Литиевая лихорадка в Калифорнии для аккумуляторов электромобилей зависит от укрощения токсичного вулканического рассола

В регионе Солтон-Си находится один из крупнейших в мире известных запасов лития, которого достаточно для питания аккумуляторов более 50 миллионов электромобилей в течение нескольких лет. Но сначала он должен быть извлечен из горячего геотермального рассола, насыщенного токсичным материалом, процесс, который никогда раньше не производился в больших масштабах.

Wи по грунтовым, пыльным, сельским дорогам к юго-востоку от неспокойного Солтон-Си в Калифорнии жарким августовским днем ​​при температуре 112 градусов по Фаренгейту, и вскоре выделяются две вещи. Невероятно, но эта примыкающая к пустыне часть Золотого штата является продуктивным сельскохозяйственным регионом, засаженным люцерной и сенокосными полями, что стало возможным благодаря Всеамериканскому каналу, доставляющему воду из реки Колорадо. Суровый пейзаж также усеян ржавыми постройками в стиле стимпанк — геотермальными электростанциями, вырабатывающими достаточно чистой электроэнергии, чтобы питать почти 70,000 XNUMX домов.

Эти растения вытягивают энергию из кипящего рассола, выкачиваемого на поверхность с глубины 8,000 футов под землей. Но дымящаяся вулканическая похлебка хороша не только своим теплом: рассол Солтон-Си также является одним из самых богатых в мире источников лития, минерала, который пользуется большим спросом, потому что он используется для изготовления аккумуляторов для электромобилей. Новый закон США о снижении инфляции, который отдает приоритет отечественным источникам полезных ископаемых для аккумуляторов для электромобилей, в сочетании с новым правилом Калифорнии о прекращении продаж новых бензиновых автомобилей в течение следующего десятилетия, только усилит этот спрос. Поскольку серебристо-белый металл стоит 70,000 XNUMX долларов за тонну, генеральный директор Tesla Илон Маск недавно назвал производство лития «лицензией на печатание денег».

Три компании — Berkshire Hathaway Energy, Controlled Thermal и EnergySource Minerals — думают, что знают, как извлечь литий из рассола с температурой 600 градусов. Удаляя примеси гораздо более экологически безопасным способом, чем другие способы производства лития, эти компании надеются превратить содержимое рассола в форму лития, которую смогут использовать производители аккумуляторов.

«Хочу еще раз призвать предпринимателей входить в бизнес по переработке лития. … Это лицензия на печатание денег».

Две компании хотят начать коммерческое производство в течение двух лет, и совокупный объем производства лития всеми тремя может достичь 100,000 2027 метрических тонн примерно к 50 году, исходя из целей компании — этого достаточно для питания более XNUMX миллионов электромобилей. Это означает, что рассол Солтон-Си, токсичный водоем, считающийся чрезвычайная ситуация в области общественного здравоохранения, потенциально стоит 6 миллиардов долларов.

Литий также представляет собой крупный источник рабочих мест и налоговых поступлений для одной из беднейших частей Калифорнии, где средний доход домохозяйства на 40% ниже среднего по штату. В восторге от этого ресурса штат Калифорния уже установил налог в размере 400 долларов за тонну на первые 20,000 XNUMX тонн лития в Солтон-Си, чтобы помочь восстановить глубоко пострадавший район, где жители сталкиваются с высоким уровнем заболеваемости легких из-за токсичной пыли и ветра. поднял со дна сжимающегося моря. Для штата это беспроигрышный вариант: проект может «предоставить ресурсы, необходимые для ускорения перехода к чистой энергии, а также для создания новых рабочих мест и экономического развития в местном сообществе», — заявили в офисе губернатора Гэвина Ньюсома. Forbes по электронной почте.

