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L’idée

Pendant les festivités familiales de Noël, J. T. Steenkamp s’est temporairement esquivé pour lire attentivement des rapports de chercheurs universitaires. Natif de l’Afrique du Sud, il cherchait comment le vanadium, un élément chimique également présent dans ce pays, pouvait constituer une solution viable au problème que représente l’absence de moyens de stocker l’énergie renouvelable. À mesure qu’il lisait, il était de plus en plus convaincu que l’idée valait la peine d’être étudiée.

« L’énergie renouvelable est intermittente : elle est produite quand le vent souffle ou s’il fait soleil. On ne peut pas ouvrir le robinet ou le fermer comme on le fait avec le gaz naturel ou le charbon. Alors, on n’en a pas nécessairement au moment précis où l’on veut utiliser la bouilloire, explique J. T. À cause de ce problème d’intermittence, l’ensemble du système de production d’énergie renouvelable a besoin d’une solution pour stocker l’énergie lorsqu’il y en a trop, comme on le fait avec les céréales dans des greniers, et pour y avoir accès lorsqu’on en a besoin, comme avec un réservoir d’eau. »

J. T. avait l’intuition que le vanadium pouvait très probablement être une des clés du problème. Il s’avère que, dans le secteur de l’exploitation pétrolière en Alberta, le vanadium est largement considéré comme un contaminant métallique nuisible ayant une incidence négative sur la mise en valeur des sables bitumineux.

Pressentant qu’il était possible d’utiliser le vanadium pour créer une batterie de stockage d’énergie, J. T. a travaillé à changer cette manière de voir ce sous-produit, et ce faisant, il a convaincu des universitaires, des gens du secteur et le gouvernement de s’associer pour étudier de plus près cette possibilité.

« Ce projet est vraiment un travail d’équipe, dit J. T. Sans le groupe que nous avons formé chez Shell pour gérer le projet, sans l’aide des établissements d’enseignement, comme l’Université de l’Alberta et l’Université de Calgary, et sans le généreux soutien que nous avons reçu du gouvernement provincial, l’idée serait restée une idée et ne serait pas devenue un projet prometteur. »

Grâce au financement obtenu de Alberta Innovates, Shell a pu entreprendre un essai sur le terrain qui vise à démontrer la valeur d’un électrolyte au vanadium, ce produit résiduel issu de l’exploitation des sables bitumineux de l’Alberta, et donc accessible localement, dans la conception d’un nouveau type de batteries rédox. Cette expérience pourrait mener, selon J. T. « à une révolution mondiale dans le secteur des énergies renouvelables ».

« Le stockage de l’énergie assurera la souplesse dont le réseau albertain aura besoin à mesure qu’il sera alimenté par une plus grande quantité d’électricité issue d’énergies renouvelables, affirme Maureen Kolla, directrice, énergie propre chez Alberta Innovates. Le projet de Shell permet à Alberta Innovates de participer à la démonstration d’une solution de stockage d’énergie et à la recherche sur un élément clé de cette solution : le vanadium utilisé comme électrolyte. Les recherches dans ce domaine pourraient littéralement être à l’origine d’une nouvelle industrie dans la province. Ce type de projet démontre l’avantage concurrentiel de l’Alberta et sa capacité de chef de file dans un monde à faible empreinte carbone. Ce sont des projets comme ceux-là qui montrent que nous pouvons arriver à diversifier notre économie et à réduire notre impact environnemental. »

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L’élément

La découverte du vanadium remonte au début du 19e siècle et, depuis, cette substance a surtout été utilisée comme alliage de renforcement dans l’acier et le titane.

Le vanadium ne se retrouve à l’état naturel que dans très peu de pays : au Brésil, en Afrique du Sud et en Chine, notamment. Et le principal débouché du vanadium produit à l’échelle mondiale est le marché chinois de l’acier.

Cependant, en raison de ses propriétés prometteuses, cet élément suscite de plus en plus d’intérêt comme électrolyte possible dans les batteries rédox, et J. T. fonde beaucoup d’espoir dans ce domaine.

« Le vanadium est un élément très spécial parce qu’il peut exister sous forme stable dans une large gamme d’états de valence, explique-t-il. On peut donc utiliser le même électrolyte dans la demi-cellule positive et dans la demi-cellule négative de la batterie. Le risque, lorsqu’on n’utilise pas le même électrolyte, c’est que l’électrolyte d’une demi-cellule contamine celui de l’autre, ce qui entraîne la dégradation de la batterie au fil du temps. »

Fort intéressante pour sa grande durabilité potentielle, cette batterie rédox adaptable, au vanadium produit localement, pourrait être utilisée à l’échelle de l’Amérique du Nord, dans les grandes installations de services publics jusqu’aux applications résidentielles. En fait, selon J. T., avec une batterie rédox au vanadium, « vous devrez remplacer les pompes avant de changer l’électrolyte. »

La province

Il semble que l’Alberta soit l’endroit tout indiqué pour mettre cette théorie à l’épreuve.

Dans le cadre de son projet, Shell tire profit des ressources offertes par les établissements d’enseignement de la province : les connaissances de l’Université de l’Alberta sur les caractéristiques du vanadium issu des sables bitumineux et l’expertise de l’Université de Calgary dans le domaine des batteries rédox. Misant sur ces forces, l’Université de l’Alberta, soutenue par le ministère albertain du Développement économique et du Commerce, étudie différentes techniques de récupération du vanadium. L’Université de Calgary, quant à elle, collecte et analyse des données sur la première batterie rédox au vanadium à l’essai sur le terrain en l’Alberta.

Grâce à cet essai, Shell espère faire une avancée importante en vue de favoriser la transition énergétique et de lutter contre le changement climatique à grande échelle. Même si le projet n’en est qu’à ses débuts, son avenir semble très prometteur.

« L’Alberta n’est pas une pépinière d’idées sur les énergies renouvelables à cause du secteur du pétrole et du gaz, mais plutôt grâce à l’expertise et aux ressources dont elle dispose dans ce secteur, affirme J. T. Je ne sous-estimerais pas l’Alberta dans ces domaines émergents. »

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