Kalifornijska navala litijuma za EV baterije zavisi od ukroćenja toksičnog, vulkanskog rasola

Regija Salton Sea ima jednu od najvećih svjetskih poznatih rezervi litijuma, dovoljne za napajanje baterija za više od 50 miliona električnih vozila u roku od nekoliko godina. Ali prvo se mora izvući iz vruće geotermalne slane vode napunjene toksičnim materijalom, što je proces koji nikada prije nije rađen u velikom obimu.

Wi pored neasfaltiranih, prašnjavih, ruralnih puteva jugoistočno od kalifornijskog problematičnog Salton Sea-a u pečenom avgustovskom popodnevu od 112 stepeni Farenhajta i dvije stvari se ubrzo ističu. Nevjerovatno, ovaj dio Golden Statea koji se nalazi u blizini pustinje je produktivna poljoprivredna regija prepuna poljima lucerke i sijena, što je omogućeno All American Canalom koji dovodi vodu rijeke Kolorado. Oštar pejzaž je također prošaran zarđalim, steampunk strukturama - geotermalnim elektranama koje isporučuju dovoljno čiste električne energije za napajanje skoro 70,000 domova.

Ove biljke izvlače energiju iz kipuće slane vode, koja se pumpa na oštru površinu sa 8,000 stopa ispod zemlje. Ali vulkanski gulaš koji se diže na pari nije dobar samo za toplinu: slana otopina Salton Sea je također jedan od najbogatijih izvora litijuma na svijetu, minerala za kojim je velika potražnja jer se koristi za pravljenje baterija za električna vozila. Novi američki zakon o smanjenju inflacije, koji daje prioritet domaćem izvoru minerala za EV baterije, u kombinaciji s novim pravilom Kalifornije da se prekine prodaja novih automobila na benzin u narednoj deceniji, samo će pojačati tu potražnju. Sa srebrnobijelim metalom koji košta 70,000 dolara po toni, izvršni direktor Tesle Elon Musk nedavno je opisao proizvodnju litijuma kao "licencu za štampanje novca".

Tri kompanije - Berkshire Hathaway Energy, Controlled Thermal i EnergySource Minerals - misle da znaju kako izvući litijum iz slane vode od 600 stepeni. Uklanjanjem nečistoća na način koji je ekološki prihvatljiviji od drugih načina proizvodnje litijuma, ove kompanije se nadaju da će prečistiti sadržaj slane vode u oblik litijuma koji proizvođači baterija mogu koristiti.

“Želio bih još jednom apelirati na poduzetnike da uđu u posao prerade litijuma. … To je dozvola za štampanje novca.”

Dve kompanije žele da počnu komercijalnu proizvodnju u roku od dve godine, a kombinovana proizvodnja litijuma sve tri bi mogla da dostigne 100,000 metričkih tona do oko 2027. godine, na osnovu ciljeva kompanije - što je dovoljno za pogon više od 50 miliona električnih automobila. To znači slana voda Salton Sea, toksično vodeno tijelo koje se smatra a hitna situacija javnog zdravlja, potencijalno vrijedi 6 milijardi dolara.

Litijum takođe predstavlja veliki izvor poslova i poreza za jedan od najsiromašnijih delova Kalifornije, gde je srednji prihod domaćinstva 40% ispod državnog proseka. U svom uzbuđenju zbog ovog resursa, država Kalifornija je već postavila porez od 400 dolara po toni za prvih 20,000 tona litijuma iz Salton Sea kako bi pomogla u obnavljanju duboko ugroženog područja, gdje se stanovnici suočavaju s visokim stopama plućnih bolesti zbog toksične prašine vjetra podigao se sa dna mora koje se smanjuje. Za državu je to od koristi: projekat može „obezbediti resurse neophodne za ubrzanje tranzicije na čistu energiju, istovremeno stvarajući nova radna mesta i ekonomski razvoj u lokalnoj zajednici“, rekao je ured guvernera Gavina Newsoma Forbes e-mailom.

