Geotermální energie by mohla změnit způsob získávání lithia

Jihozápad Anglie je známý svým dramatickým pobřežím, zelenou krajinou a čerstvými plody moře. Pokud vše půjde podle plánu, v příštích několika letech by mohla být na luk regionu přidána další struna: těžba lithia.

V hrabství Cornwall probíhají snahy o využití přírodních zdrojů v této oblasti a vytvoření průmyslu, který by jednoho dne mohl produkovat jak obnovitelnou energii, tak vytvořit místní zdroj lithia.

Kromě použití v mobilních telefonech, počítačích, tabletech a řadě dalších přístrojů, které jsou synonymem moderního života, je lithium klíčové pro elektrická vozidla a bateriová úložiště, dvě technologie, které hrají velkou roli v posunu planety k budoucnosti s nízkými a nulovými emisemi. .

Příklady toho, jak by se tento rodící se sektor mohl vyvíjet v příštích několika letech, zahrnují Geothermal Engineering Ltd, společnost se sídlem poblíž cornwallského města Redruth, která se specializuje na vývoj a provoz geotermálních projektů.

Kromě plánovaných operací v oblasti obnovitelných zdrojů energie GEL také pracuje na zkušebním projektu zaměřeném na těžbu lithia z geotermálních vod. Jde o spolupráci s další společností, Cornish Lithium, prostřednictvím společného podniku s názvem GeoCubed.

„Cílem je ukázat, že hydroxid lithný, klíčovou součást lithium-iontových baterií používaných v elektrických vozidlech, lze vyrábět v Cornwallu z přirozeně se vyskytující geotermální vody s čistou nulovou uhlíkovou stopou,“ říká GEL.

Projekt v Cornwallu je zaměřen na přímou extrakci lithia neboli DLE. Podle National Renewable Energy Laboratory amerického ministerstva energetiky lze technologie za DLE „širokě seskupit do tří hlavních kategorií: adsorpce pomocí porézních materiálů, které umožňují vazbu lithia, iontovou výměnu a extrakci rozpouštědlem“.

Přestože existuje nadšení z jeho potenciálu, NREL varuje, že „zůstává náročným úkolem“ rozšířit výše uvedené metody na to, co nazývá „plná výrobní kapacita“.

„Například vývoj pevného materiálu, který se spojí pouze s lithiem, je obrovskou výzvou v geotermální solance, která obsahuje mnoho minerálů a kovů,“ říká.

Projekty, jako je ten v Cornwallu, přicházejí v době, kdy narůstají obavy z udržitelnosti a ESG. Dalším problémem je bezpečnost globálních dodavatelských řetězců, zvláště když drtivou většinu výroby lithia v současnosti ovládají země včetně Chile, Číny, Austrálie a Argentiny.

V tomto kontextu by komercializace méně intenzivních, lokálnějších a snadno dostupných způsobů získávání lithia mohla být v budoucnu nesmírně důležitá.

Velké ekonomiky a výrobci automobilů také plánují zvýšit počet elektrických vozidel na našich silnicích. Zároveň tlak na rozšíření kapacity obnovitelné energie nevykazuje žádné známky polevování.

Julia Poliscanova je vrchní ředitelkou pro e-mobilitu ve společnosti Transport & Environment, kampaňové skupině se sídlem v Bruselu. V rozhovoru pro CNBC popsala lithium jako „nenahraditelné pro všechny naše zelené přechody“.

Pokud jde o udržitelné získávání lithia a dalších materiálů, Poliscanova řekla, že „ve střednědobém až dlouhodobém horizontu je jasné, že velká většina z nich musí pocházet z cirkulárních obchodních modelů, zejména z recyklace.“

Poznamenala, že během několika příštích desetiletí dojde ke „skutečně obrovskému růstu a poptávce“. To by v krátkodobém až střednědobém horizontu vyžadovalo nové techniky extrakce.

Poliscanova dále uvedla, že většina lithia, které se bude používat v roce 2030, ještě nebyla vytěžena.

"Tam přichází geotermální lithium," řekla, "protože nové lithium, nové zdroje, které... potřebujeme, musí být těženo udržitelným způsobem a musí mít co nejmenší dopad na životní prostředí a naše komunity."

Pilotní závod GeoCubed za 4 miliony liber (5.46 milionu dolarů) se zaměří na řadu technologií přímé extrakce lithia. Celkovým cílem je nakonec vyvinout komerční závod v projektu GEL United Downs Deep Geotermal Power Project.

