Les 9 gigawatts ne sont pas une puissance, mais un goulot d’étranglement
Le projet Stratos dans l’Utah nécessite 9 gigawatts de puissance électrique, une quantité équivalente au double de la consommation énergétique actuelle de l’État. L’infrastructure s’étendra sur 40 000 acres, avec une zone opérationnelle comprenant 1 200 acres du Utah Test and Training Range, un site militaire. La consommation énergétique prévue correspond à plus de 64 % de l’actuelle production d’émissions de carbone de l’État. L’impact thermique de la structure est estimé capable de modifier le microclimat de la Great Salt Lake, qui est déjà à des niveaux record de basse altitude. La demande d’eau pour le refroidissement n’a pas été rendue publique. Le projet a été approuvé par la Commission du comté de Box Elder à l’unanimité.
Le système désertique du nord-ouest de l’Utah a une capacité de charge thermique limitée. Le rayonnement solaire direct moyen est de 280 W/m². Le refroidissement d’une installation de 9 gigawatts nécessite une quantité d’eau équivalente à 120 000 m³/jour pour maintenir la température de fonctionnement. La Great Salt Lake a perdu plus de 40 % de sa superficie au cours des 20 dernières années. Son niveau a baissé de 1,5 mètre depuis 2020. L’expansion du projet n’est pas un choix technique, mais une contrainte physique sur un système déjà à la limite.
L’équilibre hydrique du désert est un système de contrôle
Le Great Salt Lake est un système fermé avec un taux d’évaporation annuel de 1,8 m³/s. Le refroidissement d’un centre de données de 9 gigawatts nécessite un débit d’eau de 1,2 m³/s pour maintenir les condenseurs en fonctionnement. Le système actuel ne peut pas soutenir ce prélèvement sans modifier l’équilibre hydrique. Selon des estimations du Salt Lake Tribune, le rayonnement thermique du projet pourrait augmenter la température locale de 2,3°C dans un rayon de 5 km. Cette augmentation de température réduirait l’efficacité du refroidissement naturel du lac et accélérerait l’évaporation.
La réduction du niveau du lac a déjà causé l’expansion de zones de salinité extrême. La zone de Hansel Valley a perdu 60 % de sa couverture végétale depuis 2020. Le refroidissement artificiel du centre de données pourrait générer une île thermique qui modifie les modèles de vent locaux. Le changement du gradient thermique influencerait la dispersion des poussières salées, augmentant le risque d’événements de poussière de sel. Le coût de l’électricité pour un système électrique basé sur du fioul lourd est passé de 0,29 $ à 0,45 $/kWh en un an. Le coût du solaire + batterie a diminué de 46 %.
La clé du succès réside dans le refroidissement : du liquide à l’air
Le refroidissement à circuit fermé avec de l’air comprimé est techniquement possible, mais nécessite une augmentation de 35 % de la consommation énergétique. L’utilisation d’air comprimé réduirait la consommation d’eau à zéro, mais augmenterait la consommation d’énergie de 3,15 gigawatts. Le système de refroidissement à air n’est pas compatible avec l’échelle du projet. L’efficacité de conversion du système serait inférieure de 18 % par rapport au refroidissement à eau. Le coût d’installation d’un système à air est estimé à 2,3 milliards de dollars, soit 12 % du coût total du projet.
Une alternative est le refroidissement hybride, qui combine eau et air. Ce système réduirait la consommation d’eau de 70 % et la consommation d’énergie de 12 %. Le coût supplémentaire est de 850 millions de dollars. La mise en œuvre nécessiterait une période de 18 mois pour la conception et la vérification. Le projet ne comprend aucun plan de transition vers un système hybride. L’investisseur, Kevin O’Leary, a déclaré que le projet serait alimenté à 100 % par du gaz naturel, malgré la disponibilité de sources d’énergie renouvelables.
Le seuil est la température du lac
La marge opérationnelle du Great Salt Lake est représentée par le niveau de salinité et la température de surface. Une augmentation de 2,3°C de la température locale réduirait le temps de récupération du système de 4,7 jours. Le coût d’une éventuelle restauration écologique du lac est estimé à 4,8 milliards de dollars. Le projet ne comprend aucun fonds de réserve pour l’atténuation. La valeur marchande de l’infrastructure numérique est estimée à 14 milliards de dollars. Le coût du risque écologique est égal à 3,4% de la valeur marchande.
Le compromis réel se situe entre la capacité de débit du système numérique et la capacité de tampon du système écologique. Le projet n’est pas viable si la marge thermique du lac descend en dessous de 18°C. Le niveau actuel du lac est de 1,2 mètre sous la moyenne historique. La projection pour 2027 indique une nouvelle baisse de 0,7 mètre. La marge opérationnelle est désormais réduite à 1,3 mètre. Le coût d’une éventuelle réduction de la puissance opérationnelle du centre de données est de 1,2 milliard de dollars. La valeur marchande de l’infrastructure est réduite de 15% si le projet ne peut atteindre 9 gigawatts.
Photo de Nikola Johnny Mirkovic sur Unsplash
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