu, et le Bureau américain de gestion de l’énergie océanique a demandé des nominations supplémentaires de sociétés intéressées par des baux commerciaux d’énergie éolienne offshore.
- Biomasse : La biomasse représente environ 13% de la production renouvelable totale de l’État. La biomasse, constituée principalement de déchets agricoles tels que la bagasse de la canne à sucre, est utilisée depuis longtemps dans les zones rurales d’Hawaï pour produire de la chaleur et de l’électricité. Avec la fermeture de nombreuses plantations de sucre, cette source a diminué, mais la biomasse joue toujours un rôle important dans la production d’énergie renouvelable à Hawaï. La centrale de 120 MW du parc industriel de Campbell, qui est entrée en service à O’ahu en 2010, serait le plus grand générateur d’électricité commercial au monde alimenté exclusivement par du biodiesel.
- Géothermie : Hawai’i est l’un des sept États ayant une production d’électricité à l’échelle du service public à partir de ressources géothermiques, qui fournit environ 5 % des approvisionnements en électricité renouvelable de l’État.
Si la perte de PGV n’entraîne qu’une baisse de 5 % de la production d’énergie renouvelable d’Hawai’i (pour l’ensemble de la chaîne d’îles, pas seulement pour la Big Island), elle a également empêché la poursuite du développement de l’énergie géothermique. Avant de s’arrêter en 2018, PGV produisait 38 MW d’électricité. Des recherches effectuées par le Hawai’i State Energy Office en 2016 suggèrent qu’il pourrait y avoir plus de 1 000 MW de réserves géothermiques sur la Big Island, ce qui serait suffisant pour alimenter collectivement Maui, la Big Island et environ un quart d’O’ahu.
La réouverture de PGV a le potentiel d’aider Hawai’i à se diriger vers un avenir plus propre et moins dépendant des combustibles fossiles. L’énergie solaire et l’énergie éolienne sont les plus grandes sources d’énergie renouvelable pour l’État, mais la géothermie joue un rôle essentiel dans la mise en œuvre de l’initiative pour l’énergie propre d’Hawai’i. Il est essentiel qu’Hawai’i continue d’investir dans les sources d’énergie propres et de leur donner la priorité en allant de l’avant pour atteindre l’objectif de l’État d’une électricité 100 % renouvelable d’ici 2045.