Navala litija u Kaliforniji za EV baterije ovisi o kroćenju otrovne, vulkanske slane vode

Regija Salton Sea ima jednu od najvećih svjetskih poznatih rezervi litija, dovoljnu za napajanje baterija za više od 50 milijuna električnih vozila u roku od nekoliko godina. Ali prvo se mora ekstrahirati iz vruće geotermalne slane vode napunjene toksičnim materijalom, što je proces koji nikada prije nije učinjen u velikim razmjerima.

Wi po neasfaltiranim, prašnjavim, seoskim cestama jugoistočno od kalifornijskog problematičnog Salton Seaa u kolovozsko poslijepodne od 112 stupnjeva Fahrenheita i dvije stvari uskoro dolaze do izražaja. Nevjerojatno, ovaj dio Golden Statea koji graniči s pustinjom je produktivna poljoprivredna regija prepuna polja lucerne i sijena, što je omogućio All American Canal koji dovodi vodu rijeke Colorado. Oštar krajolik također je prošaran zahrđalim, steampunk strukturama — geotermalnim postrojenjima koja proizvode dovoljno čiste električne energije za napajanje gotovo 70,000 domova.

Ove biljke izvlače energiju iz kipuće salamure, koja se pumpa na čistu površinu s 8,000 stopa pod zemljom. No vulkanski gulaš koji se kuha na pari dobar je ne samo zbog topline: slana otopina Salton Sea također je jedan od najbogatijih svjetskih izvora litija, minerala koji je vrlo tražen jer se koristi za izradu baterija za električna vozila. Novi američki Zakon o smanjenju inflacije, koji daje prednost domaćem izvoru minerala za EV baterije, u kombinaciji s novim pravilom Kalifornije o ukidanju prodaje novih automobila na benzin tijekom sljedećeg desetljeća, samo će pojačati tu potražnju. Sa srebrno bijelim metalom koji ide za 70,000 dolara po toni, izvršni direktor Tesle Elon Musk nedavno je opisao proizvodnju litija kao "dozvolu za tiskanje novca".

Tri tvrtke — Berkshire Hathaway Energy, Controlled Thermal i EnergySource Minerals — misle da znaju kako izvući litij iz slane vode od 600 stupnjeva. Uklanjanjem nečistoća na način koji je daleko ekološki prihvatljiviji od ostalih načina proizvodnje litija, ove se tvrtke nadaju da će pročistiti sadržaj slane vode u oblik litija koji proizvođači baterija mogu koristiti.

“Još jednom želim pozvati poduzetnike da uđu u posao rafiniranja litija. … To je dozvola za tiskanje novca.”

Dvije tvrtke žele započeti komercijalnu proizvodnju u roku od dvije godine, a zajednička proizvodnja litija sve tri mogla bi doseći 100,000 metričkih tona do 2027. godine, na temelju ciljeva tvrtke - dovoljno za pogon više od 50 milijuna električnih automobila. To znači slanu vodu Saltonovog mora, otrovnu vodenu masu koja se smatra a javno zdravstveno stanje, potencijalno vrijedi 6 milijardi dolara.

Litij također predstavlja veliki izvor radnih mjesta i poreznih dolara za jedan od najsiromašnijih dijelova Kalifornije, gdje je prosječni prihod kućanstva 40% ispod državnog prosjeka. U svom uzbuđenju zbog resursa, država Kalifornija je već postavila porez od 400 dolara po toni za prvih 20,000 tona litija Salton Sea kako bi pomogla u obnovi duboko ugroženog područja, gdje se stanovnici suočavaju s visokim stopama plućnih bolesti zbog otrovne prašine vjetra je pokupio s dna sve manjeg mora. Za državu je dobitna: projekt može "osigurati resurse potrebne za ubrzanje prijelaza na čistu energiju, a istodobno stvoriti nova radna mjesta i gospodarski razvoj u lokalnoj zajednici", rekao je ured guvernera Gavina Newsoma Forbes putem e-pošte.

