Geotermálna energia by mohla zmeniť spôsob, akým sa získava lítium

Juhozápad Anglicka je známy pre svoje dramatické pobrežie, zelenú krajinu a čerstvé morské plody. Ak všetko pôjde podľa plánu, v priebehu niekoľkých nasledujúcich rokov by mohla do luku regiónu pribudnúť ďalšia struna: extrakcia lítia.

V grófstve Cornwall prebiehajú snahy využiť prírodné zdroje tejto oblasti a založiť priemysel, ktorý by jedného dňa mohol produkovať obnoviteľnú energiu a vytvoriť miestny zdroj lítia.

Lítium je okrem jeho použitia v mobilných telefónoch, počítačoch, tabletoch a množstve ďalších zariadení, ktoré sú synonymom moderného života, kľúčové pre elektrické vozidlá a batérie, dve technológie, ktoré zohrávajú veľkú úlohu pri posune planéty k budúcnosti s nízkymi a nulovými emisiami. .

Príklady toho, ako by sa tento rodiaci sa sektor mohol v najbližších rokoch rozvíjať, zahŕňajú Geothermal Engineering Ltd, spoločnosť so sídlom v blízkosti cornwallského mesta Redruth, ktorá sa špecializuje na vývoj a prevádzku geotermálnych projektov.

Popri plánovanej prevádzke obnoviteľnej energie GEL pracuje aj na skúšobnom projekte zameranom na ťažbu lítia z geotermálnych vôd. Ide o spoluprácu s ďalšou spoločnosťou Cornish Lithium prostredníctvom spoločného podniku s názvom GeoCubed.

„Cieľom je demonštrovať, že hydroxid lítny, kľúčový komponent lítium-iónových batérií používaných v elektrických vozidlách, možno vyrábať v Cornwalle z prirodzene sa vyskytujúcej geotermálnej vody s čistou nulovou uhlíkovou stopou,“ hovorí GEL.

Projekt v Cornwalle je zameraný na priamu extrakciu lítia, čiže DLE. Podľa Národného laboratória pre obnoviteľnú energiu Ministerstva energetiky USA možno technológie za DLE „vo všeobecnosti rozdeliť do troch hlavných kategórií: adsorpcia pomocou poréznych materiálov, ktoré umožňujú väzbu lítia, iónovú výmenu a extrakciu rozpúšťadlom“.

Hoci existuje nadšenie z jeho potenciálu, NREL varuje, že „zostáva náročnou úlohou“ rozšíriť vyššie uvedené metódy na to, čo nazýva „plná výrobná kapacita“.

„Napríklad vývoj pevného materiálu, ktorý sa spája len s lítiom, je obrovskou výzvou v geotermálnej soľanke, ktorá obsahuje veľa minerálov a kovov,“ hovorí.

Projekty, ako je ten v Cornwalle, prichádzajú v čase, keď narastajú obavy týkajúce sa udržateľnosti a ESG. Bezpečnosť globálnych dodávateľských reťazcov je ďalšou otázkou, najmä keď drvivú väčšinu produkcie lítia v súčasnosti ovládajú krajiny vrátane Čile, Číny, Austrálie a Argentíny.

V tomto kontexte by mohla byť komercializácia menej intenzívnych, lokálnejších a ľahko dostupných spôsobov získavania lítia v budúcnosti nesmierne dôležitá.

Veľké ekonomiky a výrobcovia automobilov tiež plánujú zvýšiť počet elektrických vozidiel na našich cestách. Zároveň tlak na rozšírenie kapacity obnoviteľnej energie nevykazuje žiadne známky poľavenia.

Julia Poliscanova je vedúcou riaditeľkou pre e-mobilitu v organizácii Transport & Environment, kampaňovej skupine so sídlom v Bruseli. V rozhovore pre CNBC opísala lítium ako „nenahraditeľné pre všetky naše zelené prechody“.

Pokiaľ ide o trvalo udržateľné získavanie lítia a iných materiálov, Poliscanova povedala, že „v strednodobom až dlhodobom horizonte je jasné, že veľká väčšina z nich musí pochádzať z obehových obchodných modelov, najmä z recyklácie.“

Poznamenala, že v priebehu niekoľkých nasledujúcich desaťročí dôjde k „naozaj obrovskému rastu a dopytu“. To by si v krátkodobom až strednodobom horizonte vyžadovalo nové techniky extrakcie.

Poliscanová ďalej uviedla, že väčšina lítia, ktoré sa bude používať v roku 2030, ešte nebola vyťažená.

"To je miesto, kde prichádza geotermálne lítium," povedala, "pretože nové lítium, nové zdroje, ktoré ... potrebujeme, sa musí ťažiť trvalo udržateľným spôsobom a musí mať čo najmenší vplyv na životné prostredie a naše komunity."

Pilotný závod GeoCubed za 4 milióny libier (5.46 milióna dolárov) sa zameria na celý rad technológií priamej extrakcie lítia. Celkovým cieľom je nakoniec vybudovať komerčný závod v projekte GEL United Downs Deep Geotermal Power Project.

