Geotermisk energi kan forandre måten litium er hentet på

Det sørvestlige England er kjent for sin dramatiske kystlinje, frodige landskap og fersk sjømat. Hvis alt går etter planen, kan en annen streng legges til regionens bue i løpet av de neste årene: litiumutvinning.

I fylket Cornwall pågår arbeidet med å utnytte områdets naturressurser og etablere en industri som en dag kan produsere både fornybar energi og etablere en lokal litiumkilde.

Ved siden av bruken i mobiltelefoner, datamaskiner, nettbrett og en rekke andre dingser som er synonymt med moderne liv, er litium avgjørende for elektriske kjøretøy og batterilagring, to teknologier med en stor rolle å spille i planetens overgang til en fremtid med lavt og nullutslipp .

Eksempler på hvordan denne begynnende sektoren kan utvikle seg i løpet av de neste årene inkluderer Geothermal Engineering Ltd, et selskap basert i nærheten av den Cornish-byen Redruth som spesialiserer seg på utvikling og drift av geotermiske prosjekter.

Ved siden av den planlagte fornybare energivirksomheten, jobber GEL også med et prøveprosjekt sentrert rundt utvinning av litium fra geotermisk vann. Det er et samarbeid med et annet selskap, Cornish Lithium, via et joint venture kalt GeoCubed.

"Målet er å demonstrere at litiumhydroksid, en nøkkelkomponent i litium-ion-batterier som brukes i elektriske kjøretøy, kan produseres i Cornwall fra naturlig forekommende geotermisk vann med et netto null karbonavtrykk," sier GEL.

Prosjektet i Cornwall er fokusert på direkte litiumekstraksjon, eller DLE. Ifølge US Department of Energys National Renewable Energy Laboratory, kan teknologiene bak DLE "grovt sett grupperes i tre hovedkategorier: adsorpsjon ved bruk av porøse materialer som muliggjør litiumbinding, ionebytting og løsemiddelekstraksjon."

Selv om det er spenning rundt potensialet, advarer NREL om at det "forblir en utfordrende oppgave" å skalere opp metodene ovenfor til det den kaller "full produksjonsevne."

«For eksempel er det en stor utfordring å utvikle et solid materiale som binder seg til litium i geotermisk saltlake som inneholder mange mineraler og metaller,» står det.

Prosjekter som det i Cornwall kommer på en tid da bekymringene rundt bærekraft og ESG øker. Sikkerheten til globale forsyningskjeder er et annet problem, spesielt når det store flertallet av litiumproduksjonen for tiden domineres av land inkludert Chile, Kina, Australia og Argentina.

På dette bakteppet kan det være enormt viktig å kommersialisere mindre intensive, mer lokale og lett tilgjengelige måter å skaffe litium på.

Store økonomier og bilprodusenter legger også planer for å øke antallet elektriske kjøretøy på veiene våre. Samtidig viser presset for å utvide kapasiteten for fornybar energi ingen tegn til å gi opp.

Julia Poliscanova er seniordirektør for e-mobilitet i Transport & Environment, en kampanjegruppe med hovedkontor i Brussel. I en samtale med CNBC beskrev hun litium som «uerstattelig for alle våre grønne overganger».

Når det kom til bærekraftig anskaffelse av litium og andre materialer, sa Poliscanova at "mellom til lang sikt er det klart at det store flertallet av det må komme fra sirkulære forretningsmodeller, spesielt resirkulering."

Hun bemerket hvordan det ville være "virkelig enorm vekst og etterspørsel" i løpet av de neste tiårene. Dette vil kreve nye utvinningsteknikker på kort til mellomlang sikt.

For å utvide poenget hennes, sa Poliscanova at flertallet av litium som vil være i bruk i 2030 ikke hadde blitt utvunnet ennå.

"Det er her geotermisk litium kommer inn," sa hun, "fordi det nye litiumet, de nye ressursene vi ... trenger, det må utvinnes bærekraftig og må ha den laveste innvirkningen på miljøet og våre lokalsamfunn."

GeoCubeds pilotanlegg på £4 millioner ($5.46 millioner) vil fokusere på en rekke direkte litiumekstraksjonsteknologier. Det overordnede målet er å til slutt utvikle et kommersielt anlegg ved GELs United Downs Deep Geothermal Power Project.