Ali postoji problem za kalifornijsku Litijsku dolinu: tehnologija kojom se taj dragocjeni litij izvlači iz kipuće vruće salamure, koja je vrlo korozivna i krcata toksinima poput arsena i olova, nije dokazana. To neke mještane čini nervoznima, koji se brinu hoće li biti “eksperimentalna zona” za novu industriju. Stručnjaci kažu da bi moglo proći mnogo godina prije nego što regija ispuni svoj potencijal kao najzelenije mjesto za žetvu skupog metala koji je ključan za prijelaz zemlje na električna vozila.

Tvrtka pod imenom Lilac Solutions, koja je stvorila tehnologiju ionske izmjene za odvajanje litija od raznih slanih otopina, odlučila je izbjeći rad s pregrijanom otrovnom slanom vodom Salton Sea jer je tako teško rukovati. Uz probleme koji proizlaze iz upravljanja tekućinom od 600 stupnjeva, svatko tko pokušava ekstrahirati litij također mora osigurati da ti drugi opasni materijali u salamuri ne pobjegnu u zrak koji udišemo.

"Postoje izazovi povezani s vrlo visokom temperaturom i materijalima, uključujući otrovne materijale, koji su otopljeni u njoj", kaže David Snydacker, osnivač i izvršni direktor tvrtke Lilac, koji je navikao raditi sa slanim otopinama koje nemaju iste nečistoće ili pitanja topline. "Rješavanje tih izazova ključno je za pokretanje tih projekata."

“Saudijska Arabija litija”

Danas većina litija dolazi iz Južne Amerike i Australije, gdje se dobiva plavljenjem slanih ravnica ili rudarenjem tvrdog kamena — procesima koji često preopterećuju zalihe vode u područjima gdje su ti resursi ograničeni, proizvode zaostale otpatke, štete plodnosti zemlje i degradiraju podzemne vode. Ali u Salton Seau, slana otopina bogata litijem već se pumpa na površinu za napajanje 11 geotermalnih elektrana. Novi plan je napraviti još jedan korak: ekstrahirati litij i druge visokovrijedne minerale prije slanja stvari tamo odakle su i došle, tisućama stopa ispod zemlje.

Zagovornici kažu da će ekstrakcija litija iz slane vode biti puno ekološkija jer je to postupak zatvorene petlje koji se pokreće geotermalnom energijom bez ugljika koja potpuno izbjegava konvencionalne tehnike rudarenja. Berkshire Hathaway Energy, Controlled Thermal i EnergySource Minerals testiraju svoje vlastite procese kemijske separacije, gdje slanu vodu propuštate kroz stupanj filtriranja koji izvlači litij, dok ostatak otrovnih kemikalija ostavlja na mjestu. U idealnom slučaju, salamura nikada nije čak ni izložena otvorenom iznad zemlje.

"Litiju su prijeko potrebni novi izvori i novi procesi kako bi se industrija uvukla u 21. stoljeće."

Nakon što se poveća, Lithium Valley bi jednog dana mogla opskrbljivati ​​600,000 metričkih tona litija godišnje, prema procjenama američke vlade.

“To je vjerojatno među 10 najvećih nalazišta litija na svijetu,” kaže Michael McKibben, geolog sa Kalifornijskog sveučilišta, Riverside, koji većinu vremena provodi proučavajući potencijal Salton Sea za proizvodnju metala. Procjenjuje da je kapacitet litija u Salton Seau gotovo veličine najvećih svjetskih naslaga u Boliviji i Čileu zajedno, na 32 milijuna metričkih tona.

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

Kako bi iskoristila obećanje Salton Seaa, država je dodijelila oko 13 milijuna dolara bespovratnih sredstava tvrtkama Berkshire Hathaway, Controlled Thermal i EnergySource Minerals za projekte vađenja prototipa tijekom proteklih pet godina.

"Litiju su prijeko potrebni novi izvori i novi procesi kako bi se industrija uvukla u 21. stoljeće, a Salton Sea je jedan od onih izvora za koje se industrija nada da će biti uspješni", kaže Simon Moores, glavni izvršni direktor tvrtke Benchmark Mineral Intelligence, utjecajni analitičar čija je perspektiva za globalne izvore i trendove cijena sirovina za EV baterije uvelike prate investitori.

