L'energia geotermica potrebbe trasformare il modo in cui viene prodotto il litio

Il sud-ovest dell'Inghilterra è famoso per la sua costa spettacolare, la campagna verdeggiante e il pesce fresco. Se tutto andrà secondo i piani, nei prossimi anni potrebbe aggiungersi un'altra corda all'arco della regione: l'estrazione del litio.

Nella contea della Cornovaglia, sono in corso sforzi per sfruttare le risorse naturali dell'area e creare un'industria che potrebbe, un giorno, produrre sia energia rinnovabile che creare una fonte locale di litio.

Oltre al suo utilizzo in telefoni cellulari, computer, tablet e una miriade di altri gadget sinonimo di vita moderna, il litio è fondamentale per i veicoli elettrici e per l'accumulo di batterie, due tecnologie con un ruolo importante da svolgere nel passaggio del pianeta verso un futuro a basse e zero emissioni .

Esempi di come questo settore nascente potrebbe progredire nei prossimi anni includono Geothermal Engineering Ltd, una società con sede vicino alla città di Redruth, in Cornovaglia, specializzata nello sviluppo e nella gestione di progetti geotermici.

Oltre alle previste operazioni di energia rinnovabile, GEL sta anche lavorando a un progetto di prova incentrato sull'estrazione del litio dalle acque geotermiche. È una collaborazione con un'altra società, la Cornish Lithium, tramite una joint venture denominata GeoCubed.

"L'obiettivo è dimostrare che l'idrossido di litio, un componente chiave delle batterie agli ioni di litio utilizzate nei veicoli elettrici, può essere prodotto in Cornovaglia da acqua geotermica naturale con un'impronta di carbonio netta zero", afferma GEL.

Il progetto in Cornovaglia è incentrato sull'estrazione diretta del litio, o DLE. Secondo il National Renewable Energy Laboratory del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, le tecnologie alla base del DLE "possono essere raggruppate in tre categorie principali: adsorbimento utilizzando materiali porosi che consentono il legame al litio, lo scambio ionico e l'estrazione con solvente".

Sebbene vi sia entusiasmo per il suo potenziale, il NREL avverte che "rimane un compito impegnativo" aumentare i metodi di cui sopra a quella che chiama "piena capacità di produzione".

"Ad esempio, lo sviluppo di un materiale solido che si lega solo al litio è un'enorme sfida nella salamoia geotermica che contiene molti minerali e metalli", afferma.

Progetti come quello in Cornovaglia arrivano in un momento in cui le preoccupazioni per la sostenibilità e l'ESG stanno aumentando. La sicurezza delle catene di approvvigionamento globali è un altro problema, soprattutto quando la stragrande maggioranza della produzione di litio è attualmente dominata da paesi come Cile, Cina, Australia e Argentina.

In questo contesto, la commercializzazione di modi meno intensivi, più locali e facilmente accessibili per l'approvvigionamento del litio potrebbe essere estremamente importante in futuro.

Anche le principali economie e le case automobilistiche stanno pianificando di aumentare il numero di veicoli elettrici sulle nostre strade. Allo stesso tempo, la spinta all'espansione della capacità di energia rinnovabile non mostra segni di cedimento.

Julia Poliscanova è direttrice senior per la mobilità elettrica presso Transport & Environment, un gruppo di campagna con sede a Bruxelles. Parlando con la CNBC, ha descritto il litio come "insostituibile per tutte le nostre transizioni verdi".

Quando si è trattato di approvvigionamento sostenibile di litio e altri materiali, Poliscanova ha affermato che, "a medio e lungo termine, è chiaro che la stragrande maggioranza deve provenire da modelli di business circolari, in particolare il riciclaggio".

Ha notato come ci sarebbero state "crescita e domanda davvero immense" nei prossimi decenni. Ciò richiederebbe, a breve e medio termine, nuove tecniche di estrazione.

Espandendo il suo punto, Poliscanova ha affermato che la maggior parte del litio che sarà utilizzato nel 2030 non è stata ancora estratta.

"È qui che entra in gioco il litio geotermico", ha affermato, "perché il nuovo litio, le nuove risorse di cui ... abbiamo bisogno, deve essere estratto in modo sostenibile e deve avere il minor impatto sull'ambiente e sulle nostre comunità".

L'impianto pilota di GeoCubed da 4 milioni di sterline (5.46 milioni di dollari) si concentrerà su una gamma di tecnologie di estrazione diretta del litio. L'obiettivo generale è quello di sviluppare un impianto commerciale presso lo United Downs Deep Geothermal Power Project di GEL.

