Tenaga geoterma boleh mengubah cara litium diperoleh

Barat daya England terkenal dengan pantai yang dramatik, kawasan desa yang menghijau dan makanan laut yang segar. Jika semuanya berjalan seperti yang dirancang, satu lagi rentetan boleh ditambah pada haluan rantau ini dalam beberapa tahun akan datang: pengekstrakan litium.

Di daerah Cornwall, usaha sedang dijalankan untuk memanfaatkan sumber semula jadi kawasan itu dan mewujudkan industri yang boleh, suatu hari nanti, menghasilkan kedua-dua tenaga boleh diperbaharui dan mewujudkan sumber litium tempatan.

Di samping penggunaannya dalam telefon bimbit, komputer, tablet dan pelbagai alat lain yang sinonim dengan kehidupan moden, litium adalah penting untuk kenderaan elektrik dan storan bateri, dua teknologi yang memainkan peranan besar dalam peralihan planet kepada masa hadapan yang rendah dan sifar pelepasan. .

Contoh bagaimana sektor baru ini boleh berkembang dalam beberapa tahun akan datang termasuk Geothermal Engineering Ltd, sebuah syarikat yang berpangkalan berhampiran bandar Cornish Redruth yang mengkhusus dalam pembangunan dan pengendalian projek geoterma.

Di samping operasi tenaga boleh diperbaharui yang dirancang, GEL juga sedang mengusahakan projek percubaan yang berpusat di sekitar pengekstrakan litium daripada perairan geoterma. Ia adalah kerjasama dengan syarikat lain, Cornish Lithium, melalui usaha sama yang digelar GeoCubed.

"Matlamatnya adalah untuk menunjukkan bahawa litium hidroksida, komponen utama bateri litium-ion yang digunakan dalam kenderaan elektrik, boleh dihasilkan di Cornwall daripada air geoterma semulajadi dengan jejak karbon sifar bersih," kata GEL.

Projek di Cornwall tertumpu pada pengekstrakan litium langsung, atau DLE. Menurut Makmal Tenaga Boleh Diperbaharui Kebangsaan Jabatan Tenaga AS, teknologi di sebalik DLE "boleh dikumpulkan secara meluas kepada tiga kategori utama: penjerapan menggunakan bahan berliang yang membolehkan ikatan litium, pertukaran ion dan pengekstrakan pelarut."

Walaupun terdapat keterujaan tentang potensinya, NREL memberi amaran bahawa ia "kekal sebagai tugas yang mencabar" untuk meningkatkan kaedah di atas kepada apa yang dipanggil "keupayaan pengeluaran penuh."

"Sebagai contoh, membangunkan bahan pepejal yang mengikat hanya dengan litium adalah satu cabaran besar dalam air garam geoterma yang mengandungi banyak mineral dan logam," katanya.

Projek seperti yang terdapat di Cornwall datang pada masa kebimbangan mengenai kemampanan dan ESG semakin meningkat. Keselamatan rantaian bekalan global adalah satu lagi isu, terutamanya apabila sebahagian besar pengeluaran litium kini dikuasai oleh negara termasuk Chile, China, Australia dan Argentina.

Berdasarkan latar belakang ini, mengkomersialkan cara yang kurang intensif, lebih tempatan dan mudah diakses untuk mendapatkan litium boleh menjadi sangat penting pada masa hadapan.

Ekonomi utama dan pengeluar automotif juga sedang merangka rancangan untuk menambah bilangan kenderaan elektrik di jalan raya kita. Pada masa yang sama, dorongan untuk mengembangkan kapasiti tenaga boleh diperbaharui tidak menunjukkan tanda untuk berhenti.

Julia Poliscanova ialah pengarah kanan untuk e-mobiliti di Transport & Environment, sebuah kumpulan kempen yang beribu pejabat di Brussels. Bercakap kepada CNBC, dia menyifatkan litium sebagai "tidak boleh diganti untuk semua peralihan hijau kami."

Mengenai sumber litium dan bahan lain yang mampan, Poliscanova berkata, "dalam jangka pertengahan hingga panjang, adalah jelas bahawa sebahagian besar daripadanya harus datang daripada model perniagaan bulat, terutamanya kitar semula."

Dia menyatakan bagaimana akan ada "pertumbuhan dan permintaan yang sangat besar" dalam beberapa dekad akan datang. Ini memerlukan, dalam jangka pendek hingga sederhana, teknik pengekstrakan baharu.

Mengulas mengenai perkara itu, Poliscanova berkata majoriti litium yang akan digunakan pada 2030 belum diekstrak lagi.

“Di situlah litium geoterma masuk,” katanya, “kerana litium baharu, sumber baharu yang… kita perlukan, ia mesti dilombong secara mampan dan mesti mempunyai kesan paling rendah terhadap alam sekitar dan komuniti kita.”

Loji perintis GeoCubed bernilai £4 juta ($5.46 juta) akan menumpukan pada pelbagai teknologi pengekstrakan litium langsung. Objektif keseluruhannya adalah untuk membangunkan sebuah loji komersial di Projek Kuasa Geoterma Dalam United Downs GEL.

