Геотермальная энергия может изменить способ получения лития

Юго-запад Англии славится живописной береговой линией, зеленой сельской местностью и свежими морепродуктами. Если все пойдет по плану, в ближайшие несколько лет к дуге региона может быть добавлена ​​еще одна струна: добыча лития.

В графстве Корнуолл предпринимаются усилия по использованию местных природных ресурсов и созданию отрасли, которая однажды сможет производить как возобновляемую энергию, так и создать местный источник лития.

Наряду с его использованием в сотовых телефонах, компьютерах, планшетах и ​​множестве других гаджетов, являющихся синонимами современной жизни, литий имеет решающее значение для электромобилей и аккумуляторов, двух технологий, которые сыграют большую роль в переходе планеты к будущему с низким и нулевым уровнем выбросов. .

Примеры того, как этот зарождающийся сектор может развиваться в течение следующих нескольких лет, включают Geothermal Engineering Ltd, компанию, базирующуюся недалеко от города Редрут в Корнуолле, специализирующуюся на разработке и эксплуатации геотермальных проектов.

Наряду с запланированными операциями с возобновляемыми источниками энергии GEL также работает над пробным проектом по извлечению лития из геотермальных вод. Это сотрудничество с другой компанией, Cornish Lithium, через совместное предприятие, получившее название GeoCubed.

«Цель состоит в том, чтобы продемонстрировать, что гидроксид лития, ключевой компонент литий-ионных аккумуляторов, используемых в электромобилях, может быть произведен в Корнуолле из природной геотермальной воды с нулевым углеродным следом», — говорит GEL.

Проект в Корнуолле ориентирован на прямое извлечение лития, или DLE. По данным Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США, технологии, лежащие в основе DLE, «можно в целом разделить на три основные категории: адсорбция с использованием пористых материалов, обеспечивающих связывание лития, ионный обмен и экстракция растворителем».

Несмотря на волнение по поводу его потенциала, NREL предупреждает, что «остается сложной задачей» масштабирование вышеуказанных методов до того, что он называет «полной производственной мощностью».

«Например, разработка твердого материала, который связывается только с литием, является огромной проблемой для геотермальных солей, содержащих много минералов и металлов», — говорится в сообщении.

Такие проекты, как проект в Корнуолле, реализуются в то время, когда нарастают опасения по поводу устойчивого развития и ESG. Еще одной проблемой является безопасность глобальных цепочек поставок, особенно с учетом того, что в подавляющем большинстве случаев производства лития в настоящее время доминируют такие страны, как Чили, Китай, Австралия и Аргентина.

На этом фоне коммерциализация менее интенсивных, более местных и легкодоступных способов получения лития может иметь огромное значение в будущем.

Крупные экономики и производители автомобилей также разрабатывают планы по увеличению количества электромобилей на наших дорогах. В то же время стремление к расширению мощностей возобновляемых источников энергии не собирается сдаваться.

Юлия Полисканова — старший директор по электронной мобильности в организации Transport & Environment со штаб-квартирой в Брюсселе. В беседе с CNBC она назвала литий «незаменимым для всех наших зеленых переходов».

Когда дело дошло до устойчивых источников лития и других материалов, Полисканова сказала, что «в среднесрочной и долгосрочной перспективе ясно, что подавляющее большинство из них должно поступать из бизнес-моделей замкнутого цикла, в первую очередь путем переработки».

Она отметила, что в следующие несколько десятилетий будет «действительно огромный рост и спрос». Это потребует в краткосрочной и среднесрочной перспективе новых методов добычи.

Расширяя свою точку зрения, Полисканова сказала, что большая часть лития, который будет использоваться в 2030 году, еще не извлечена.

«Именно здесь на помощь приходит геотермальный литий, — сказала она, — потому что новый литий, новые ресурсы, которые нам… нужны, должны добываться устойчивым образом и оказывать минимальное воздействие на окружающую среду и наши сообщества».

Экспериментальный завод GeoCubed стоимостью 4 миллиона фунтов стерлингов (5.46 миллиона долларов США) будет сосредоточен на ряде технологий прямой экстракции лития. Общая цель состоит в том, чтобы в конечном итоге разработать коммерческую установку в рамках проекта United Downs Deep Geothermal Power Project компании GEL.

