Naval litija v Kaliforniji za EV baterije je odvisen od krotenja strupene, vulkanske slanice

Regija Salton Sea ima eno največjih znanih zalog litija na svetu, ki zadostuje za napajanje baterij za več kot 50 milijonov električnih vozil v nekaj letih. Toda najprej ga je treba pridobiti iz vroče geotermalne slanice, ki je obremenjena s strupenim materialom, kar je postopek, ki še nikoli ni bil izveden v velikem obsegu.

Win po neasfaltiranih, prašnih podeželskih cestah jugovzhodno od nemirnega Saltonskega morja v Kaliforniji na pekoče avgustovsko popoldne pri 112 stopinjah Fahrenheita in kmalu izstopita dve stvari. Neverjetno je, da je ta del Golden Statea, ki meji na puščavo, produktivna kmetijska regija, polna polj lucerne in sena, kar je omogočil All American Canal, ki prinaša vodo reke Colorado. Ostra pokrajina je posejana tudi z zarjavelimi steampunk strukturami – geotermalne elektrarne, ki proizvajajo dovolj čiste elektrike za napajanje skoraj 70,000 domov.

Te rastline črpajo energijo iz vrele slanice, ki jo črpajo na gladko površje z 8,000 metrov pod zemljo. Toda kuhana vulkanska enolončnica je dobra za več kot le zaradi svoje toplote: slanica Salton Sea je tudi eden najbogatejših virov litija na svetu, minerala, po katerem je veliko povpraševanje, ker se uporablja za izdelavo baterij za električna vozila. Novi ameriški zakon o zmanjševanju inflacije, ki daje prednost domačemu pridobivanju mineralov za baterije za električna vozila, bo skupaj z novim pravilom Kalifornije o ukinitvi prodaje novih bencinskih avtomobilov v naslednjem desetletju samo še povečal to povpraševanje. S srebrno belo kovino, ki stane 70,000 dolarjev na tono, je izvršni direktor Tesle Elon Musk nedavno opisal proizvodnjo litija kot "licenco za tiskanje denarja".

Tri podjetja – Berkshire Hathaway Energy, Controlled Thermal in EnergySource Minerals – menijo, da vedo, kako izvleči litij iz 600-stopinjske slanice. Z odstranjevanjem nečistoč na način, ki je veliko bolj okolju prijazen kot drugi načini proizvodnje litija, ta podjetja upajo, da bodo vsebino slanice prečistili v obliko litija, ki jo lahko uporabljajo proizvajalci baterij.

»Podjetnike bi še enkrat pozval, naj vstopijo v posel rafiniranja litija. … To je dovoljenje za tiskanje denarja.«

Dve podjetji želita začeti komercialno proizvodnjo v dveh letih, skupna proizvodnja litija v vseh treh pa bi lahko dosegla 100,000 metričnih ton do približno leta 2027, kar temelji na ciljih podjetja – dovolj za napajanje več kot 50 milijonov električnih avtomobilov. To pomeni, da je slanica Saltonskega morja, strupenega vodnega telesa, ki velja za a javno zdravstveno stanje, je potencialno vreden 6 milijard dolarjev.

Litij predstavlja tudi velik vir delovnih mest in davčnih dolarjev za enega najrevnejših delov Kalifornije, kjer je povprečni dohodek gospodinjstva 40 % pod državnim povprečjem. V navdušenju nad virom je zvezna država Kalifornija že določila davek v višini 400 USD na tono za prvih 20,000 ton litija Salton Sea, da bi pomagala obnoviti močno prizadeto območje, kjer se prebivalci soočajo z visokimi stopnjami pljučnih bolezni zaradi strupenega prahu vetra. se je pobralo iz dna manjšega morja. Za državo je to zmagovalna korist: projekt lahko "zagotovi vire, potrebne za pospešitev prehoda na čisto energijo, hkrati pa ustvarja nova delovna mesta in gospodarski razvoj v lokalni skupnosti," so sporočili iz urada guvernerja Gavina Newsoma. Forbes po elektronski pošti.

Toda v kalifornijski dolini litija obstaja težava: tehnologija za izsesavanje dragocenega litija iz vrele slanice, ki je zelo jedka in obremenjena s toksini, kot sta arzen in svinec, ni dokazana. To spravlja ob živce nekatere domačine, ki jih skrbi, da bi bili "eksperimentalna cona" za novo industrijo. Strokovnjaki pravijo, da lahko preteče mnogo let, preden bo regija uresničila svoj potencial najbolj zelenega kraja za žetev drage kovine, ki je ključnega pomena za prehod države na električna vozila.

Podjetje Lilac Solutions, ki je ustvarilo tehnologijo ionske izmenjave za ločevanje litija iz različnih slanic, se je odločilo, da se bo izognilo delu s pregreto strupeno slanico Salton Sea, ker je tako težko rokovati. Poleg težav, ki izhajajo iz upravljanja 600-stopinjske tekočine, mora vsakdo, ki poskuša pridobiti litij, tudi zagotoviti, da ti drugi nevarni materiali v slanici ne uidejo v zrak, ki ga dihamo.