Dalam temu bual dengan CNBC, Ryan Law, pengasas dan pengarah urusan GEL, menggariskan peluang perniagaannya ingin memanfaatkannya. Di bawah permukaannya, Cornwall adalah rumah kepada banyak batu granit yang seterusnya mempunyai kandungan litium yang tinggi, jelas Law.

"Gabungan batu granit yang kaya dengan litium dan air panas - air panas boleh menyerap lebih banyak litium - bermakna air yang kami bawa ke permukaan di United Downs untuk memacu loji kuasa kami mempunyai kandungan litium yang sangat tinggi," katanya. .

"Langkah seterusnya ialah: bagaimana kita mengeluarkannya?" Law terus berkata. "Dan itulah yang kami telah lihat bersama-sama dengan beberapa rakan kongsi."

Mengubah masa

GEL ialah salah satu daripada beberapa firma yang ingin membangunkan kemudahan yang tertumpu pada pengekstrakan litium langsung. Di samping GeoCubed, Cornish Lithium juga sedang mengusahakan beberapa projek lain.

Di tempat lain, pada April 2021, Vulcan Energy Resources yang tersenarai di Australia berkata loji perintis pengekstrakan litium langsungnya, yang terletak di Upper Rhine Valley, Jerman, telah mula beroperasi.

Di AS pada bulan November, firma yang dipanggil Sumber Terma Kawalan mengumumkan bahawa program penggerudiannya di projek Hell's Kitchen Lithium dan Power di California telah bermula.

Pada masa itu, Ketua Pegawai Eksekutif Rod Colwell berkata syarikat itu "mengikut jadual untuk menyampaikan kuasa boleh diperbaharui beban asas 50MW pertama projek pada akhir 2023 dan anggaran 20,000 tan litium hidroksida pada 2024."

Projek Hell's Kitchen sedang menarik perhatian daripada beberapa pemain utama. Musim panas lalu, General Motors berkata ia telah "bersetuju untuk membentuk pelaburan strategik dan kerjasama komersial dengan Sumber Terma Terkawal untuk mendapatkan litium tempatan dan kos rendah."

"Sebagai pelabur pertama, GM akan mempunyai hak pertama ke atas litium yang dihasilkan oleh peringkat pertama projek Hell's Kitchen, termasuk pilihan untuk hubungan berbilang tahun," tambah pengeluar kereta itu kemudian.

Perkembangan di atas berada dalam pelbagai peringkat perkembangan, tetapi jika ia dapat menghasilkan pada skala, ia boleh membawa kepada perubahan besar dalam cara litium dituai.

Menurut NREL, majoriti litium diperoleh daripada "lombong terbuka atau air masin yang mengandungi litium di bawah flat garam."

Ia menggambarkan yang terakhir sebagai melibatkan air masin yang mengandungi litium yang "dipam ke dalam lembangan besar di mana ia menyejat di bawah matahari."

Kesan alam sekitar proses sedemikian boleh menjadi ketara. NREL berkata kedua-dua perlombongan lubang terbuka dan kaedah dataran garam "boleh membawa kepada kemusnahan tanah, potensi pencemaran, dan penggunaan air yang tinggi, terutamanya di kawasan yang sudah mengalami kemarau dan penggurunan." Ia menambah bahawa mereka juga mengambil sejumlah besar ruang.

Sebaliknya, DLE membolehkan "bekalan litium yang lebih mampan, termasuk menggunakan tenaga geoterma sebagai sumber kuasa boleh diperbaharui untuk pengeluaran."

Poliscanova Pengangkutan & Alam Sekitar seterusnya menekankan kepentingan litium geoterma melengkapkan usaha kitar semula dan idea tentang ekonomi bulat. Kitar semula, katanya kemudian, harus menjadi "keutamaan nombor satu."

Kitar semula sememangnya kelihatan seperti ia akan memainkan peranan penting pada masa hadapan, terutamanya dalam sektor EV. Tesla Elon Musk, misalnya, mengatakan semua bateri litium-ionnya yang dibuang dikitar semula.

Dan pada bulan November, firma bateri Sweden Northvolt berkata ia telah menghasilkan sel bateri pertamanya dengan apa yang digambarkan sebagai "100% nikel, mangan dan kobalt kitar semula."

Kembali ke Cornwall, projek GeoCubed diteruskan. Awal bulan ini, ia berkata ia telah memilih firma bernama Ross-shire Engineering untuk menyediakan kilang perintisnya dengan sokongan berkaitan kejuruteraan, perolehan, pembinaan dan pentauliahan, atau EPCC.

Kenyataannya juga merujuk ujian pam tenggelam elektrik yang dijalankan oleh GEL pada Ogos 2021, yang menghasilkan pengumpulan "sampel pukal air geoterma."

GeoCubed berkata tahap kepekatan litium dalam sampel adalah "menggalakkan," dan menambah bahawa "produk sampingan utama lain seperti caesium, rubidium dan kalium ditunjukkan berada pada tahap tinggi."

Jika semuanya berjalan seperti yang dirancang, kemudahan perintis itu akan ditauliahkan pada akhir Mac tahun ini.