I et intervju med CNBC skisserte Ryan Law, GELs grunnlegger og administrerende direktør, muligheten hans virksomhet var ute etter å utnytte. Under overflaten er Cornwall hjem til mye granittbergart som igjen har et høyt litiuminnhold, forklarte Law.

"Kombinasjonen av at granittbergarten er rik på litium og varmt vann - varmt vann kan absorbere mer litium - betyr at vannet som vi bringer til overflaten ved United Downs for å drive kraftverket vårt har et veldig høyt litiuminnhold," sa han .

"Neste trinn er: hvordan får vi det ut?" Law fortsatte med å si. "Og det er det vi har sett på i samarbeid med en rekke partnere."

Endring ganger

GEL er ett av flere firmaer som ønsker å utvikle anlegg fokusert på direkte litiumutvinning. Ved siden av GeoCubed jobber Cornish Lithium også med en rekke andre prosjekter.

Andre steder, i april 2021, sa den australske børsnoterte Vulcan Energy Resources at deres pilotanlegg for direkte litiumutvinning, som ligger i Tysklands øvre Rhindalen, hadde startet sin virksomhet.

I USA i november kunngjorde et firma kalt Controlled Thermal Resources at boreprogrammet deres ved Hell's Kitchen Lithium and Power-prosjektet i California hadde begynt.

På det tidspunktet sa administrerende direktør Rod Colwell at selskapet "var i rute for å levere prosjektets første 50MW fornybar kraft i slutten av 2023 og anslagsvis 20,000 2024 tonn litiumhydroksid i XNUMX."

Hell's Kitchen-prosjektet vekker oppmerksomhet fra noen store aktører. I fjor sommer sa General Motors at de hadde "avtalt å danne en strategisk investering og kommersielt samarbeid med Controlled Thermal Resources for å sikre lokalt og rimelig litium."

"Som den første investoren vil GM ha førsterettigheter på litium produsert av den første fasen av Hell's Kitchen-prosjektet, inkludert en opsjon på et flerårig forhold," la bilprodusenten til senere.

Utviklingen ovenfor er i ulike stadier av progresjon, men hvis de er i stand til å produsere i stor skala, kan det føre til en endring i måten litium høstes på.

I følge NREL er mesteparten av litium hentet fra "dagbruddsgruver eller litiumholdig saltvann under saltleiligheter."

Den beskriver sistnevnte som involverer saltvann som inneholder litium som "pumpes inn i store bassenger hvor det fordamper under solen."

Miljøeffektene av slike prosesser kan være betydelige. NREL sier at både dagbruddsgruvedrift og saltflatemetoden "kan føre til landødeleggelse, potensiell forurensning og høyt vannforbruk, spesielt i områder som allerede lider av tørke og ørkenspredning." Det legger til at de også tar opp en betydelig mengde plass.

DLE, derimot, åpner for en "mer bærekraftig litiumforsyning, inkludert bruk av geotermisk energi som fornybar kraftkilde for produksjon."

Transport & Environments Poliscanova fortsatte med å understreke viktigheten av geotermisk litium som komplement til innsatsen for resirkulering og ideer om en sirkulær økonomi. Gjenvinning, sa hun senere, burde være "prioritet nummer én."

Resirkulering ser faktisk ut til å ha en nøkkelrolle å spille fremover, spesielt i elbilsektoren. Elon Musks Tesla sier for eksempel at alle de utrangerte litium-ion-batteriene er resirkulert.

Og tilbake i november sa det svenske batterifirmaet Northvolt at det hadde produsert sin første battericelle med det den beskrev som "100 % resirkulert nikkel, mangan og kobolt."

Tilbake i Cornwall fortsetter GeoCubed-prosjektet. Tidligere denne måneden sa den at de hadde valgt et firma som heter Ross-shire Engineering for å gi pilotanlegget sitt støtte relatert til engineering, innkjøp, konstruksjon og igangkjøring, eller EPCC.

Uttalelsen refererte også til en elektrisk nedsenkbar pumpetest utført av GEL i august 2021, som resulterte i innsamling av "en bulkprøve av geotermisk vann."

GeoCubed sa at nivåene av litiumkonsentrasjoner i prøven var "oppmuntrende", og la til at "andre viktige biprodukter som cesium, rubidium og kalium ble vist å ha forhøyede nivåer."

Hvis alt går etter planen, vil pilotanlegget settes i drift innen utgangen av mars i år.