Но для калифорнийской литиевой долины есть загвоздка: технология высасывания этого драгоценного лития из кипящего горячего рассола, который обладает высокой коррозионной активностью и содержит токсины, такие как мышьяк и свинец, не доказана. Это заставляет нервничать некоторых местных жителей, которые боятся быть «экспериментальная зона» для новой отрасли. Эксперты говорят, что может пройти много лет, прежде чем регион оправдает свой потенциал как самое экологически чистое место для сбора дорогого металла, который имеет решающее значение для перехода страны на электромобили.

Компания под названием Lilac Solutions, разработавшая ионообменную технологию для выделения лития из различных соляных растворов, решила не работать с перегретыми ядовитыми соляными растворами Солтон-Си, потому что с ними очень трудно обращаться. Наряду с проблемами, которые возникают при работе с жидкостью с температурой 600 градусов, любой, кто пытается извлечь литий, также должен убедиться, что эти другие опасные материалы в рассоле не попадут в воздух, которым мы дышим.

«Существуют проблемы, связанные с очень высокой температурой и материалами, в том числе токсичными, которые растворяются в ней», — говорит Дэвид Снайдакер, основатель и генеральный директор Lilac, который привык работать с рассолами, которые не содержат таких же примесей или проблемы с теплом. «Решение этих проблем имеет решающее значение для запуска этих проектов в производство».

«Саудовская Аравия лития»

Сегодня большая часть лития поступает из Южной Америки и Австралии, где его добывают затоплением солончаков или добычей твердых пород — процессами, которые часто перегружают запасы воды в районах, где эти ресурсы ограничены, производят остаточные отходы, наносят ущерб плодородию земли и ухудшают качество грунтовых вод. Но в Солтон-Си богатая литием рассол уже выкачивается на поверхность для питания 11 геотермальных электростанций. Новый план состоит в том, чтобы сделать еще один шаг: извлечь литий и другие ценные минералы, прежде чем отправить материал обратно туда, откуда он пришел, на тысячи футов под землю.

Сторонники говорят, что извлечение лития из рассола будет намного более экологичным, потому что это процедура с замкнутым циклом, работающая на безуглеродной геотермальной энергии, которая полностью исключает традиционные методы добычи. Компании Berkshire Hathaway Energy, Controlled Thermal и EnergySource Minerals тестируют свои собственные запатентованные процессы химического разделения, при которых вы пропускаете рассол через стадию фильтрации, которая удаляет литий, оставляя остальные токсичные химические вещества на месте. В идеале рассол никогда не подвергается воздействию открытого воздуха над землей.

«Литий остро нуждается в новых источниках и новых процессах, чтобы перетащить отрасль в 21 век».

По оценкам правительства США, после расширения Lithium Valley сможет в один прекрасный день поставлять 600,000 XNUMX метрических тонн лития в год.

«Это, вероятно, одно из 10 крупнейших месторождений лития в мире», — говорит Майкл Маккиббен, геолог из Калифорнийского университета в Риверсайде, который проводит большую часть своего времени, изучая металлургический потенциал Солтон-Си. По его оценкам, емкость лития в Солтон-Си почти равна размеру крупнейших мировых месторождений в Боливии и Чили вместе взятых, в 32 миллиона метрических тонн.

Это богатство лития в Солтон-Си было назвали новой золотой лихорадкой в последних новостях. Это «то, что мы называем Саудовской Аравией лития», — сказал Ньюсом на круглом столе с президентом Джо Байденом в начале этого года.

Чтобы воспользоваться обещаниями Salton Sea, за последние пять лет штат выделил около 13 миллионов долларов в виде грантов Berkshire Hathaway, Controlled Thermal и EnergySource Minerals для прототипных проектов по добыче.

«Литий остро нуждается в новых источниках и новых процессах, чтобы втянуть отрасль в 21 век, и Солтон-Си — один из тех источников, которые отрасль надеется добиться успеха», — говорит Саймон Мурс, генеральный директор Benchmark Mineral Intelligence, влиятельный аналитик, чьи взгляды Инвесторы широко следят за глобальными источниками и тенденциями цен на сырье для аккумуляторов электромобилей.