»Obstajajo izzivi, povezani z zelo visoko temperaturo in materiali, vključno s strupenimi materiali, ki so raztopljeni v njej,« pravi David Snydacker, ustanovitelj in izvršni direktor podjetja Lilac, ki je navajen delati s slanicami, ki nimajo enakih nečistoč oz. težave s toploto. "Reševanje teh izzivov je ključnega pomena za uvedbo teh projektov v proizvodnjo."

"Saudova Arabija litija"

Danes večina litija prihaja iz Južne Amerike in Avstralije, kjer se pridobiva s poplavljanjem solin ali z rudarjenjem trdih kamnin – postopki, ki pogosto preobremenijo zaloge vode na območjih, kjer je ta vir omejen, proizvajajo ostanke, škodijo rodovitnosti zemlje in poslabšajo podtalnico. Toda v Saltonskem morju slanico, bogato z litijem, že črpajo na površje za napajanje 11 geotermalnih elektrarn. Novi načrt je narediti še en korak: pridobiti litij in druge visoko vredne minerale, preden jih pošljemo nazaj, od koder so prišli, na tisoče metrov pod zemljo.

Zagovorniki pravijo, da bo pridobivanje litija iz slanice veliko bolj okolju prijazno, saj gre za postopek zaprte zanke, ki ga poganja geotermalna energija brez ogljika in se popolnoma izogne ​​konvencionalnim tehnikam rudarjenja. Berkshire Hathaway Energy, Controlled Thermal in EnergySource Minerals preizkušajo svoje lastne postopke kemičnega ločevanja, pri katerih slanico spustimo skozi stopnjo filtra, ki izvleče litij, medtem ko ostale strupene kemikalije pustijo na mestu. V idealnem primeru slanica ni nikoli izpostavljena prostemu nad tlemi.

"Litij nujno potrebuje nove vire in nove procese, da bi industrijo potegnil v 21. stoletje."

Po ocenah ameriške vlade bi lahko Lithium Valley po povečanju nekega dne dobavila 600,000 metričnih ton litija letno.

»Verjetno je med 10 največjimi nahajališči litija na svetu,« pravi Michael McKibben, geolog s kalifornijske univerze v Riversideu, ki veliko časa preživi v preučevanju potenciala za proizvodnjo kovin v Saltonskem morju. Ocenjuje, da je zmogljivost litija v Salton Sea skoraj enaka velikosti največjih svetovnih nahajališč v Boliviji in Čilu skupaj, in sicer 32 milijonov metričnih ton.

To bogastvo litija Salton Sea je bilo poimenovali nova zlata mrzlica v zadnjih novicah. To je "tisto, čemur pravimo Savdska Arabija litija," je Newsom dejal na okrogli mizi s predsednikom Joejem Bidnom v začetku tega leta.

Da bi izkoristila obljubo Salton Sea, je država v zadnjih petih letih podelila približno 13 milijonov dolarjev nepovratnih sredstev podjetju Berkshire Hathaway, Controlled Thermal in EnergySource Minerals za prototipne projekte pridobivanja.

"Litij nujno potrebuje nove vire in nove postopke, da bi industrijo potegnil v 21. stoletje, in Salton Sea je eden od tistih virov, za katere industrija upa, da bodo uspešna," pravi Simon Moores, izvršni direktor družbe Benchmark Mineral Intelligence, vpliven analitik, čigar pogled za globalne vire in trende cen surovin za baterije za električna vozila vlagatelji v veliki meri spremljajo.

Toda kljub rožnatim napovedim družb Controlled Thermal, EnergySource in Berkshire Hathaway Energy, da bodo že leta 100,000 skupaj proizvedli 2027 ton litija letno, pridobivanje visoko rafiniranega litija iz geotermalne slanice še nikoli ni bilo izvedeno v industrijskem obsegu.

Raven proizvodnje, ki jo predlagajo zagovorniki Lithium Valley, je v naslednjih nekaj letih zelo malo verjetna za nemogoča, ker je postopek pridobivanja tako zapleten, pravi Moores. Njegovo podjetje s sedežem v Londonu, ki spremlja kovine, ki jih potrebuje industrija baterij, meni, da bo morda trajalo vsaj desetletje, da dosežejo obseg, ki ga oglašujejo, in namesto tega ocenjuje, da bo litija iz slanice Salton Sea do leta 30,000 v najboljšem primeru 2030 metričnih ton.

"Pri teh stvareh se mi zdi, da operaterji in financerji ponavadi precenjujejo kratkoročno, a podcenjujejo dolgoročno," pravi Moores.

"Tega ni naredil še nihče"

Ko se vozite po Saltonskem morju, lahko vidite jedko moč podzemne slanice. Super vroče stvari, ki lahko jesti skozi jeklo in cement, hitro zarjavi elektrarne na tem območju, zaradi česar so videti starejše in bolj zanikrne, kot so. Industrijska območja, ki jih je treba neprestano prenavljati in prebarvati, saj jih slanica obrablja, se kot steampunk skulpture pojavljajo iz puščavske meglice.