No unatoč ružičastim projekcijama Controlled Thermala, EnergySourcea i Berkshire Hathaway Energyja o proizvodnji kombiniranih 100,000 tona litija godišnje već do 2027. godine, dobivanje visoko rafiniranog litija iz geotermalne slane vode nikada nije učinjeno u industrijskoj mjeri.

Razina proizvodnje koju predlažu zagovornici Doline litija "malo je vjerojatno da će biti nemoguća" u sljedećih nekoliko godina jer je proces ekstrakcije tako složen, kaže Moores. Njegova tvrtka sa sjedištem u Londonu, koja prati metale potrebne za industriju baterija, smatra da će trebati najmanje jedno desetljeće da se dosegne količina koju reklamiraju i umjesto toga procjenjuje da će litij iz slane vode Salton Sea biti u najboljem slučaju 30,000 metričkih tona do 2030. godine.

"S ovim stvarima, smatram da operateri i financijeri imaju tendenciju precijeniti kratkoročno, ali podcijeniti dugoročno", kaže Moores.

“Ovo još nitko nije napravio”

Dok se vozite po Salton Seau, možete vidjeti korozivnu snagu podzemne slane vode. Supervruće stvari, koje mogu jesti kroz čelik i cement, brzo zahrđa elektrane u tom području, čineći ih starijima i zapuštenijima nego što jesu. Industrijske lokacije, kojima je potrebna stalna obnova i bojanje jer ih slana voda troši, izranjaju poput steampunk skulptura iz pustinjske izmaglice.

U prašnjavom polju pokraj EnergySourceova budućeg postrojenja za proizvodnju litija, manje od jedne milje od samog mora, postoji skupina posuda od suhog blata koje izgledaju poput minijaturnih vulkana. Ti su humci nusprodukt podzemnog sustava koji koristi geotermalna elektrana tvrtke u susjedstvu, uzrokovan podzemnim nakupljanjem ugljičnog dioksida koji se gura na površinu kroz podzemnu vodu i tlo.

Na tom zemljištu EnergySource se u listopadu priprema započeti s izgradnjom pogona za preradu litija, koji će biti prvi u regiji. Kada bude dovršen 2024., trebao bi moći izvući 20,000 metričkih tona litija, izvlačeći ga iz 7,000 galona slane vode koja istječe iz spojne elektrane svake minute.

Operacija rafiniranja koštat će "stotine milijuna dolara", rekao je izvršni direktor Eric Spomer Forbes, ne navodeći detalje. EnergySource, koji je u svibnju primio neobjavljen iznos ulaganja od tvrtke za usluge naftnih polja Schlumberger i developera TechMeta orijentiranog na litij, trenutno prikuplja sredstva potrebna za dovršetak, iako je Spomer odbio reći koliko tvrtki još treba.

Slaže se da je projekt daleko od jednostavnog pothvata. "Nitko to još nije učinio", kaže. Ali njegovo samopouzdanje proizlazi iz pilot programa koji tvrtka tamo provodi od 2016., a koji je financiran s 2.5 milijuna dolara bespovratnih sredstava Kalifornijskog energetskog povjerenstva. Spomer kaže da je pilot pomogao "osigurati da imamo proces koji radi, proizvodi tržišne litijeve proizvode, posebno baterijski litij hidroksid, i da je komercijalno održiv."

EnergySource izvlači litij iz slane vode pomoću vlastite tehnologije koju je razvio pod nazivom iLiAD, a za koju tvrtka kaže da je najučinkovitija u industriji. Za razliku od Berkshire Hathawaya i Controlled Thermala, EnergySource također planira ekstrahirati i prodavati cink i mangan izvučen iz slane vode.

"Nastojimo ne podnositi zahtjeve osim ako nismo vrlo sigurni da možemo isporučiti", kaže Spomer.

Izvršni direktor tvrtke Controlled Thermal, Rod Colwell, slično je optimističan. “Dobijanje minerala iz geotermalne slane vode ili čak samo slane vode u Dow Chemicalu traje već 80 godina. To nije ništa novo i novo,” kaže Colwell, čija tvrtka sa sjedištem u okrugu Imperial u Kaliforniji izvodi svoju prvu probnu bušotinu u prikladno nazvanoj Paklenoj kuhinji na vrućoj, prašnjavoj jugoistočnoj obali Salton Sea.