Но, несмотря на радужные прогнозы Controlled Thermal, EnergySource и Berkshire Hathaway Energy по производству 100,000 2027 тонн лития в год уже к XNUMX году, получение высокоочищенного лития из геотермального рассола никогда не производилось в промышленных масштабах.

По словам Мурса, уровень производства, предлагаемый сторонниками Lithium Valley, «вряд ли или даже невозможен» в ближайшие несколько лет, потому что процесс добычи очень сложен. Его лондонская компания, которая отслеживает металлы, необходимые для аккумуляторной промышленности, считает, что может потребоваться не менее десяти лет, чтобы достичь объема, который они рекламируют, и вместо этого оценивает литий из рассола Солтон-Си в лучшем случае к 30,000 году. 2030 XNUMX метрических тонн.

«С этими вещами я обнаружил, что операторы и финансисты склонны переоценивать краткосрочную перспективу и недооценивать долгосрочную», — говорит Мурс.

«Этого еще никто не делал»

Когда вы едете по Солтон-Си, вы можете увидеть разрушительную силу подземного рассола. Супергорячий материал, который может есть сквозь сталь и цемент, быстро ржавеет местные электростанции, из-за чего они выглядят более старыми и изношенными, чем они есть на самом деле. Промышленные объекты, которые нуждаются в постоянной реконструкции и перекрашивании по мере того, как рассол изнашивает их, вырисовываются, как скульптуры в стиле стимпанк, из дымки пустыни.

В пыльном поле рядом с будущим литиевым заводом EnergySource, менее чем в миле от самого моря, есть скопление сухих грязевых котлов, которые выглядят как миниатюрные вулканы. Эти насыпи являются побочным продуктом подземной системы, которую использует соседняя геотермальная электростанция компании, вызванная подземным накоплением углекислого газа, который выталкивается на поверхность через грунтовые воды и почву.

На этом участке EnergySource готовится начать в октябре строительство завода по переработке лития, который станет первым в регионе. Когда он будет завершен в 2024 году, он сможет извлекать 20,000 7,000 метрических тонн лития, извлекая его из XNUMX XNUMX галлонов рассола, которые каждую минуту вытекает из соединительной электростанции.

Операция по переработке будет стоить «сотни миллионов долларов», говорит генеральный директор Эрик Спомер. Forbes, не вдаваясь в подробности. EnergySource, которая в мае получила нераскрытую сумму инвестиций от нефтесервисной компании Schlumberger и ориентированного на литий разработчика TechMet, в настоящее время собирает средства, необходимые для ее завершения, хотя Спомер отказался сообщить, сколько компании еще нужно.

Он согласен с тем, что проект далеко не простой. «Такого еще никто не делал», — говорит он. Но его уверенность проистекает из пилотной программы, которую компания проводит там с 2016 года и финансируется за счет гранта в размере 2.5 млн долларов от Калифорнийской энергетической комиссии. Спомер говорит, что пилотный проект помог «убедиться, что у нас есть процесс, который работает, производит товарные литиевые продукты, в частности гидроксид лития для аккумуляторов, и является коммерчески жизнеспособным».

EnergySource извлекает литий из рассола, используя разработанную ею запатентованную технологию iLiAD, которая, по словам компании, является наиболее эффективной в отрасли. В отличие от Berkshire Hathaway и Controlled Thermal, EnergySource также планирует добывать и продавать цинк и марганец, извлеченные из рассола.

«Мы склонны не предъявлять претензий, если не уверены, что сможем их выполнить», — говорит Спомер.

Столь же оптимистичен генеральный директор Controlled Thermal Род Колвелл. «Добыча полезных ископаемых из геотермального рассола или даже просто рассола ведется в Dow Chemical уже 80 лет. В этом нет ничего нового», — говорит Колвелл, чья компания, базирующаяся в округе Империал, штат Калифорния, ведет свою первую испытательную скважину на метко названной «Адской кухне» на жарком пыльном юго-восточном берегу Солтон-Си.

