Geotermisk energi kan ændre den måde, lithium kommer fra

Det sydvestlige England er berømt for sin dramatiske kystlinje, grønne landskaber og friske fisk og skaldyr. Hvis alt går efter planen, kan en anden streng tilføjes til regionens bue i løbet af de næste par år: lithiumudvinding.

I grevskabet Cornwall er der bestræbelser på at udnytte områdets naturressourcer og etablere en industri, som en dag kunne producere både vedvarende energi og etablere en lokal lithiumkilde.

Sideløbende med dets brug i mobiltelefoner, computere, tablets og en lang række andre gadgets, der er synonymt med moderne liv, er lithium afgørende for elektriske køretøjer og batteriopbevaring, to teknologier med en stor rolle at spille i planetens skift til en fremtid med lav og nul emission. .

Eksempler på, hvordan denne spirende sektor kan udvikle sig i løbet af de næste par år, omfatter Geothermal Engineering Ltd, en virksomhed baseret nær den Cornish-by Redruth, der specialiserer sig i udvikling og drift af geotermiske projekter.

Ved siden af ​​sine planlagte vedvarende energiaktiviteter arbejder GEL også på et forsøgsprojekt centreret omkring udvinding af lithium fra geotermisk farvand. Det er et samarbejde med et andet firma, Cornish Lithium, via et joint venture kaldet GeoCubed.

"Målet er at demonstrere, at lithiumhydroxid, en nøglekomponent i lithium-ion-batterier, der bruges i elektriske køretøjer, kan produceres i Cornwall fra naturligt forekommende geotermisk vand med et netto-nul-carbon footprint," siger GEL.

Projektet i Cornwall er fokuseret på direkte lithiumekstraktion, eller DLE. Ifølge US Department of Energy's National Renewable Energy Laboratory kan teknologierne bag DLE "bredt grupperes i tre hovedkategorier: adsorption ved hjælp af porøse materialer, der muliggør lithiumbinding, ionbytning og opløsningsmiddelekstraktion."

Mens der er begejstring for dets potentiale, advarer NREL om, at det "forbliver en udfordrende opgave" at skalere ovenstående metoder op til, hvad det kalder "fuld produktionskapacitet."

"For eksempel er det en kæmpe udfordring at udvikle et solidt materiale, der binder med lithium, i geotermisk saltlage, der indeholder mange mineraler og metaller," står der.

Projekter som det i Cornwall kommer på et tidspunkt, hvor bekymringerne omkring bæredygtighed og ESG stiger. Sikkerheden i globale forsyningskæder er et andet problem, især når langt størstedelen af ​​lithiumproduktionen i øjeblikket er domineret af lande, herunder Chile, Kina, Australien og Argentina.

På denne baggrund kan kommercialisering af mindre intensive, mere lokale og lettilgængelige måder at skaffe lithium på være enormt vigtigt fremadrettet.

Store økonomier og bilproducenter lægger også planer for at øge antallet af elektriske køretøjer på vores veje. Samtidig viser presset for at udvide kapaciteten til vedvarende energi ingen tegn på at give op.

Julia Poliscanova er seniordirektør for e-mobilitet hos Transport & Environment, en kampagnegruppe med hovedkontor i Bruxelles. Hun talte til CNBC og beskrev lithium som værende "uerstatteligt for alle vores grønne overgange."

Når det kom til bæredygtig indkøb af lithium og andre materialer, sagde Poliscanova, at "på mellemlang og lang sigt er det klart, at langt størstedelen af ​​det skal komme fra cirkulære forretningsmodeller, især genbrug."

Hun bemærkede, hvordan der ville være "virkelig enorm vækst og efterspørgsel" i løbet af de næste par årtier. Dette vil på kort til mellemlang sigt kræve nye udvindingsteknikker.

Udvidende på hendes pointe sagde Poliscanova, at størstedelen af ​​lithium, der vil være i brug i 2030, ikke var blevet udvundet endnu.

"Det er her geotermisk lithium kommer ind," sagde hun, "fordi det nye lithium, de nye ressourcer, vi ... har brug for, det skal udvindes bæredygtigt og skal have den laveste indvirkning på miljøet og vores samfund."

GeoCubeds pilotanlæg til £4 millioner ($5.46 millioner) vil fokusere på en række direkte lithiumekstraktionsteknologier. Det overordnede mål er på sigt at udvikle et kommercielt anlæg på GEL's United Downs Deep Geothermal Power Project.

