Energia geotermalna może zmienić sposób pozyskiwania litu

Południowo-zachodnia Anglia słynie z dramatycznego wybrzeża, zielonych krajobrazów i świeżych owoców morza. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, w ciągu najbliższych kilku lat na dziobie regionu może zostać dodana kolejna gałąź: wydobycie litu.

W hrabstwie Kornwalia trwają wysiłki mające na celu wykorzystanie zasobów naturalnych tego obszaru i utworzenie przemysłu, który pewnego dnia mógłby produkować zarówno energię odnawialną, jak i stworzyć lokalne źródło litu.

Oprócz zastosowania w telefonach komórkowych, komputerach, tabletach i wielu innych gadżetach, które są synonimem współczesnego życia, lit ma kluczowe znaczenie w pojazdach elektrycznych i magazynowaniu akumulatorów, czyli dwóch technologiach, które mają do odegrania dużą rolę w przejściu planety na przyszłość nisko- i zerową emisją .

Przykładem postępu tego rodzącego się sektora w ciągu najbliższych kilku lat jest Geothermal Engineering Ltd, firma z siedzibą w pobliżu kornwalijskiego miasta Redruth, specjalizująca się w opracowywaniu i obsłudze projektów geotermalnych.

Oprócz planowanych operacji związanych z energią odnawialną GEL pracuje również nad projektem próbnym skupiającym się na wydobywaniu litu z wód geotermalnych. Jest to wynik współpracy z inną firmą, Cornish Lithium, w ramach spółki joint venture o nazwie GeoCubed.

„Celem jest wykazanie, że wodorotlenek litu, kluczowy składnik akumulatorów litowo-jonowych stosowanych w pojazdach elektrycznych, można wytwarzać w Kornwalii z naturalnie występującej wody geotermalnej przy zerowym śladzie węglowym netto” – mówi GEL.

Projekt w Kornwalii koncentruje się na bezpośredniej ekstrakcji litu, czyli DLE. Według Krajowego Laboratorium Energii Odnawialnej Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych technologie stojące za DLE „można ogólnie podzielić na trzy główne kategorie: adsorpcja przy użyciu porowatych materiałów, które umożliwiają wiązanie litu, wymianę jonową i ekstrakcję rozpuszczalnikiem”.

Chociaż istnieje podekscytowanie potencjałem tego rozwiązania, NREL ostrzega, że ​​„pozostaje trudnym zadaniem” zwiększenie skali powyższych metod do tak zwanej „pełnej zdolności produkcyjnej”.

„Na przykład opracowanie stałego materiału, który wiąże się wyłącznie z litem, stanowi ogromne wyzwanie w przypadku solanki geotermalnej zawierającej wiele minerałów i metali” – mówi.

Projekty takie jak ten w Kornwalii powstają w czasie, gdy rosną obawy dotyczące zrównoważonego rozwoju i ESG. Kolejną kwestią jest bezpieczeństwo globalnych łańcuchów dostaw, zwłaszcza w sytuacji, gdy zdecydowana większość produkcji litu jest obecnie zdominowana przez takie kraje, jak Chile, Chiny, Australia i Argentyna.

W tym kontekście komercjalizacja mniej intensywnych, bardziej lokalnych i łatwo dostępnych sposobów pozyskiwania litu może być niezwykle ważna w przyszłości.

Największe gospodarki i producenci samochodów również układają plany zwiększenia liczby pojazdów elektrycznych na naszych drogach. Jednocześnie wysiłki mające na celu zwiększenie mocy wytwórczych energii odnawialnej nie mają zamiaru ustać.

Julia Poliscanova jest starszym dyrektorem ds. elektromobilności w Transport & Environment, grupie kampanii z siedzibą w Brukseli. W rozmowie z CNBC opisała lit jako „niezastąpiony we wszystkich naszych zielonych przemianach”.

Jeśli chodzi o zrównoważone pozyskiwanie litu i innych materiałów, Poliscanova stwierdziła, że ​​„w perspektywie średnio- i długoterminowej jasne jest, że zdecydowana większość tego surowca musi pochodzić z modeli biznesowych o obiegu zamkniętym, w szczególności z recyklingu”.

Zauważyła, że ​​w ciągu najbliższych kilku dekad nastąpi „naprawdę ogromny wzrost i popyt”. Wymagałoby to w perspektywie krótko- i średnioterminowej nowych technik ekstrakcji.

Rozwijając swoją tezę, Poliscanova stwierdziła, że ​​większość litu, który będzie używany w 2030 r., nie została jeszcze wydobyta.

„W tym miejscu pojawia się lit geotermalny” – powiedziała – „ponieważ nowy lit, nowe zasoby, których… potrzebujemy, musi być wydobywany w sposób zrównoważony i musi mieć jak najmniejszy wpływ na środowisko i nasze społeczności”.

Pilotażowa instalacja GeoCubed o wartości 4 milionów funtów (5.46 miliona dolarów) skoncentruje się na szeregu technologii bezpośredniej ekstrakcji litu. Ogólnym celem jest docelowa budowa komercyjnej elektrowni w ramach projektu United Downs Deep Geothermal Power Project należącego do GEL.