«Единственный способ, который мы собираемся оптимизировать, — это запустить его».

Название восходит к тому времени, когда этот район был на самом деле островом в озере, прежде чем вода отступила и превратила его в полуостров. В 1920-е годы эксцентричный местный предприниматель капитан Чарльз Э. Дэвис управлял кафе и танцевальным залом под названием «Адская кухня» на острове, который тогда назывался Маллетт-Айленд.

На данный момент нет никаких признаков этого красочного прошлого и мало что указывает на его большое будущее. Контролируемая территория Термал, расположенная напротив рушащегося старого каменного дома, фермерских полей и рядом с оросительным каналом, состоит из единственной паровой башни, недавно построенной над испытательной скважиной, и около 10 временных сооружений, напоминающих полуприцепы, которые перерабатывают рассол из скважины. . Место выглядело более впечатляющим в конце прошлого года, когда над ним временно возвышалась массивная многоэтажная буровая установка.

Если все пойдет хорошо, то примерно через два года на этом месте появится высокотехнологичный комплекс с комбинированной геотермальной электростанцией и литиевым заводом, напоминающий одну из гигафабрик Tesla Gigafactory Маска.

После того, как в следующем году Controlled Thermal откроет на этом объекте электростанцию, Колвелл хочет, чтобы на следующем этапе проекта была возможность производить 25,000 2024 метрических тонн карбоната лития, что необходимо производителям аккумуляторов очищенной формы, с коммерческими операциями, начинающимися в 75,000 году. Компания намерена неуклонно расширяться, добавляя больше геотермальных скважин, чтобы в конечном итоге производить до XNUMX XNUMX тонн в год — предприятие, которое будет стоить «миллиарды», сказал Колвелл, не вдаваясь в подробности.

«Единственный способ, который мы собираемся оптимизировать, — это запустить его», — сказал он, признавая, что могут быть проблемы. «Просто представьте, что вы никогда не сделаете это правильно на бумаге».

Berkshire Hathaway Energy, последний из трех производителей лития в Солтон-Си, также находится в процессе тестирования своей технологии. Недавно компания открыла свою первую испытательную установку по извлечению лития в двухэтажном промышленном здании цвета хаки, примыкающем к одной из ее геотермальных электростанций. На 10-й размер будущего коммерческого объекта объект был профинансирован за счет 14.9 млн долларов США от Министерства энергетики США и 6 млн долларов США от Комиссии по энергетике Калифорнии. В настоящее время компания имеет в семь раз больше мощности по выработке геотермальной энергии на своих 10 электростанциях в Солтон-Си, чем единственная установка, которую использует EnergySource, и, вероятно, станет крупнейшим производителем лития, поскольку она наращивает производство, начиная с 2026 года.

BHE отказалась участвовать в этой истории. Джонатан Вайсгал, вице-президент по связям с правительством энергетического подразделения Berkshire и член комиссии Lithium Valley в Калифорнии, не ответил на многочисленные просьбы о комментариях относительно его планов в Солтон-Си.

Непреднамеренные последствия

Литиевая лихорадка в Калифорнии является последним источником волнения — и ожидания денег и рабочих мест — в засушливой, бедной части штата, которая была разочарована прошлыми многообещающими разработками.

Солтон-Си — крупнейший внутренний водоем штата, расположенный примерно в часе езды к юго-востоку от Палм-Спрингс и недалеко от ежегодного музыкального фестиваля в Коачелле. Это было доступное место для семейного отдыха с 1920-х по 60-е годы, известное гонками на скоростных лодках и усеянное мотелями, закусочными и кемпингами. На пике своего развития «Солтон Ривьера» даже привлекала посетителей больше, чем в национальном парке Йосемити, Согласно San Diego Union-Tribune. Но туристический бизнес пришел в упадок, так как соленая вода стала токсичной из-за химических стоков местных ферм. Загрязнение также уничтожило популяцию рыб, угрожая их роли в качестве основной промежуточной станции для перелетных птиц.