В интервью CNBC Райан Лоу, основатель и управляющий директор GEL, рассказал о возможности, которую его бизнес хотел использовать. Ло объяснил, что под поверхностью Корнуолла находится много гранитной породы, которая, в свою очередь, имеет высокое содержание лития.

«Сочетание гранитной породы, богатой литием, и горячей воды — горячая вода может поглощать больше лития — означает, что вода, которую мы выносим на поверхность в United Downs для работы нашей электростанции, имеет очень высокое содержание лития», — сказал он. .

«Следующий шаг: как мы его вытащим?» Закон продолжал говорить. «И это то, что мы рассматриваем вместе с рядом партнеров».

Изменение времени

GEL — одна из нескольких фирм, желающих разработать оборудование для прямого извлечения лития. Наряду с GeoCubed Cornish Lithium также работает над рядом других проектов.

В другом месте, в апреле 2021 года, компания Vulcan Energy Resources, зарегистрированная в Австралии, заявила, что ее пилотный завод по прямому извлечению лития, расположенный в долине Верхнего Рейна в Германии, начал работу.

В ноябре в США фирма Controlled Thermal Resources объявила о начале своей программы бурения на проекте Hell's Kitchen Lithium and Power в Калифорнии.

В то время генеральный директор Род Колвелл сказал, что компания «идет по графику, чтобы поставить первые 50 МВт возобновляемой энергии базовой нагрузки проекта в конце 2023 года и примерно 20,000 2024 тонн гидроксида лития в XNUMX году».

Проект «Адская кухня» привлекает внимание некоторых крупных игроков. Прошлым летом General Motors заявила, что «согласилась на стратегические инвестиции и коммерческое сотрудничество с Controlled Thermal Resources для обеспечения местного и недорогого лития».

«Как первый инвестор, GM будет иметь первые права на литий, произведенный на первом этапе проекта «Адская кухня», включая возможность многолетних отношений», — позже добавил автопроизводитель.

Вышеупомянутые разработки находятся на разных стадиях развития, но если они смогут производить в больших масштабах, это может привести к кардинальным изменениям в способах добычи лития.

Согласно NREL, большая часть лития поступает из «открытых карьеров или литийсодержащих соленых вод под солончаками».

В последнем говорится, что соленая вода, содержащая литий, «закачивается в большие бассейны, где она испаряется под солнцем».

Воздействие таких процессов на окружающую среду может быть значительным. В NREL говорят, что как открытая добыча, так и метод солончаков «могут привести к разрушению земель, потенциальному загрязнению и высокому потреблению воды, особенно в районах, уже страдающих от засухи и опустынивания». Он добавляет, что они также занимают значительное количество места.

DLE, напротив, обеспечивает «более устойчивые поставки лития, в том числе использование геотермальной энергии в качестве возобновляемого источника энергии для производства».

Далее Полисканова из Transport & Environment подчеркнула важность геотермального лития, дополняющего усилия по переработке и идеи экономики замкнутого цикла. Переработка, как она позже сказала, должна быть «приоритетом номер один».

Похоже, что переработка действительно будет играть ключевую роль в будущем, особенно в секторе электромобилей. Например, Tesla Илона Маска говорит, что все ее списанные литий-ионные батареи перерабатываются.

А еще в ноябре шведская компания по производству аккумуляторов Northvolt заявила, что произвела свой первый аккумуляторный элемент из того, что она описала как «100% переработанный никель, марганец и кобальт».

Вернувшись в Корнуолл, проект GeoCubed продолжается. Ранее в этом месяце компания заявила, что выбрала фирму под названием Ross-shire Engineering для обеспечения своего пилотного завода поддержкой, связанной с проектированием, закупками, строительством и вводом в эксплуатацию, или EPCC.

В его заявлении также упоминается испытание электрического погружного насоса, проведенное GEL в августе 2021 года, в результате которого был взят «объемный образец геотермальной воды».

GeoCubed заявила, что уровни концентрации лития в образце были «обнадеживающими», и добавила, что «были показаны повышенные уровни других ключевых побочных продуктов, таких как цезий, рубидий и калий».

Если все пойдет по плану, пилотный объект будет сдан в эксплуатацию к концу марта этого года.