Ali postoji problem za kalifornijsku Litijumsku dolinu: Tehnologija da se taj dragocjeni litij izvuče iz kipuće vruće slane vode, koja je vrlo korozivna i puna toksina poput arsena i olova, nije dokazana. To čini neke lokalne stanovnike nervoznima, koji brinu da li će biti "eksperimentalna zona" za novu industriju. Stručnjaci kažu da bi moglo proći mnogo godina prije nego što region ispuni svoj potencijal kao najzelenije mjesto za žetvu skupog metala koji je ključan za prelazak zemlje na električna vozila.

Kompanija pod nazivom Lilac Solutions, koja je kreirala tehnologiju jonske izmjene za odvajanje litijuma od raznih slanih otopina, odlučila je izbjeći rad s pregrijanom otrovnom slanom otopinom Salton Sea jer je tako teško rukovati. Uz probleme koji proizlaze iz upravljanja tekućinom od 600 stupnjeva, svako ko pokušava izvući litijum također mora osigurati da ovi drugi opasni materijali u salamuri ne pobjegnu u zrak koji udišemo.

„Postoje izazovi vezani za vrlo visoku temperaturu i materijale, uključujući toksične materijale, koji su otopljeni u njoj“, kaže David Snydacker, osnivač i izvršni direktor Lilac-a, koji je navikao da radi sa slanicima koji nemaju iste nečistoće ili problemi sa toplotom. “Rješavanje tih izazova ključno je za dovođenje tih projekata u proizvodnju.”

“Saudijska Arabija od litijuma”

Danas većina litijuma dolazi iz Južne Amerike i Australije, gdje se dobiva plavljenjem solana ili rudarenjem tvrdih stijena - procesi koji često preopterećuju zalihe vode u područjima gdje je taj resurs ograničen, proizvode ostatke otpada, štete plodnosti zemljišta i degradiraju podzemne vode. Ali u Salton Sea-u, slana otopina bogata litijem već se ispumpava na površinu kako bi napajala 11 geotermalnih elektrana. Novi plan je da se krene na još jedan korak: vaditi litijum i druge visokovrijedne minerale prije nego što stvari pošalju tamo odakle su došli, hiljadama stopa pod zemlju.

Zagovornici kažu da će vađenje litijuma iz slane otopine biti mnogo zelenije jer je to procedura zatvorene petlje koju pokreće geotermalna energija bez ugljika koja u potpunosti izbjegava konvencionalne tehnike rudarenja. Berkshire Hathaway Energy, Controlled Thermal i EnergySource Minerals testiraju vlastite vlasničke procese kemijskog odvajanja, gdje propuštate slanu otopinu kroz fazu filtriranja koja izvlači litijum, dok ostavlja ostatak toksičnih hemikalija na mjestu. U idealnom slučaju, salamura nikada nije čak ni izložena otvorenom vazduhu iznad zemlje.

“Litijumu su prijeko potrebni novi izvori i novi procesi kako bi se industrija uvukla u 21. vijek.”

Kada se jednom poveća, Lithium Valley bi jednog dana mogla isporučiti 600,000 metričkih tona litijuma godišnje, prema procjenama američke vlade.

“To je vjerovatno među 10 najvećih nalazišta litijuma na svijetu”, kaže Michael McKibben, geolog sa Kalifornijskog univerziteta, Riverside, koji provodi veliki dio svog vremena proučavajući potencijal za proizvodnju metala u Salton Seau. On procjenjuje da je kapacitet litijuma u Salton Seau skoro jednak veličini najvećih svjetskih nalazišta u Boliviji i Čileu zajedno, na 32 miliona metričkih tona.

To bogatstvo litijuma Salton Sea je bilo nazvana nova zlatna groznica u nedavnim vijestima. To je "ono što mi nazivamo Saudijskom Arabijom litijuma", rekao je Newsom na okruglom stolu s predsjednikom Joeom Bidenom početkom ove godine.

Kako bi iskoristila obećanje Salton Seaja, država je dodijelila oko 13 miliona dolara bespovratnih sredstava Berkshire Hathaway, Controlled Thermal and EnergySource Minerals za projekte ekstrakcije prototipa u proteklih pet godina.

„Litiju su jako potrebni novi izvori i novi procesi da bi industriju uvukli u 21. vek, a Salton Sea je jedan od onih izvora za koje se industrija nada da će biti uspešna“, kaže Simon Moores, izvršni direktor Benchmark Mineral Intelligence, uticajni analitičar čija je perspektiva Za globalne izvore i trendove cijena sirovina za EV baterije uvelike prate investitori.