Сегодня остатки туристической славы Солтон-Си в основном представляют собой города-призраки, за исключением колонии художников трейлерного парка в Бомбей-Бич и Слэб-Сити, кемпингового сообщества рядом с геотермальными полями, где жители живут вне сети в трейлерах и полуприцепах. -постоянные дома, разделяющие весенний общественный душ. Средний доход домохозяйства в этом районе составляет 46,222 40 доллара, что на 18% ниже среднего по штату, а уровень бедности составляет XNUMX%. Токсичная пыль из высохшего озера playa кровать связана с высоким уровнем заболеваемости астмой, аллергией и заболеваниями легких среди местных жителей, особенно среди тех, кто живет недалеко от ее южной оконечности, где будут располагаться предприятия по производству лития.

«Кто будет нести ответственность за непреднамеренные последствия для общественного здравоохранения через пять, 10, 20 лет?»

Некоторые жители надеются, что литий принесет рабочие места и инвестиции в область, которая остро в них нуждается, но есть опасения, что рост промышленной активности может усугубить местные проблемы загрязнения, особенно если токсины в рассоле выделяются в процессе добычи.

Снайдакер из Lilac отмечает, что извлечение лития без выброса токсинов из рассола в воздух действительно сопряжено с техническими проблемами. «Вам нужен способ справиться с этими опасными проблемами и убрать все обратно под землю», — говорит он. «Если вы не можете повторно ввести этот материал, у вас нет проекта».

«Все, что мы слышим от компаний, это то, что нам будет легко вывезти литий», — говорит Патрисия Леал-Гутьеррес с северного берега озера, которая работает с местными организациями в районе Солтон-Си и живет в Восточная долина Коачелла всю свою жизнь. «Для многих членов сообщества, включая меня, мы знаем, что будут непреднамеренные последствия».

«Кто будет нести ответственность за непреднамеренные последствия для общественного здравоохранения через пять, 10, 20 лет?» она сказала. «Потому что, когда мы доходим до этого момента, обычно уже слишком поздно реагировать, и бремя ложится на сообщество. Мы должны действовать заранее и наметить пути устранения будущих непреднамеренных последствий».

У этого особого беспокойства есть история. Simbol, первая компания, которая планирует извлекать литий из геотермальной воды Солтон-Си. провалился в 2015 году — вскоре после того, как он отклонил Предложение о покупке Tesla на сумму 325 миллионов долларов от Маска в прошлом году.

Чувства Леаль-Гутьерреса нашли отражение в недавнем часть мнения в Солнце пустыни газета в конце августа двумя другими местными женщинами, обеспокоенными новизной извлечения лития из геотермальной воды.

«Мы отказываемся быть экспериментальными зонами для программ по изменению климата, которые имеют недоказанные преимущества и неизвестное воздействие на окружающую среду, таких как добыча лития», — написали Сесилия Дора Армента, жительница Солтон-Сити с 29-летним стажем, и Элизабет Хайме, мать двоих детей с астма. «Мы обеспокоены тем, что прибыль, полученная в результате разработки лития, важнее для лиц, принимающих решения, чем наше здоровье».

Спомер из EnergySource говорит, что компания пытается держать местных жителей в курсе событий, проводя встречи с общественностью и обсуждая недавно завершенный отчет о воздействии на окружающую среду, представленный в штат. «Хотя людей пришло очень мало», — сказал он. С тех пор, по его словам, компания распространяет информационные пакеты и готова проводить больше мероприятий. «Мы рады показать им и рассказать им, что мы делаем».

