Jeotermal enerji, lityumun kaynaklanma şeklini değiştirebilir

İngiltere'nin güneybatısında, dramatik kıyı şeridi, yemyeşil kırları ve taze deniz ürünleri ile ünlüdür. Her şey planlandığı gibi giderse, önümüzdeki birkaç yıl içinde bölgenin pruvasına başka bir dizi eklenebilir: lityum ekstraksiyonu.

Cornwall ilçesinde, bölgenin doğal kaynaklarından yararlanma ve bir gün hem yenilenebilir enerji üretebilecek hem de yerel bir lityum kaynağı oluşturabilecek bir endüstri kurma çabaları sürüyor.

Cep telefonlarında, bilgisayarlarda, tabletlerde ve modern yaşamla eşanlamlı bir dizi başka aygıtta kullanımının yanı sıra, lityum, gezegenin düşük ve sıfır emisyonlu bir geleceğe geçişinde büyük rol oynayacak iki teknoloji olan elektrikli araçlar ve pil depolama için çok önemlidir. .

Bu gelişmekte olan sektörün önümüzdeki birkaç yıl içinde nasıl ilerleyebileceğinin örnekleri arasında, Cornish'in Redruth kasabası yakınlarında jeotermal projelerin geliştirilmesi ve işletilmesi konusunda uzmanlaşmış bir şirket olan Geothermal Engineering Ltd yer alıyor.

GEL, planlanan yenilenebilir enerji operasyonlarının yanı sıra, jeotermal sulardan lityum çıkarılmasına odaklanan bir deneme projesi üzerinde de çalışıyor. GeoCubed adlı bir ortak girişim aracılığıyla başka bir şirket olan Cornish Lithium ile yapılan bir işbirliğidir.

GEL, "Amaç, elektrikli araçlarda kullanılan lityum iyon pillerin önemli bir bileşeni olan lityum hidroksitin, net sıfır karbon ayak izi ile doğal olarak oluşan jeotermal sudan Cornwall'da üretilebileceğini göstermektir" diyor.

Cornwall'daki proje, doğrudan lityum ekstraksiyonuna veya DLE'ye odaklanmıştır. ABD Enerji Bakanlığı'nın Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı'na göre, DLE'nin arkasındaki teknolojiler "genel olarak üç ana kategoride gruplandırılabilir: lityum bağlama, iyon değişimi ve solvent ekstraksiyonu sağlayan gözenekli malzemeler kullanılarak adsorpsiyon."

Potansiyeli konusunda heyecan olsa da, NREL, yukarıdaki yöntemleri “tam üretim kapasitesi” olarak adlandırdığı şeye ölçeklendirmenin “zor bir görev olmaya devam ettiği” konusunda uyarıyor.

"Örneğin, sadece lityum ile bağlanan katı bir malzeme geliştirmek, birçok mineral ve metal içeren jeotermal tuzlu su için büyük bir zorluktur" diyor.

Cornwall'daki gibi projeler, sürdürülebilirlik ve ESG ile ilgili endişelerin arttığı bir zamanda geliyor. Küresel tedarik zincirlerinin güvenliği, özellikle lityum üretiminin büyük çoğunluğuna şu anda Şili, Çin, Avustralya ve Arjantin gibi ülkeler hakim olduğunda, başka bir sorundur.

Bu arka plana karşı, lityum tedarikinin daha az yoğun, daha yerel ve kolay erişilebilir yollarını ticarileştirmek, ileriye dönük çok önemli olabilir.

Büyük ekonomiler ve otomotiv üreticileri de yollarımızdaki elektrikli araç sayısını artırma planları yapıyor. Eşzamanlı olarak, yenilenebilir enerji kapasitesini genişletme çabası, pes etme belirtisi göstermiyor.

Julia Poliscanova, merkezi Brüksel'de bulunan bir kampanya grubu olan Transport & Environment'da e-mobiliteden sorumlu kıdemli direktördür. CNBC'ye verdiği demeçte, lityumu "tüm yeşil geçişlerimiz için yeri doldurulamaz" olarak nitelendirdi.

Lityum ve diğer malzemelerin sürdürülebilir tedariki söz konusu olduğunda, Poliscanova, "orta ve uzun vadede, bunun büyük çoğunluğunun, özellikle geri dönüşüm olmak üzere, döngüsel iş modellerinden gelmesi gerektiği açık" dedi.

Önümüzdeki birkaç on yılda nasıl “gerçekten muazzam bir büyüme ve talep” olacağına dikkat çekti. Bu, kısa ve orta vadede yeni ekstraksiyon teknikleri gerektirecektir.

Poliscanova, görüşünü genişleterek, 2030'da kullanılacak lityumun çoğunun henüz çıkarılmadığını söyledi.

"İşte burada jeotermal lityum devreye giriyor" dedi, "çünkü yeni lityum, ihtiyacımız olan yeni kaynaklar, sürdürülebilir bir şekilde çıkarılmalı ve çevre ve topluluklarımız üzerinde en düşük etkiye sahip olmalı."

GeoCubed'in 4 milyon £ (5.46 milyon $) değerindeki pilot tesisi, bir dizi doğrudan lityum çıkarma teknolojisine odaklanacak. Genel amaç, GEL'in United Downs Derin Jeotermal Enerji Projesi'nde nihayetinde ticari bir tesis geliştirmektir.