Ali uprkos ružičastim projekcijama Controlled Thermal, EnergySource i Berkshire Hathaway Energy da će proizvoditi kombinovano 100,000 tona litijuma godišnje već 2027. godine, dobijanje visoko rafiniranog litijuma iz geotermalne slane vode nikada nije urađeno u industrijskom obimu.

Nivo proizvodnje koji zagovornici Litijumske doline predlažu "malo je vjerovatno da će biti nemoguć" u narednih nekoliko godina jer je proces ekstrakcije tako složen, kaže Moores. Njegova kompanija sa sjedištem u Londonu, koja prati metale potrebne za industriju baterija, smatra da bi moglo potrajati najmanje desetljeće da dosegne obim koji oni reklamiraju i umjesto toga procjenjuje da će litij iz slane vode Salton Sea u najboljem slučaju biti 30,000 metričkih tona do 2030. godine.

„S ovim stvarima, smatram da operateri i finansijeri imaju tendenciju da precjenjuju kratkoročni, ali potcjenjuju dugoročno“, kaže Moores.

“Ovo još niko nije uradio”

Dok se vozite oko Salton Sea, možete vidjeti korozivnu moć podzemne slane vode. Supervruće stvari, koje mogu jedu čelik i cement, brzo zarđa elektrane u tom području, čineći ih starijim i dotrajalijim nego što jesu. Industrijske lokacije, kojima je potrebno kontinuirano renoviranje i prefarbavanje kako ih slana voda troši, naziru se poput steampunk skulptura iz pustinjske izmaglice.

U prašnjavom polju pored budućeg postrojenja za litijum EnergySource, manje od jedne milje od samog mora, nalazi se skup suhih lonaca blata koji izgledaju kao minijaturni vulkani. Ove gomile su nusproizvod podzemnog sistema koji koristi geotermalna elektrana kompanije pored, uzrokovana podzemnim nagomilavanjem ugljen-dioksida koji izbacuje na površinu kroz podzemne vode i tlo.

Na ovoj parceli EnergySource se priprema da u oktobru počne izgradnju svog pogona za preradu litijuma, koji će biti prvi u regionu. Kada bude završen 2024. godine, trebao bi biti u stanju da izvuče 20,000 metričkih tona litijuma, izvlačeći ga iz 7,000 galona slane vode koja teče iz priključne elektrane svake minute.

Operacija rafiniranja koštat će "stotine miliona dolara", kaže izvršni direktor Eric Spomer Forbes, bez elaboriranja pojedinosti. EnergySource, koji je u maju primio neotkriveni iznos ulaganja od kompanije za naftna polja Schlumberger i litijum-orijentisanog developera TechMet, trenutno prikuplja sredstva neophodna za njegovo dovršenje, iako je Spomer odbio reći koliko je kompaniji još potrebno.

On se slaže da je projekat daleko od jednostavnog poduhvata. „Ovo još niko nije uradio“, kaže on. Ali njegovo samopouzdanje proizlazi iz pilot programa koji kompanija tamo vodi od 2016. godine, a koji je finansiran sa 2.5 miliona dolara granta Kalifornijske energetske komisije. Spomer kaže da je pilot pomogao “da osiguramo da imamo proces koji funkcionira, proizvodi tržišne litijumske proizvode, posebno litijum hidroksid za baterije, i komercijalno održiv.”

EnergySource izvlači litijum iz slane vode koristeći vlasničku tehnologiju koju je razvio pod nazivom iLiAD za koju kompanija kaže da je najefikasnija u industriji. Za razliku od Berkshire Hathawaya i Controlled Thermala, EnergySource također planira vaditi i prodavati cink i mangan izvučen iz slane vode.

„Nastojimo da ne postavljamo tvrdnje osim ako smo vrlo sigurni da možemo ispuniti,“ kaže Spomer.