In un'intervista con CNBC, Ryan Law, fondatore e amministratore delegato di GEL, ha delineato l'opportunità che la sua attività stava cercando di sfruttare. Sotto la sua superficie, la Cornovaglia ospita molta roccia granitica che a sua volta ha un alto contenuto di litio, ha spiegato Law.

"La combinazione della roccia granitica ricca di litio e acqua calda - l'acqua calda può assorbire più litio - significa che l'acqua che portiamo in superficie a United Downs per azionare la nostra centrale elettrica ha un contenuto di litio molto elevato", ha affermato .

"Il prossimo passo è: come lo estraiamo?" La legge ha continuato a dire. "Ed è quello che abbiamo esaminato insieme a un certo numero di partner."

Tempi mutevoli

GEL è una delle numerose aziende che cercano di sviluppare strutture incentrate sull'estrazione diretta del litio. Oltre a GeoCubed, Cornish Lithium sta lavorando anche a numerosi altri progetti.

Altrove, nell'aprile 2021, Vulcan Energy Resources, quotata in Australia, ha dichiarato che il suo impianto pilota di estrazione diretta del litio, situato nella valle del Reno superiore in Germania, ha iniziato le operazioni.

Negli Stati Uniti a novembre, una società chiamata Controlled Thermal Resources ha annunciato che il suo programma di perforazione nel progetto Hell's Kitchen Lithium and Power in California era iniziato.

All'epoca, il CEO Rod Colwell ha affermato che la società era "in programma per fornire i primi 50 MW di energia rinnovabile di carico di base del progetto alla fine del 2023 e circa 20,000 tonnellate di idrossido di litio nel 2024".

Il progetto Hell's Kitchen sta attirando l'attenzione di alcuni importanti attori. La scorsa estate, General Motors ha dichiarato di aver "accettato di formare un investimento strategico e una collaborazione commerciale con Controlled Thermal Resources per garantire il litio locale ea basso costo".

"In qualità di primo investitore, GM avrà i primi diritti sul litio prodotto dalla prima fase del progetto Hell's Kitchen, inclusa un'opzione per una relazione pluriennale", ha poi aggiunto la casa automobilistica.

Gli sviluppi di cui sopra sono in vari stadi di progressione, ma se sono in grado di produrre su larga scala, potrebbero portare a un cambiamento epocale nel modo in cui viene raccolto il litio.

Secondo l'NREL, la maggior parte del litio proviene da "miniere a cielo aperto o acqua salata contenente litio sotto le saline".

Descrive quest'ultimo come coinvolgente l'acqua salata che contiene litio che viene "pompata in grandi bacini dove evapora sotto il sole".

Gli effetti ambientali di tali processi possono essere significativi. L'NREL afferma che sia l'estrazione a cielo aperto che il metodo delle saline "possono portare alla distruzione della terra, alla potenziale contaminazione e all'elevato consumo di acqua, in particolare in aree già colpite da siccità e desertificazione". Aggiunge che occupano anche una notevole quantità di spazio.

DLE, al contrario, consente "una fornitura di litio più sostenibile, compreso l'utilizzo dell'energia geotermica come fonte di energia rinnovabile per la produzione".

La Poliscanova di Trasporti e Ambiente ha proseguito sottolineando l'importanza del litio geotermico che integra gli sforzi sul riciclaggio e le idee su un'economia circolare. Il riciclaggio, ha detto in seguito, dovrebbe essere la "priorità numero uno".

Sembra davvero che il riciclaggio avrà un ruolo chiave da svolgere in futuro, soprattutto nel settore dei veicoli elettrici. La Tesla di Elon Musk, ad esempio, afferma che tutte le batterie agli ioni di litio rottamate vengono riciclate.

E già a novembre, l'azienda svedese di batterie Northvolt ha dichiarato di aver prodotto la sua prima cella della batteria con quello che ha descritto come "nichel, manganese e cobalto riciclati al 100%".

Tornato in Cornovaglia, il progetto GeoCubed continua. All'inizio di questo mese, ha affermato di aver scelto una società chiamata Ross-shire Engineering per fornire al suo impianto pilota supporto relativo a ingegneria, approvvigionamento, costruzione e messa in servizio, o EPCC.

La sua dichiarazione faceva anche riferimento a un test di una pompa elettrica sommergibile intrapreso da GEL nell'agosto 2021, che ha portato alla raccolta di "un campione sfuso di acqua geotermica".

GeoCubed ha affermato che i livelli di concentrazione di litio nel campione sono "incoraggianti" e ha aggiunto che "altri sottoprodotti chiave come cesio, rubidio e potassio hanno dimostrato di essere a livelli elevati".

Se tutto va secondo i piani, l'impianto pilota sarà messo in servizio entro la fine di marzo di quest'anno.