אנרגיה גיאותרמית יכולה לשנות את האופן שבו ליתיום נוצר

דרום מערב אנגליה מפורסם בזכות קו החוף הדרמטי שלו, האזור הכפרי המוריק ופירות הים הטריים שלו. אם הכל ילך לפי התוכנית, ניתן להוסיף מחרוזת נוספת לחרטום האזור במהלך השנים הקרובות: מיצוי ליתיום.

במחוז קורנוול, נערכים מאמצים לנצל את המשאבים הטבעיים של האזור ולהקים תעשייה שיכולה, יום אחד, לייצר גם אנרגיה מתחדשת וגם להקים מקור מקומי של ליתיום.

לצד השימוש שלו בטלפונים סלולריים, מחשבים, טאבלטים ושלל גאדג'טים אחרים שמם נרדף לחיים המודרניים, ליתיום הוא חיוני לכלי רכב חשמליים ואחסון סוללות, שתי טכנולוגיות עם תפקיד גדול במעבר של כדור הארץ לעתיד נמוך ואפס פליטות. .

דוגמאות לאופן שבו המגזר המתהווה יכול להתקדם במהלך השנים הקרובות כוללות Geothermal Engineering Ltd, חברה שבסיסה ליד העיירה Redruth שבקורניש ומתמחה בפיתוח ותפעול של פרויקטים גיאותרמיים.

לצד פעילות האנרגיה המתחדשת המתוכננת שלה, GEL עובדת גם על פרויקט ניסוי שבמרכזו הפקת ליתיום ממים גיאותרמיים. מדובר בשיתוף פעולה עם חברה אחרת, קורניש ליתיום, באמצעות מיזם משותף המכונה GeoCubed.

"המטרה היא להדגים שניתן לייצר ליתיום הידרוקסיד, מרכיב מרכזי בסוללות ליתיום-יון המשמשות בכלי רכב חשמליים, בקורנוול ממים גיאותרמיים טבעיים עם טביעת רגל פחמנית אפסית נטו", אומר GEL.

הפרויקט בקורנוול מתמקד במיצוי ליתיום ישיר, או DLE. על פי המעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת של משרד האנרגיה האמריקני, הטכנולוגיות שמאחורי DLE "ניתן לקבץ באופן נרחב לשלוש קטגוריות עיקריות: ספיחה באמצעות חומרים נקבוביים המאפשרים קישור ליתיום, חילופי יונים ומיצוי ממס."

למרות שיש התרגשות לגבי הפוטנציאל שלו, ה-NREL מזהיר כי "נשאר משימה מאתגרת" להגדיל את השיטות לעיל למה שהוא מכנה "יכולת ייצור מלאה".

"לדוגמה, פיתוח חומר מוצק שמתחבר רק לליתיום הוא אתגר עצום בתמלחת גיאותרמית המכילה מינרלים ומתכות רבים", נכתב.

פרויקטים כמו זה בקורנוול מגיעים בתקופה שבה החששות סביב קיימות ו-ESG גוברות. אבטחת שרשראות האספקה ​​העולמיות היא סוגיה נוספת, במיוחד כאשר הרוב המכריע של ייצור הליתיום נשלט כיום על ידי מדינות כולל צ'ילה, סין, אוסטרליה וארגנטינה.

על רקע זה, מסחור של דרכים פחות אינטנסיביות, מקומיות יותר ונגישות בקלות למקור ליתיום עשויה להיות חשובה מאוד בעתיד.

כלכלות גדולות ויצרני רכב גם מציגים תוכניות להגדלת מספר כלי הרכב החשמליים בכבישים שלנו. במקביל, הדחיפה להרחבת קיבולת האנרגיה המתחדשת לא מראה סימן להירגע.

ג'וליה פוליסקנובה היא מנהלת בכירה לניידות אלקטרונית ב-Transport & Environment, קבוצת קמפיין שבסיסה בבריסל. בשיחה עם CNBC, היא תיארה את הליתיום כ"בלתי ניתן להחלפה עבור כל המעברים הירוקים שלנו".

בכל הנוגע למקור בר-קיימא של ליתיום וחומרים אחרים, פולסקנובה אמרה כי "בטווח בינוני עד ארוך, ברור שהרוב המכריע שלו צריך להגיע ממודלים עסקיים מעגליים, ובעיקר מיחזור".

היא ציינה כיצד תהיה "צמיחה וביקוש עצומים באמת" במהלך העשורים הבאים. זה ידרוש, בטווח הקצר עד הבינוני, טכניקות מיצוי חדשות.

בעודה מרחיבה את דבריה, אמרה Poliscanova שרוב הליתיום שיהיה בשימוש ב-2030 עדיין לא הופץ.

"זה המקום שבו הליתיום הגיאותרמי נכנס לתמונה," היא אמרה, "מכיוון שהליתיום החדש, המשאבים החדשים שאנו... צריכים, יש לכרות אותו באופן בר-קיימא וצריך להיות בעל ההשפעה הנמוכה ביותר על הסביבה והקהילות שלנו."

מפעל הפיילוט של GeoCubed של 4 מיליון פאונד (5.46 מיליון דולר) יתמקד במגוון טכנולוגיות מיצוי ליתיום ישירות. המטרה הכוללת היא בסופו של דבר לפתח מפעל מסחרי בפרויקט הכוח הגיאותרמי של United Downs של GEL.