Izvršni direktor Controlled Thermala Rod Colwell je sličan optimizam. „Oporavak minerala iz geotermalne slane vode ili čak samo salamure se u Dow Chemical-u odvija već 80 godina. To nije ništa novo i novo,” kaže Colwell, čija kompanija sa sjedištem u Imperial County, Kalifornija radi svoj prvi testni bunar u prikladno nazvanoj Hell's Kitchen na vrućoj, prašnjavoj jugoistočnoj obali Salton Sea.

“Jedini način na koji ćemo optimizirati je da ga pokrenemo.”

Ime potječe iz vremena kada je ovo područje zapravo bilo ostrvo u jezeru, prije nego što se voda povukla i pretvorila ga u poluostrvo. 1920-ih, ekscentričan lokalni poduzetnik kapetan Charles E. Davis vodio je kafić i plesnu dvoranu pod nazivom Hell's Kitchen na tada poznatom ostrvu Mullett.

Trenutno nema znakova te šarene prošlosti i malo što ukazuje na njenu veliku budućnost. Kontrolisana lokacija Thermala, preko puta trošne stare kamene kuće, farmskih polja i pored kanala za navodnjavanje, sastoji se od jednog parnog tornja nedavno izgrađenog iznad probnog bunara i nekih 10 privremenih objekata nalik na poluprikolice koje prerađuju slanu vodu iz bunara . Lokalitet je izgledao impresivnije krajem prošle godine kada se nad njim privremeno nadvisila masivna, višespratna platforma za bušenje.

Ako sve bude kako treba, za otprilike dvije godine na lokaciji će se nalaziti kompleks visoke tehnologije s kombinovanom elektranom geotermalne energije i litijumskim postrojenjem nalik jednoj od Muskovih Tesla Gigafactory.

Nakon što Controlled Thermal sljedeće godine otvori elektranu na lokaciji, Colwell želi da sljedeća faza projekta bude u mogućnosti da proizvede 25,000 metričkih tona litijum karbonata, u rafiniranom obliku koji je potreban proizvođačima baterija, a komercijalne operacije počnu 2024. godine. Kompanija namjerava da se stalno širi, dodajući još geotermalnih bušotina kako bi se na kraju proizvelo do 75,000 tona godišnje - poduhvat koji će koštati "u milijardama", rekao je Colwell, bez detaljnijeg objašnjenja.

“Jedini način na koji ćemo optimizirati je da ga pokrenemo,” rekao je, priznajući da bi moglo biti problema. "Samo pretpostavite da to nikada nećete dobiti na papiru."

Berkshire Hathaway Energy, posljednji od tri proizvođača litijuma u Salton Seau, također je usred testiranja svoje tehnologije. Nedavno je otvorio svoj prvi testni pogon za ekstrakciju litijuma u dvospratnoj industrijskoj zgradi u kaki boji u blizini jedne od svojih geotermalnih elektrana. Na 10. mjestu veličine budućeg komercijalnog objekta, postrojenje je finansirano sa 14.9 miliona dolara od američkog Ministarstva energetike i 6 miliona dolara od Kalifornijske energetske komisije. Kompanija trenutno ima sedam puta veći kapacitet za proizvodnju geotermalne energije u svojih 10 elektrana u Salton Seaju kao jedinstveno postrojenje koje koristi EnergySource i vjerovatno će biti najveći proizvođač litijuma jer će povećati proizvodnju počevši od 2026.

BHE je odbio da učestvuje u ovoj priči. Jonathan Weisgall, potpredsjednik za odnose s vladom za energetsku diviziju Berkshirea i član kalifornijske komisije Lithium Valley, nije odgovorio na više zahtjeva za komentare o njegovim planovima za Salton Sea.

Nenamjerne posljedice

Kalifornijska navala litijuma je najnoviji izvor uzbuđenja — i očekivanja novca i poslova — u suvom, siromašnom dijelu države koji je razočaran prošlim obećavajućim razvojem događaja.

Salton Sea je najveća kopnena vodena površina u državi, koja se nalazi oko sat vremena jugoistočno od Palm Springsa i nedaleko od godišnjeg muzičkog festivala u Coachella. Bila je to pristupačna destinacija za porodični odmor od 1920-ih do 60-ih, poznata po utrkama glisera i prošarana motelima, restoranima i kampovima. Na svom vrhuncu, "Salton Riviera" je čak i remizirala više posjetitelja nego Nacionalni park Yosemite, prema San Diego Union-Tribune. Ali turistički biznis je izblijedio jer je slana voda postala toksična zbog oticanja kemikalija s lokalnih farmi. Zagađenje je također desetkovalo riblju populaciju, ugrožavajući njenu ulogu glavne usputne stanice za ptice selice.