Литий «Замкнутый контур»

Калифорния — не единственный штат с богатым литиевым потенциалом. В соседней Неваде есть значительные месторождения возле перевала Такер. Но получение его из этого источника повлечет за собой выщелачивание его из глины, насыщенной материалом, с использованием кислоты. Наряду с потенциальным ущербом для окружающей среды, против проекта выступает местная общественность.Члены племени айуте-шошонов, которые считают этот регион священным, поскольку он был местом резни..

Тот факт, что литий Salton Sea может избежать вредных последствий добычи полезных ископаемых и чрезмерного использования воды, является ключевой причиной, по которой General Motors хочет работать с Controlled Thermal и вложила в компанию нераскрытую сумму.

«Прямая добыча лития» в регионе минует пруды, используемые в Южной Америке, и хвосты, образующиеся при добыче твердых пород, что делает его «системой с замкнутым циклом», — говорит Тимоти Грю, который возглавляет стратегию электрификации GM и разработку аккумуляторных элементов. «Это создано, чтобы быть гораздо более дешевой цепочкой поставок».

Тем не менее, автопроизводитель знает, что есть препятствия. «Вы должны пройти через реалии крупносерийного производства», — говорит Греве. «Сколько на самом деле стоит капитализировать прямое извлечение лития? Что происходит, когда рассол меняется и выходит в рассол другого вулкана?»

На его вопросы, вероятно, не будет ответов в течение нескольких лет, поскольку производство начинает наращиваться.

Это не помешало Controlled Thermal найти других клиентов: наряду с GM у нее также есть сделка по продаже лития Stellantis для ее операций с электромобилями. Колуэлл также говорит, что он часто ездит в Азию, чтобы встретиться с корейскими и японскими производителями аккумуляторов, которые, как он надеется, в конечном итоге разместят производство катодов в районе Солтон-Си. «Это просто имеет коммерческий и экологический смысл», — говорит он.

Пока единственная компания по производству аккумуляторов, которая заявляет, что планирует присоединиться к операторам литиевых батарей, — это Statevolt, европейский стартап, который сказал в апреле она построит крупный завод стоимостью 4 миллиарда долларов и будет закупать литий у Controlled Thermal. Statevolt не ответил на запрос подробностей о том, когда этот объект может открыться и какая часть его финансирования была обеспечена.

«Масштабирование до демонстрации требует работы. Затем масштабирование от демонстрации до рекламы требует много работы».

Но пока такие компании, как Redwood Materials, которая перерабатывает металлы из аккумуляторов и электроники и готовится производить литиевые катоды на новом завод в Неваде для аккумуляторов электромобилей, не планируют получать литий из региона Солтон-Си. Генеральный директор JB Straubel, соучредитель Tesla, отказался комментировать свои ожидания в отношении лития Salton Sea.

Вейсгалл из Berkshire также предупредил о том, как будут развиваться события в Солтон-Си в апреле, во время публичного форума, спонсируемого Калифорнийским университетом в Риверсайде. Извлечение лития из геотермального рассола «было сделано в лаборатории, но масштабирование до демонстрации требует работы. Затем масштабирование от демонстрации до рекламы требует много работы».

«Это не алхимия; там литий», — сказал Вейсгалл. «Но мы должны сделать это правильно».

БОЛЬШЕ ОТ FORBES

БОЛЬШЕ ОТ FORBESСамые высокооплачиваемые теннисисты 2022 года: новое поколение сменяет Федерера и СеренуBy Бретт Найт
БОЛЬШЕ ОТ FORBESTikTok, больницы и репетиторские приложения: многочисленные щупальца китайского технологического гиганта ByteDanceBy Александра С. Левин
БОЛЬШЕ ОТ FORBESНовый стартап сооснователя WeWork Адама Ноймана в сфере недвижимости звучит ужасно, как тот, в который он инвестировал два года назадBy Иэн Мартин
БОЛЬШЕ ОТ FORBESБолее половины всех биткойн-сделок являются поддельнымиBy Хавьер Пас