GEL'in kurucusu ve genel müdürü Ryan Law, CNBC ile yaptığı bir röportajda, işinin yararlanmak istediği fırsatı özetledi. Law, yüzeyinin altında, sırayla yüksek lityum içeriğine sahip birçok granit kayaya ev sahipliği yaptığını açıkladı.

"Lityum ve sıcak su açısından zengin olan granit kaya kombinasyonu - sıcak su daha fazla lityum emebilir - enerji santralimizi çalıştırmak için United Downs'ta yüzeye çıkardığımız suyun çok yüksek bir lityum içeriğine sahip olduğu anlamına gelir" dedi. .

“Bir sonraki adım: Onu nasıl çıkaracağız?” Hukuk söylemeye devam etti. "Ve bir dizi ortakla birlikte baktığımız şey de bu."

Değişen zamanlar

GEL, doğrudan lityum ekstraksiyonuna odaklanan tesisler geliştirmek isteyen birkaç firmadan biridir. GeoCubed'in yanı sıra Cornish Lithium, bir dizi başka proje üzerinde de çalışıyor.

Başka bir yerde, Nisan 2021'de Avustralya'da listelenen Vulcan Energy Resources, Almanya'nın Yukarı Ren Vadisi'nde bulunan doğrudan lityum çıkarma pilot tesisinin faaliyete geçtiğini söyledi.

ABD'de Kasım ayında Controlled Thermal Resources adlı bir firma, California'daki Hell's Kitchen Lithium and Power projesinde sondaj programının başladığını duyurdu.

O sırada CEO Rod Colwell, şirketin "projenin ilk 50 MW temel yük yenilenebilir enerjisini 2023'ün sonlarında ve tahmini 20,000 ton lityum hidroksiti 2024'te teslim etmeyi planladığını" söyledi.

Hell's Kitchen projesi bazı büyük oyuncuların ilgisini çekiyor. Geçen yaz General Motors, "yerel ve düşük maliyetli lityumu güvence altına almak için Controlled Thermal Resources ile stratejik bir yatırım ve ticari işbirliği kurmayı kabul ettiğini" söyledi.

Otomobil üreticisi daha sonra, “İlk yatırımcı olarak GM, Hell's Kitchen projesinin ilk aşaması tarafından üretilen lityum üzerinde çok yıllı bir ilişki seçeneği de dahil olmak üzere ilk haklara sahip olacak” dedi.

Yukarıdaki gelişmeler çeşitli ilerleme aşamalarındadır, ancak büyük ölçekte üretim yapabilirlerse, lityumun hasat yönteminde büyük bir değişikliğe yol açabilir.

NREL'e göre, lityumun çoğunluğu “açık ocak madenlerinden veya tuz yataklarının altındaki lityum içeren tuzlu sudan” elde ediliyor.

İkincisini, "güneşin altında buharlaştığı büyük havzalara pompalanan" lityum içeren tuzlu su içerdiğini açıklıyor.

Bu tür süreçlerin çevresel etkileri önemli olabilir. NREL, hem açık ocak madenciliği hem de tuz düzlükleri yönteminin "özellikle halihazırda kuraklık ve çölleşmeden muzdarip bölgelerde arazi tahribatına, potansiyel kirlenmeye ve yüksek su tüketimine yol açabileceğini" söylüyor. Ayrıca önemli miktarda yer kapladıklarını da ekler.

Buna karşılık DLE, “üretim için yenilenebilir güç kaynağı olarak jeotermal enerjinin kullanılması da dahil olmak üzere daha sürdürülebilir bir lityum kaynağına” izin veriyor.

Transport & Environment'dan Poliscanova, jeotermal lityumun geri dönüşüm çabalarını ve döngüsel ekonomi hakkındaki fikirleri tamamlamasının önemini vurgulamaya devam etti. Daha sonra geri dönüşümün “bir numaralı öncelik” olması gerektiğini söyledi.

Geri dönüşüm gerçekten de özellikle EV sektöründe ilerlemede kilit bir role sahip olacak gibi görünüyor. Örneğin Elon Musk'ın Tesla'sı, hurdaya çıkarılan tüm lityum iyon pillerinin geri dönüştürüldüğünü söylüyor.

Ve Kasım ayında İsveçli pil firması Northvolt, ilk pil hücresini "%100 geri dönüştürülmüş nikel, manganez ve kobalt" olarak tanımladığı şeyle ürettiğini söyledi.

Cornwall'da GeoCubed projesi devam ediyor. Bu ayın başlarında, pilot tesisine mühendislik, tedarik, inşaat ve devreye alma veya EPCC ile ilgili destek sağlamak için Ross-shire Engineering adlı bir firmayı seçtiğini söyledi.

Açıklamada ayrıca Ağustos 2021'de GEL tarafından gerçekleştirilen ve “toplu jeotermal su numunesi” toplanmasıyla sonuçlanan bir elektrikli dalgıç pompa testine atıfta bulunuldu.

GeoCubed, numunedeki lityum konsantrasyonu seviyelerinin "cesaret verici" olduğunu söyledi ve "sezyum, rubidyum ve potasyum gibi diğer önemli yan ürünlerin yüksek seviyelerde olduğunun gösterildiğini" ekledi.

Her şey planlandığı gibi giderse, pilot tesis bu yıl Mart ayı sonunda hizmete girecek.