Danas su ostaci turističkih dana Salton Seaja uglavnom gradovi duhova, s izuzetkom umjetničke kolonije u parku s prikolicama u Bombay Beachu i Slab Cityju, kampu u blizini geotermalnih polja gdje stanovnici žive izvan mreže u prikolicama i poluprikolicama. -stalne domove, koji dijele zajednički tuš na izvoru. Srednji prihod domaćinstva u ovoj oblasti je 46,222 dolara, 40% ispod državnog prosjeka, a stopa siromaštva je 18%. Toksična prašina iz jezera je isušena beach krevet je povezan s visokom stopom astme, alergija i plućnih bolesti kod lokalnog stanovništva, posebno onih koji žive u blizini njegovog južnog vrha gdje će biti smještene operacije s litijem.

“Ko će biti odgovoran za plaćanje nenamjernih posljedica po javno zdravlje nakon pet, 10, 20 godina?”

Neki stanovnici se nadaju da će litij značiti radna mjesta i ulaganja za područje kojem su prijeko potrebni, ali postoji zabrinutost da bi povećana industrijska aktivnost mogla pogoršati probleme lokalnog zagađenja, posebno ako se toksini u slanici oslobađaju tokom procesa ekstrakcije.

Lilac-ov Snydacker napominje da izvlačenje litijuma bez ispuštanja toksina slane vode u zrak stvara tehničke izazove. “Potreban vam je način da riješite probleme hazmat i vratite sve pod zemlju,” kaže on. “Ako ne možete ponovo ubrizgati taj materijal, nemate projekat.”

„Sve što čujemo od kompanija je da će nam biti lako da izvadimo litijum“, kaže Patricia Leal-Gutierrez sa severne obale jezera, koja radi sa lokalnim organizacijama u regionu Salton Sea i živela je u dolinu East Coachella cijeli svoj život. “Za mnoge članove zajednice, uključujući mene, znamo da će biti nenamjernih posljedica.”

“Ko će biti odgovoran za plaćanje nenamjernih posljedica po javno zdravlje nakon pet, 10, 20 godina?” ona je rekla. „Jer kada dođemo do te tačke, obično je prekasno za odgovor, a teret pada na zajednicu. Moramo djelovati rano i iznijeti načine za rješavanje budućih nenamjernih posljedica.”

Postoji istorija za tu posebnu brigu. Simbol, prva kompanija koja planira da povuče litijum iz geotermalne slane vode Salton Sea, propao 2015 — ubrzo nakon što je odbio a Ponuda za kupovinu od 325 miliona dolara od Muskove Tesle prethodne godine.

Leal-Gutierrezova osjećanja odjeknula su u nedavnom mišljenje Pustinjsko sunce novine krajem avgusta od strane još dvije lokalne žene zabrinute zbog novina izvlačenja litijuma iz geotermalne slane vode.

“Odbijamo da budemo eksperimentalne zone za programe klimatskih promjena koji imaju nedokazane koristi i nepoznate utjecaje na okoliš, kao što je ekstrakcija litijuma”, napisale su Cecilia Dora Armenta, stanovnica Salton Cityja već 29 godina, i Elizabeth Jaime, majka dvoje djece sa astma. “Zabrinuti smo da je profit koji će proizaći iz razvoja litijuma važniji za donosioce odluka od našeg zdravlja.”

Spomer iz EnergySourcea kaže da kompanija pokušava zadržati lokalno stanovništvo u toku, održavajući javne sastanke i raspravljajući o nedavno završenom izvještaju o uticaju na životnu sredinu dostavljenom državi. „Iako se pojavilo vrlo malo ljudi“, rekao je. Od tada, rekao je da kompanija distribuira informativne pakete i da je otvorena za održavanje više događaja. „Drago nam je što im možemo pokazati i reći im šta radimo.”

Litijum “zatvorene petlje”.