בראיון ל-CNBC, ריאן לאו, המייסד והמנהל של GEL, תיאר את ההזדמנות שהעסק שלו מחפש לנצל. מתחת לפני השטח שלו, קורנוול היא ביתם של הרבה סלע גרניט שבתורו יש לו תכולת ליתיום גבוהה, הסביר לאו.

"השילוב של סלע הגרניט העשיר בליתיום ומים חמים - מים חמים יכולים לספוג יותר ליתיום - פירושו שלמים שאנו מביאים אל פני השטח ביונייטד דאונס כדי להניע את תחנת הכוח שלנו יש תכולת ליתיום גבוהה מאוד", אמר. .

"השלב הבא הוא: איך נוציא את זה?" החוק המשיך ואמר. "וזה מה שבדקנו בשיתוף עם מספר שותפים."

זמנים משתנים

GEL היא אחת מכמה חברות המעוניינות לפתח מתקנים המתמקדים במיצוי ליתיום ישיר. לצד GeoCubed, קורניש ליתיום עובדת גם על מספר פרויקטים נוספים.

במקום אחר, באפריל 2021, הרשומה וולקן אנרגיה משאבי אוסטרליה אמרה כי מפעל הפיילוט למיצוי ליתיום ישיר, הממוקם בעמק הריין העליון של גרמניה, החל לפעול.

בארה"ב בנובמבר, חברה בשם Controlled Thermal Resources הודיעה כי תוכנית הקידוח שלה בפרויקט Hell's Kitchen Lithium and Power בקליפורניה החלה.

בזמנו, המנכ"ל, רוד קולוול, אמר שהחברה "עמדה בלוח הזמנים לספק את 50MW הראשון של הפרויקט של כוח מתחדש של עומס בסיס בסוף 2023 וכ-20,000 טון של ליתיום הידרוקסיד ב-2024".

פרויקט Hell's Kitchen מושך תשומת לב מכמה שחקנים מרכזיים. בקיץ שעבר אמרה ג'נרל מוטורס כי "הסכימה ליצור השקעה אסטרטגית ושיתוף פעולה מסחרי עם Controlled Thermal Resources כדי להבטיח ליתיום מקומי ובעלות נמוכה".

"כמשקיע הראשון, ל-GM יהיו זכויות ראשונות על ליתיום המיוצר בשלב הראשון של פרויקט Hell's Kitchen, כולל אופציה לקשר רב-שנתי", הוסיפה יצרנית הרכב מאוחר יותר.

ההתפתחויות הנ"ל נמצאות בשלבים שונים של התקדמות, אך אם הן מסוגלות לייצר בקנה מידה, זה עלול להוביל לשינוי ים באופן שבו נקטף ליתיום.

לפי ה-NREL, רוב הליתיום מקורו ב"מכרות פתוחים או מים מלוחים המכילים ליתיום מתחת למשטחי מלח".

זה מתאר את האחרון כמערב מים מלוחים המכילים ליתיום ש"נשאבים לאגנים גדולים שם הם מתאדים תחת השמש".

ההשפעות הסביבתיות של תהליכים כאלה יכולות להיות משמעותיות. ה-NREL אומר שגם כריית בורות פתוחה וגם שיטת משטחי המלח "יכולות להוביל להרס קרקע, זיהום פוטנציאלי וצריכת מים גבוהה, בעיקר באזורים שכבר סובלים מבצורת ומדבור". זה מוסיף שהם גם תופסים כמות משמעותית של מקום.

DLE, לעומת זאת, מאפשרת "אספקת ליתיום בת קיימא יותר, כולל שימוש באנרגיה גיאותרמית כמקור הכוח המתחדש לייצור."

משרד התחבורה והסביבה של Poliscanova המשיך והדגיש את החשיבות של ליתיום גיאותרמי המשלים את מאמצי המיחזור ורעיונות לגבי כלכלה מעגלית. מיחזור, אמרה מאוחר יותר, צריך להיות "העדיפות מספר אחת".

למיחזור אכן נראה שיהיה לו תפקיד מפתח בהמשך הדרך, במיוחד בתחום ה-EV. טסלה של אילון מאסק, למשל, אומרת שכל סוללות הליתיום-יון המרוסקות שלה ממוחזרות.

ובנובמבר, חברת הסוללות השבדית Northvolt אמרה שהיא ייצרה את תא הסוללות הראשון שלה עם מה שהיא תיארה כ"100% ניקל, מנגן וקובלט ממוחזרים".

בחזרה בקורנוול, פרויקט GeoCubed ממשיך. מוקדם יותר החודש, היא אמרה שהיא בחרה בחברה בשם Ross-shire Engineering לספק למפעל הפיילוט שלה תמיכה הקשורה להנדסה, רכש, בנייה והפעלה, או EPCC.

ההצהרה שלה התייחסה גם לבדיקת משאבת טבולה חשמלית שבוצעה על ידי GEL באוגוסט 2021, שהביאה לאיסוף "דגימה בתפזורת של מים גיאותרמיים".

GeoCubed אמר כי רמות ריכוזי הליתיום בדגימה היו "מעודדות", והוסיפה כי "תוצרי לוואי מרכזיים אחרים כגון צזיום, רובידיום ואשלגן הוכחו ברמות גבוהות".

אם הכל יעבור כמתוכנן, מתקן הפיילוט יופעל עד סוף מרץ השנה.