V rozhovoru pro CNBC Ryan Law, zakladatel a výkonný ředitel GEL, nastínil příležitost, kterou se jeho podnikání snažilo využít. Pod jeho povrchem je Cornwall domovem mnoha žulových hornin, které mají zase vysoký obsah lithia, vysvětlil Law.

„Kombinace žulové skály, která je bohatá na lithium a horkou vodu – horká voda dokáže absorbovat více lithia – znamená, že voda, kterou vynášíme na povrch v United Downs, abychom poháněli naši elektrárnu, má velmi vysoký obsah lithia,“ řekl. .

"Další krok je: jak to dostaneme ven?" Law pokračoval. "A to je to, na co jsme se dívali ve spojení s řadou partnerů."

Měnící se časy

GEL je jednou z několika firem, které chtějí vyvinout zařízení zaměřená na přímou extrakci lithia. Vedle GeoCubed pracuje Cornish Lithium také na řadě dalších projektů.

Jinde, v dubnu 2021, australská společnost Vulcan Energy Resources uvedla, že její pilotní závod na přímou extrakci lithia, který se nachází v německém údolí Horního Rýna, zahájil provoz.

V USA v listopadu firma s názvem Controlled Thermal Resources oznámila, že její vrtný program v projektu Hell's Kitchen Lithium and Power v Kalifornii začal.

V té době generální ředitel Rod Colwell uvedl, že společnost je „v plánu dodat prvních 50 MW obnovitelné energie v rámci projektu koncem roku 2023 a odhadem 20,000 2024 tun hydroxidu lithného v roce XNUMX“.

Projekt Hell's Kitchen přitahuje pozornost některých velkých hráčů. Loni v létě General Motors uvedl, že „se dohodl na vytvoření strategické investice a obchodní spolupráce s Controlled Thermal Resources, aby zajistil místní a levné lithium“.

„Jako první investor bude mít GM první práva na lithium vyrobené v první fázi projektu Hell's Kitchen, včetně opce na víceletý vztah,“ dodala automobilka později.

Výše uvedený vývoj je v různých fázích progrese, ale pokud budou schopny vyrábět ve velkém, mohlo by to vést k zásadní změně ve způsobu sklizně lithia.

Podle NREL je většina lithia získávána z „povrchových dolů nebo slané vody obsahující lithium pod solnými pláněmi“.

Popisuje, že jde o slanou vodu obsahující lithium, která je „čerpána do velkých nádrží, kde se vypařuje pod sluncem“.

Environmentální dopady takových procesů mohou být významné. NREL říká, že jak povrchová těžba, tak metoda solných plání „může vést k destrukci půdy, potenciální kontaminaci a vysoké spotřebě vody, zejména v oblastech, které již trpí suchem a desertifikací“. Dodává, že také zabírají značné množství místa.

DLE naproti tomu umožňuje „udržitelnější dodávky lithia, včetně využití geotermální energie jako obnovitelného zdroje energie pro výrobu“.

Poliscanova z Transport & Environment dále zdůraznila význam geotermálního lithia doplňujícího úsilí o recyklaci a myšlenky oběhového hospodářství. Později řekla, že recyklace by měla být „prioritou číslo jedna“.

Recyklace skutečně vypadá, že bude hrát v budoucnu klíčovou roli, zejména v sektoru EV. Tesla například Elona Muska říká, že všechny její vyřazené lithium-iontové baterie jsou recyklovány.

A ještě v listopadu švédská bateriová firma Northvolt uvedla, že vyrobila svůj první bateriový článek s tím, co popsala jako „100% recyklovaný nikl, mangan a kobalt“.

Zpátky v Cornwallu projekt GeoCubed pokračuje. Začátkem tohoto měsíce uvedla, že si vybrala firmu s názvem Ross-shire Engineering, aby poskytla svému pilotnímu závodu podporu související s inženýrstvím, nákupem, výstavbou a uvedením do provozu, neboli EPCC.

Jeho prohlášení také odkazovalo na test elektrického ponorného čerpadla provedeného společností GEL v srpnu 2021, jehož výsledkem byl odběr „hromadného vzorku geotermální vody“.

GeoCubed uvedl, že úrovně koncentrací lithia ve vzorku byly „povzbuzující“ a dodal, že „další klíčové vedlejší produkty, jako je cesium, rubidium a draslík, se ukázaly na zvýšených úrovních“.

Pokud vše půjde podle plánu, pilotní zařízení bude uvedeno do provozu do konce března tohoto roku.