Kalifornija nije jedina država s bogatim potencijalom litijuma. Susjedna Nevada ima značajna ležišta u blizini Thacker Pass-a. Ali dobivanje iz tog izvora podrazumijevalo bi ispiranje iz gline napunjene materijalom pomoću kiseline. Uz potencijalnu štetu po životnu sredinu, projektu se protive lokalni PČlanovi plemena aiute-Shoshone, koji smatraju da je regija sveta jer je bila mjesto masakra.

Činjenica da bi litijum Salton Sea mogao da izbegne štetne efekte rudarstva i prekomerne upotrebe vode je ključni razlog zašto General Motors želi da radi sa Controlled Thermal i uložio je neotkriven iznos u kompaniju.

“Direktno vađenje litijuma” u regionu izbjegava ribnjake koje se koriste u Južnoj Americi i jalovinu stvorenu rudarenjem tvrdih stijena, što ga čini “sistemom zatvorene petlje”, kaže Timothy Grewe, koji vodi GM-ovu strategiju elektrifikacije i inženjering baterijskih ćelija. “Postavljen je da bude lanac snabdijevanja sa mnogo nižim troškovima.”

Ipak, proizvođač automobila zna da postoje prepreke. „Morate proći kroz realnost proizvodnje velikih količina“, kaže Grewe. „Koliko zaista košta kapitalizacija direktne ekstrakcije litijuma? Šta se događa kada se slana otopina promijeni i izađe u drugu vulkansku slanu otopinu?”

Na njegova pitanja vjerovatno neće biti odgovoreno nekoliko godina jer proizvodnja počinje da raste.

To nije spriječilo Controlled Thermal da pronađe druge kupce: Zajedno sa GM-om, također ima ugovor o prodaji litijuma Stellantisu za svoje EV operacije. Colwell također kaže da često putuje u Aziju kako bi se sastao s korejskim i japanskim kompanijama za proizvodnju baterija za koje se nada da će na kraju locirati proizvodnju katoda u blizini regije Salton Sea. „To samo ima komercijalni i ekološki smisao“, kaže on.

Do sada, jedina kompanija za baterije koja kaže da se planira pridružiti litijumskim operaterima je Statevolt, europski startup koji rekao u aprilu izgradit će fabriku od 4 milijarde dolara i nabaviti litijum iz Controlled Thermal. Statevolt nije odgovorio na zahtjev za detalje o tome kada bi taj objekat mogao biti otvoren i koliki je dio njegovih sredstava osiguran.

“Povećavanje do demonstracije zahtijeva posao. Zatim je potrebno mnogo posla za skaliranje od demonstracije do reklame.”

Ali za sada, kompanije poput Redwood Materials, koje recikliraju metale iz baterija i elektronike i pripremaju se za proizvodnju litijumskih katoda na novom Biljka u Nevadi za EV baterije, ne planiraju nabaviti litijum iz regije Salton Sea. Izvršni direktor JB Straubel, suosnivač Tesle, odbio je komentirati svoja očekivanja od litijuma u Salton Seau.

Berkshireov Weisgall je također upozorio kako će se stvari odvijati u Salton Seaju u aprilu tokom javnog foruma koji je sponzorirao UC Riverside. Izvlačenje litijuma iz geotermalne slane vode „urađeno je u laboratoriji, ali povećanje do demonstracije zahtijeva posao. Zatim je potrebno mnogo posla za skaliranje od demonstracije do reklame.”

„To nije alhemija; litijum je tu”, rekao je Vajzgal. „Ali ovo moramo uraditi na pravi način.”

VIŠE OD FORBESA

VIŠE OD FORBESANajplaćeniji teniseri 2022: Nova generacija preuzima Federera i SereneBy Brett Knight
VIŠE OD FORBESATikTok, bolnice i aplikacije za podučavanje: mnogo pipaka kineskog tehnološkog diva ByteDanceBy Alexandra S. Levine
VIŠE OD FORBESANovi startap za nekretnine suosnivača WeWorka Adama Neumanna zvuči užasno mnogo kao onaj u koji je uložio prije dvije godineBy Iain Martin
VIŠE OD FORBESAViše od polovine svih Bitcoin trgovina je lažnoBy Javier Paz