I et interview med CNBC skitserede Ryan Law, GELs grundlægger og administrerende direktør, den mulighed, hans virksomhed søgte at udnytte. Under dens overflade er Cornwall hjemsted for en masse granitsten, som igen har et højt lithiumindhold, forklarede Law.

"Kombinationen af, at granitstenen er rig på lithium og varmt vand - varmt vand kan absorbere mere lithium - betyder, at det vand, vi bringer til overfladen ved United Downs for at drive vores kraftværk, har et meget højt lithiumindhold," sagde han. .

"Det næste skridt er: hvordan får vi det ud?" Law fortsatte med at sige. "Og det er det, vi har kigget på i samarbejde med en række partnere."

Ændring af tider

GEL er et af flere firmaer, der ønsker at udvikle faciliteter med fokus på direkte lithiumudvinding. Sideløbende med GeoCubed arbejder Cornish Lithium også på en række andre projekter.

Et andet sted, i april 2021, sagde Vulcan Energy Resources, der er opført i Australien, at deres pilotanlæg til direkte lithiumudvinding, beliggende i Tysklands øvre Rhindal, var startet i drift.

I USA i november annoncerede et firma kaldet Controlled Thermal Resources, at deres boreprogram ved Hell's Kitchen Lithium and Power-projektet i Californien var begyndt.

På det tidspunkt sagde administrerende direktør Rod Colwell, at selskabet var "planlagt til at levere projektets første 50MW basislast vedvarende energi i slutningen af ​​2023 og anslået 20,000 tons lithiumhydroxid i 2024."

Hell's Kitchen-projektet tiltrækker opmærksomhed fra nogle store aktører. Sidste sommer sagde General Motors, at det havde "aftalt at danne en strategisk investering og kommercielt samarbejde med Controlled Thermal Resources for at sikre lokalt og billigt lithium."

"Som den første investor vil GM have de første rettigheder til lithium produceret af den første fase af Hell's Kitchen-projektet, inklusive en mulighed for et flerårigt forhold," tilføjede bilproducenten senere.

Ovenstående udviklinger er i forskellige stadier af progression, men hvis de er i stand til at producere i skala, kan det føre til en havændring i den måde, lithium høstes på.

Ifølge NREL kommer størstedelen af ​​lithium fra "åbne miner eller lithiumholdigt saltvand under saltflader."

Det beskriver sidstnævnte som involverer saltvand, der indeholder lithium, der "pumpes ind i store bassiner, hvor det fordamper under solen."

Miljøeffekterne af sådanne processer kan være betydelige. NREL siger, at både åbne minedrift og saltflademetoden "kan føre til jordødelæggelse, potentiel forurening og højt vandforbrug, især i områder, der allerede lider af tørke og ørkendannelse." Det tilføjer, at de også fylder betydeligt.

DLE giver derimod mulighed for en "mere bæredygtig lithiumforsyning, herunder brug af geotermisk energi som den vedvarende energikilde til produktion."

Transport & Environments Poliscanova fortsatte med at understrege vigtigheden af ​​geotermisk lithium som et supplement til indsatsen for genbrug og ideer om en cirkulær økonomi. Genbrug, sagde hun senere, burde være "første prioritet."

Genbrug ser faktisk ud til at få en nøglerolle at spille fremadrettet, især i elbilsektoren. Elon Musks Tesla siger for eksempel, at alle dens kasserede lithium-ion-batterier genbruges.

Og tilbage i november sagde det svenske batterifirma Northvolt, at det havde produceret sin første battericelle med, hvad det beskrev som "100 % genbrugt nikkel, mangan og kobolt."

Tilbage i Cornwall fortsætter GeoCubed-projektet. Tidligere på måneden sagde det, at det havde valgt et firma ved navn Ross-shire Engineering til at give sit pilotanlæg støtte i forbindelse med ingeniørarbejde, indkøb, konstruktion og idriftsættelse eller EPCC.

Dens erklæring refererede også til en elektrisk dykpumpetest udført af GEL i august 2021, som resulterede i indsamlingen af ​​"en bulkprøve af geotermisk vand."

GeoCubed sagde, at niveauerne af lithiumkoncentrationer i prøven var "opmuntrende", og tilføjede, at "andre vigtige biprodukter såsom cæsium, rubidium og kalium viste sig at have forhøjede niveauer."

Hvis alt går efter planen, vil pilotanlægget blive taget i brug i slutningen af ​​marts i år.