"Jedini način na koji ćemo optimizirati je njegovo pokretanje."

Ime se vraća na vrijeme kada je područje zapravo bilo otok u jezeru, prije nego što se voda povukla i pretvorila ga u poluotok. 1920-ih, ekscentričan lokalni poduzetnik kapetan Charles E. Davis vodio je kafić i plesnu dvoranu pod nazivom Hell's Kitchen na mjestu koje je tada bilo poznato kao otok Mullett.

Trenutačno nema tragova te šarene prošlosti i malo toga što bi ukazivalo na njegovu veliku budućnost. Lokacija Controlled Thermala, preko puta raspadajuće stare kamene kuće, poljoprivrednih polja i pored kanala za navodnjavanje, sastoji se od jednog parnog tornja nedavno izgrađenog iznad probne bušotine i nekih 10 privremenih građevina nalik poluprikolicama koje prerađuju slanu vodu iz bušotine . Mjesto je izgledalo impresivnije krajem prošle godine kada se nad njim privremeno uzdigla masivna višekatna bušilica.

Ako sve bude u redu, za otprilike dvije godine to će mjesto sadržavati visokotehnološki kompleks s kombiniranim postrojenjem za geotermalnu energiju i postrojenjem za litij nalik jednoj od Muskovih Teslinih Gigatvornica.

Nakon što Controlled Thermal otvori elektranu na lokaciji sljedeće godine, Colwell želi da sljedeća faza projekta bude u mogućnosti proizvesti 25,000 metričkih tona litij karbonata, rafiniranog oblika koji je potreban proizvođačima baterija, s komercijalnim radom koji počinje 2024. Tvrtka namjerava stalno se širiti, dodajući više geotermalnih bušotina kako bi na kraju proizveli do 75,000 tona godišnje - pothvat koji će koštati "u milijardama", rekao je Colwell, ne navodeći pojedinosti.

"Jedini način na koji ćemo ga optimizirati je njegovo pokretanje", rekao je, priznajući da bi moglo biti poteškoća. "Samo pretpostavi da to nikad nećeš ispraviti na papiru."

Berkshire Hathaway Energy, posljednji od tri proizvođača litija u Salton Seau, također je usred testiranja svoje tehnologije. Nedavno je otvorio svoje prvo postrojenje za testiranje ekstrakcije litija u dvokatnoj industrijskoj zgradi kaki boje u blizini jednog od njegovih geotermalnih postrojenja. Po veličini 10. budućeg komercijalnog objekta, objekt je financiran sa 14.9 milijuna dolara od Ministarstva energetike SAD-a i 6 milijuna dolara od Komisije za energiju Kalifornije. Tvrtka trenutačno ima sedam puta veći kapacitet za proizvodnju geotermalne energije u svojih 10 postrojenja u Salton Seau u odnosu na jedini pogon koji koristi EnergySource i vjerojatno će biti najveći proizvođač litija s povećanjem proizvodnje počevši od 2026.

BHE je odbio sudjelovati u ovoj priči. Jonathan Weisgall, potpredsjednik za odnose s vladom Berkshireovog energetskog odjela i član kalifornijske komisije Lithium Valley, nije odgovorio na brojne zahtjeve za komentare o svojim planovima Salton Sea.

Nenamjerne posljedice

Navala litija u Kaliforniji najnoviji je izvor uzbuđenja — i očekivanja novca i radnih mjesta — u suhom, siromašnom dijelu države koji je bio razočaran prethodnim obećavajućim razvojem događaja.