V rozhovore pre CNBC Ryan Law, zakladateľ a výkonný riaditeľ GEL, načrtol príležitosť, ktorú chce jeho podnik využiť. Pod jeho povrchom je Cornwall domovom mnohých žulových hornín, ktoré majú zase vysoký obsah lítia, vysvetlil Law.

„Kombinácia žulovej horniny, ktorá je bohatá na lítium a horúcu vodu – horúca voda dokáže absorbovať viac lítia – znamená, že voda, ktorú vynášame na povrch v United Downs, aby sme poháňali našu elektráreň, má veľmi vysoký obsah lítia,“ povedal. .

"Ďalším krokom je: ako to dostaneme von?" Law pokračoval. "A to je to, na čo sme sa zamerali v spojení s množstvom partnerov."

Meniace sa časy

GEL je jednou z niekoľkých firiem, ktoré chcú vyvinúť zariadenia zamerané na priamu extrakciu lítia. Popri GeoCubed pracuje Cornish Lithium aj na množstve ďalších projektov.

Na inom mieste v apríli 2021 spoločnosť Vulcan Energy Resources kótovaná v Austrálii uviedla, že jej pilotný závod na priamu extrakciu lítia, ktorý sa nachádza v nemeckom údolí Horného Rýna, začal svoju činnosť.

V USA v novembri firma s názvom Controlled Thermal Resources oznámila, že jej program vŕtania v projekte Hell's Kitchen Lithium and Power v Kalifornii sa začal.

V tom čase generálny riaditeľ Rod Colwell uviedol, že spoločnosť je „v pláne dodať prvých 50 MW obnoviteľnej energie v rámci projektu koncom roka 2023 a odhadom 20,000 2024 ton hydroxidu lítneho v roku XNUMX“.

Projekt Hell's Kitchen púta pozornosť niektorých významných hráčov. Minulé leto General Motors uviedol, že „súhlasil s vytvorením strategickej investície a komerčnej spolupráce s Controlled Thermal Resources s cieľom zabezpečiť lokálne a lacné lítium“.

„Ako prvý investor bude mať GM prvé práva na lítium vyrobené v prvej fáze projektu Hell's Kitchen, vrátane opcie na viacročný vzťah,“ dodala automobilka neskôr.

Vyššie uvedený vývoj je v rôznych štádiách progresie, ale ak budú schopné produkovať vo veľkom, mohlo by to viesť k zásadnej zmene v spôsobe, akým sa lítium získava.

Podľa NREL sa väčšina lítia získava z „otvorených baní alebo slanej vody obsahujúcej lítium pod soľnými pláňami“.

Opisuje, že ide o slanú vodu, ktorá obsahuje lítium, ktoré sa „čerpá do veľkých nádrží, kde sa vyparuje pod slnkom“.

Environmentálne účinky takýchto procesov môžu byť významné. NREL hovorí, že tak povrchová ťažba, ako aj metóda soľných plání „môže viesť k zničeniu pôdy, potenciálnej kontaminácii a vysokej spotrebe vody, najmä v oblastiach, ktoré už trpia suchom a dezertifikáciou“. Dodáva, že tiež zaberajú značné množstvo miesta.

DLE, naopak, umožňuje „udržateľnejšiu dodávku lítia vrátane využívania geotermálnej energie ako obnoviteľného zdroja energie na výrobu“.

Poliscanova z Transport & Environment ďalej zdôraznila dôležitosť geotermálneho lítia dopĺňajúceho snahy o recykláciu a myšlienky obehového hospodárstva. Neskôr povedala, že recyklácia by mala byť „prioritou číslo jedna“.

Zdá sa, že recyklácia bude v budúcnosti zohrávať kľúčovú úlohu, najmä v sektore elektrických vozidiel. Napríklad Tesla z Elona Muska tvrdí, že všetky jej vyradené lítium-iónové batérie sú recyklované.

A ešte v novembri švédska batériová firma Northvolt uviedla, že vyrobila svoj prvý batériový článok s tým, čo opísala ako „100% recyklovaný nikel, mangán a kobalt“.

Späť v Cornwalle pokračuje projekt GeoCubed. Začiatkom tohto mesiaca uviedla, že si vybrala firmu s názvom Ross-shire Engineering, aby poskytla svojmu pilotnému závodu podporu súvisiacu s inžinierstvom, obstarávaním, výstavbou a uvedením do prevádzky alebo EPCC.

Jeho vyhlásenie tiež odkazovalo na test elektrického ponorného čerpadla, ktorý vykonala spoločnosť GEL v auguste 2021 a ktorého výsledkom bol odber „hromadnej vzorky geotermálnej vody“.

GeoCubed uviedol, že hladiny koncentrácií lítia vo vzorke sú „povzbudivé“ a dodal, že „ukázalo sa, že ďalšie kľúčové vedľajšie produkty, ako je cézium, rubídium a draslík, sú na zvýšených úrovniach“.

Ak všetko pôjde podľa plánu, pilotné zariadenie bude uvedené do prevádzky do konca marca tohto roku.