W wywiadzie dla CNBC Ryan Law, założyciel i dyrektor zarządzający GEL, opowiedział o możliwościach, które jego firma chciała wykorzystać. Pod powierzchnią Kornwalii znajduje się wiele granitowych skał, które z kolei zawierają dużą zawartość litu – wyjaśnił Law.

„Połączenie granitowej skały bogatej w lit i gorącej wody – gorąca woda może wchłonąć więcej litu – oznacza, że ​​woda, którą wydobywamy na powierzchnię w United Downs w celu napędzania naszej elektrowni, ma bardzo wysoką zawartość litu” – powiedział .

„Następny krok brzmi: jak to wydostać?” Law mówił dalej. „I właśnie temu przyglądaliśmy się we współpracy z wieloma partnerami”.

Zmieniać czasy

GEL jest jedną z kilku firm chcących rozwijać obiekty ukierunkowane na bezpośrednią ekstrakcję litu. Oprócz GeoCubed firma Cornish Lithium pracuje także nad wieloma innymi projektami.

W innym miejscu w kwietniu 2021 r. notowana na australijskiej giełdzie spółka Vulcan Energy Resources poinformowała, że ​​rozpoczął działalność pilotażowy zakład bezpośredniej ekstrakcji litu zlokalizowany w dolinie Górnego Renu w Niemczech.

W listopadzie w USA firma o nazwie Controlled Thermal Resources ogłosiła rozpoczęcie programu wierceń w projekcie Hell's Kitchen Lithium and Power w Kalifornii.

Dyrektor generalny Rod Colwell powiedział wówczas, że firma „zrealizuje harmonogram, aby dostarczyć pierwsze 50 MW energii odnawialnej w ramach projektu pod koniec 2023 r. i szacunkowo 20,000 2024 ton wodorotlenku litu w XNUMX r.”

Projekt Hell's Kitchen przyciąga uwagę kilku głównych graczy. Zeszłego lata General Motors oświadczył, że „zgodził się na strategiczną współpracę inwestycyjną i handlową z Controlled Thermal Resources w celu zabezpieczenia lokalnego i taniego litu”.

„Jako pierwszy inwestor, GM będzie mieć pierwsze prawa do litu produkowanego w ramach pierwszego etapu projektu Hell's Kitchen, łącznie z opcją wieloletniej współpracy” – dodał później producent samochodów.

Powyższe rozwiązania znajdują się na różnych etapach rozwoju, ale jeśli uda się je wyprodukować na dużą skalę, może to doprowadzić do radykalnej zmiany w sposobie pozyskiwania litu.

Według NREL większość litu pochodzi z „kopalń odkrywkowych lub słonej wody zawierającej lit pod solniskami”.

Opisuje tę ostatnią sytuację jako słoną wodę zawierającą lit, „wpompowywaną do dużych basenów, gdzie odparowuje pod wpływem słońca”.

Skutki środowiskowe takich procesów mogą być znaczące. NREL twierdzi, że zarówno wydobycie odkrywkowe, jak i metoda solna „mogą prowadzić do zniszczenia gruntów, potencjalnego skażenia i wysokiego zużycia wody, zwłaszcza na obszarach już dotkniętych suszą i pustynnieniem”. Dodaje, że zajmują też znaczną ilość miejsca.

Z kolei DLE umożliwia „bardziej zrównoważone dostawy litu, w tym wykorzystanie energii geotermalnej jako odnawialnego źródła energii do produkcji”.

Poliscanova z Transport & Environment podkreśliła następnie znaczenie litu geotermalnego jako uzupełnienie wysiłków na rzecz recyklingu i pomysłów na gospodarkę o obiegu zamkniętym. Jak później stwierdziła, recykling powinien być „priorytetem numer jeden”.

Rzeczywiście wygląda na to, że recykling będzie odgrywał kluczową rolę w przyszłości, szczególnie w sektorze pojazdów elektrycznych. Na przykład Tesla Elona Muska twierdzi, że wszystkie złomowane akumulatory litowo-jonowe są poddawane recyklingowi.

W listopadzie szwedzka firma produkująca akumulatory Northvolt poinformowała, że ​​wyprodukowała swoje pierwsze ogniwo akumulatorowe wykonane z, jak to określiła, „niklu, manganu i kobaltu w 100% pochodzącego z recyklingu”.

Po powrocie do Kornwalii projekt GeoCubed jest kontynuowany. Na początku tego miesiąca poinformował, że wybrał firmę o nazwie Ross-shire Engineering, która zapewni swojemu zakładowi pilotażowemu wsparcie w zakresie inżynierii, zaopatrzenia, budowy i uruchomienia, czyli EPCC.

W swoim oświadczeniu odniesiono się również do testu elektrycznej pompy głębinowej przeprowadzonego przez GEL w sierpniu 2021 r., w wyniku którego pobrano „masową próbkę wody geotermalnej”.

GeoCubed stwierdził, że poziomy stężeń litu w próbce są „zachęcające” i dodał, że „wykazano, że inne kluczowe produkty uboczne, takie jak cez, rubid i potas, są na podwyższonych poziomach”.

Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, pilotażowy obiekt zostanie oddany do użytku jeszcze pod koniec marca br.