Salton Sea najveće je kopneno vodeno tijelo u državi, nalazi se oko sat vremena jugoistočno od Palm Springsa i nedaleko od godišnjeg glazbenog festivala u Coachelli. Bilo je to pristupačno odredište za obiteljski odmor od 1920-ih do 60-ih, poznato po utrkama brzih čamaca i prošarano motelima, restoranima i kampovima. Na svom vrhuncu "Salton Riviera" je čak remizirala više posjetitelja od Nacionalnog parka Yosemite, prema San Diego Union-Tribune. Ali turistički posao je izblijedio jer je njegova slana voda postala otrovna zbog kemijskog otjecanja s lokalnih farmi. Zagađenje je također desetkovalo riblju populaciju, ugrožavajući njenu ulogu glavne usputne postaje za ptice selice.

Danas su ostaci slavnih turističkih dana Salton Seaa uglavnom gradovi duhova, s izuzetkom kolonije umjetnika u parku s prikolicama u Bombay Beachu i Slab Cityja, zajednice kampova u blizini geotermalnih polja gdje stanovnici žive izvan mreže u prikolicama i poluprikolicama. -stalni domovi, dijeljenje zajedničkog tuša s izvorskom vodom. Prosječni dohodak kućanstva tog područja iznosi 46,222 40 dolara, 18% ispod državnog prosjeka, a stopa siromaštva je XNUMX%. Otrovna prašina iz isušenog jezera Playa krevet je povezan s visokim stopama astme, alergija i plućnih bolesti za mještane, osobito one koji žive blizu njegovog južnog vrha gdje će se nalaziti operacije litija.

"Tko će biti odgovoran za plaćanje nenamjernih posljedica za javno zdravlje pet, 10, 20 godina kasnije?"

Neki se stanovnici 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 onečišćenja, osobito ako se toksini u salamuri ispuštaju tijekom procesa ekstrakcije.

Lilac's Snydacker primjećuje da izvlačenje litija bez ispuštanja toksina salamure u zrak stvara tehničke izazove. "Potreban vam je način da riješite te probleme sa opasnim tvarima i vratite sve u podzemlje", kaže on. "Ako ne možete ponovno ubrizgati taj materijal, nemate projekt."

"Sve što čujemo od kompanija jest: 'Bit će nam lako izvaditi litij'", kaže Patricia Leal-Gutierrez sa sjeverne obale jezera, koja radi s lokalnim organizacijama u regiji Salton Sea i živjela je u East Coachella Valley cijeli svoj život. "Za mnoge članove zajednice, uključujući i mene, znamo da će biti nenamjernih posljedica."

"Tko će biti odgovoran za plaćanje nenamjernih posljedica za javno zdravlje pet, 10, 20 godina kasnije?" rekla je. “Jer kada dođemo do te točke, obično je prekasno za odgovor, a teret pada na zajednicu. Moramo djelovati rano i zacrtati načine za rješavanje budućih nenamjernih posljedica.”

Postoji povijest te posebne brige. Simbol, prva tvrtka koja planira izvući litij iz geotermalne slane vode Salton Sea, propao 2015 — ubrzo nakon što je odbio a Ponuda Muskove Tesle za kupnju od 325 milijuna dolara prethodne godine.

Leal-Gutierrezovi osjećaji odjeknuli su u nedavnom mišljenje komad u Pustinjsko sunce novine krajem kolovoza dvije druge lokalne žene zabrinute zbog novosti vađenja litija iz geotermalne slane vode.

“Odbijamo biti eksperimentalne zone za programe klimatskih promjena koji imaju nedokazane prednosti i nepoznat utjecaj na okoliš, kao što je ekstrakcija litija”, napisale su Cecilia Dora Armenta, stanovnica Salton Cityja 29 godina, i Elizabeth Jaime, majka dvoje djece s astma. "Zabrinuti smo da je profit koji će proizaći iz razvoja litija važniji donositeljima odluka od našeg zdravlja."

Spomer iz EnergySourcea kaže da tvrtka pokušava držati lokalno stanovništvo u toku, održavajući javne sastanke i raspravljajući o nedavno završenom izvješću o utjecaju na okoliš predanom državi. "Iako se vrlo malo ljudi pojavilo", rekao je. Od tada, rekao je, tvrtka distribuira informativne pakete i otvorena je za održavanje novih događaja. "Sretni smo što ih možemo provesti uokolo i reći im što radimo."

Litij "zatvorene petlje".

Kalifornija nije jedina država s bogatim potencijalom litija. Susjedna Nevada ima značajna nalazišta u blizini prolaza Thacker. No dobivanje iz tog izvora podrazumijevalo bi njegovo ispiranje iz gline napunjene materijalom pomoću kiseline. Uz potencijalnu štetu za okoliš, projektu se protivi mještanin Ppripadnici plemena aiute-Shoshone, koji ovu regiju smatraju svetom jer je bila mjesto masakra.

Činjenica da bi litij u Salton Seau mogao izbjeći štetne učinke rudarenja i pretjeranog korištenja vode ključni je razlog zašto General Motors želi raditi s Controlled Thermal i uložio je neobjavljen iznos u tvrtku.

“Izravna ekstrakcija litija” u regiji izbjegava jezerca koja se koriste u Južnoj Americi i jalovinu generiranu rudarenjem tvrdog kamena, što ga čini “sustavom zatvorene petlje”, kaže Timothy Grewe, koji vodi GM-ovu strategiju elektrifikacije i inženjering baterijskih ćelija. "Postavljen je da bude mnogo niži lanac opskrbe."

Ipak, proizvođač automobila zna da postoje prepreke. "Morate proći kroz realnost masovne proizvodnje", kaže Grewe. “Koliko stvarno košta kapitalizacija izravne ekstrakcije litija? Što se događa kada se slana voda promijeni i izađe u drugoj vulkanskoj slanoj vodi?"

Odgovor na njegova pitanja vjerojatno neće biti dobiven još nekoliko godina jer proizvodnja počinje rasti.

To nije spriječilo Controlled Thermal da pronađe druge kupce: zajedno s GM-om, također ima dogovor o prodaji litija Stellantisu za svoje EV operacije. Colwell također kaže da često putuje u Aziju kako bi se sastao s korejskim i japanskim tvrtkama za proizvodnju baterija za koje se nada da će s vremenom locirati proizvodnju katoda blizu regije Salton Sea. "To jednostavno ima komercijalnog smisla i smisla za okoliš", kaže on.

Do sada, jedina tvrtka za baterije koja kaže da se planira pridružiti operaterima litija je Statevolt, europski startup koji rekao je u travnju izgradit će veliko postrojenje vrijedno 4 milijarde dolara i nabavljati litij iz Controlled Thermala. Statevolt nije odgovorio na upit za pojedinosti o tome kada bi se taj objekt mogao otvoriti i koliko je financiranja osigurano.

“Za povećanje demonstracije potreban je rad. Zatim skaliranje od demonstracije do reklame iziskuje puno rada.”

Ali za sada, tvrtke poput Redwood Materials, koja reciklira metale iz baterija i elektronike i priprema se za proizvodnju litijskih katoda na novom biljka u Nevadi za EV baterije, ne planiraju nabavljati litij iz regije Salton Sea. Izvršni direktor JB Straubel, suosnivač Tesle, odbio je komentirati svoja očekivanja od litija Salton Sea.

Weisgall iz Berkshirea također je upozorio kako će se stvari odvijati u Salton Seau u travnju tijekom javne tribine koju je sponzorirao UC Riverside. Izvlačenje litija iz geotermalne slane vode “obavljeno je u laboratoriju, ali povećanje do demonstracije zahtijeva posao. Zatim skaliranje od demonstracije do reklame iziskuje puno rada.”

“To nije alkemija; litij je tamo,” rekao je Weisgall. "Ali ovo moramo učiniti na pravi način."

VIŠE OD FORBESA

VIŠE OD FORBESANajplaćeniji tenisači 2022.: Nova generacija preuzima Federera i SerenuBy Brett Knight
VIŠE OD FORBESATikTok, bolnice i aplikacije za podučavanje: mnogi pipci kineskog tehnološkog diva ByteDanceBy Alexandra S. Levine
VIŠE OD FORBESANova tvrtka za nekretnine suosnivača WeWorka Adama Neumanna zvuči užasno poput one u koju je uložio prije dvije godineBy Iain Martin
VIŠE OD FORBESAViše od polovice svih trgovina bitcoinima su lažneBy Javier Paz