Na prašnem polju poleg bodočega obrata EnergySource za litij, manj kot miljo od samega morja, je skupina lončkov iz suhega blata, ki so videti kot miniaturni vulkani. Te gomile so stranski produkt podzemnega sistema, ki ga uporablja sosednja geotermalna elektrarna podjetja, ki ga povzroča podzemno kopičenje ogljikovega dioksida, ki potiska na površje skozi vodno gladino in prst.

Na tem zemljišču se EnergySource pripravlja, da bo oktobra začel graditi svoj obrat za predelavo litija, ki bo prvi v regiji. Ko bo dokončana leta 2024, naj bi bila sposobna pridobiti 20,000 metričnih ton litija in ga črpati iz 7,000 litrov slanice, ki vsako minuto priteče iz povezovalne elektrarne.

Operacija rafiniranja bo stala "stotine milijonov dolarjev," je povedal izvršni direktor Eric Spomer Forbes, brez podrobnejših podrobnosti. EnergySource, ki je maja prejel nerazkrit znesek naložbe od družbe za storitve naftnih polj Schlumberger in razvijalca TechMet, usmerjenega v litij, trenutno zbira sredstva, potrebna za dokončanje, čeprav Spomer ni želel povedati, koliko podjetje še potrebuje.

Strinja se, da projekt še zdaleč ni preprost podvig. "Tega ni naredil še nihče," pravi. Toda njegovo zaupanje izhaja iz pilotnega programa, ki ga podjetje tam izvaja od leta 2016 in je financiran z nepovratnimi sredstvi Kalifornijske komisije za energijo v višini 2.5 milijona dolarjev. Spomer pravi, da je pilot pomagal "zagotoviti, da imamo proces, ki deluje, proizvaja tržne litijeve izdelke, zlasti litijev hidroksid za baterije, in je komercialno uspešen."

EnergySource črpa litij iz slanice z lastniško tehnologijo, ki jo je razvila, imenovano iLiAD, za katero podjetje pravi, da je najučinkovitejša v industriji. Za razliko od Berkshire Hathaway in Controlled Thermal načrtuje EnergySource tudi pridobivanje in prodajo cinka in mangana, pridobljena iz slanice.

"Ponavadno ne vlagamo zahtevkov, razen če smo zelo prepričani, da jih lahko izpolnimo," pravi Spomer.

Generalni direktor Controlled Thermal Rod Colwell je podobno optimističen. »Pridobivanje mineralov iz geotermalne slanice ali celo samo slanice poteka v podjetju Dow Chemical že 80 let. To ni nič novega in nenavadnega,« pravi Colwell, čigar podjetje s sedežem v okrožju Imperial v Kaliforniji izvaja svojo prvo preskusno vrtino v primerno poimenovani Hell's Kitchen na vroči, prašni jugovzhodni obali Saltonovega morja.

"Edini način, kako ga bomo optimizirali, je, da ga izvajamo."

Ime spominja na čas, ko je bilo območje pravzaprav otok v jezeru, preden se je voda umaknila in ga spremenila v polotok. V dvajsetih letih prejšnjega stoletja ekscentričen lokalni podjetnik kapitan Charles E. Davis je vodil kavarno in plesišče, imenovano Hell's Kitchen, na otoku Mullett, ki je bil takrat znan.

Trenutno ni nobenega znaka te pisane preteklosti in malo, kar bi kazalo na njegovo veliko prihodnost. Lokacija podjetja Controlled Thermal, nasproti razpadajoče stare kamnite hiše, kmetijskih polj in poleg namakalnega kanala, je sestavljena iz enega samega parnega stolpa, ki je bil nedavno zgrajen nad preskusno vrtino, in približno 10 začasnih struktur, ki spominjajo na priklopnike poltovornjakov, ki predelujejo slanico iz vrtine. . Mesto je bilo konec lanskega leta videti bolj impresivno, ko se je nad njim začasno dvigala ogromna večnadstropna vrtalna ploščad.

Če bo šlo vse po sreči, bo čez približno dve leti na tem mestu visokotehnološki kompleks s kombinirano elektrarno za geotermalno energijo in objektom za litij, ki spominja na eno od Muskovih Teslinih Gigatovarn.

Potem ko Controlled Thermal naslednje leto na tem mestu odpre elektrarno, Colwell želi, da bi v naslednji fazi projekta lahko proizvedli 25,000 metričnih ton litijevega karbonata, prečiščeno obliko, ki jo potrebujejo izdelovalci baterij, komercialno delovanje pa bi se začelo leta 2024. Podjetje namerava vztrajno širiti in dodajati več geotermalnih vrtin, da bi sčasoma proizvedli do 75,000 ton na leto - podvig, ki bo stal "v milijardah", je dejal Colwell, ne da bi pojasnil.

»Edini način, kako ga bomo optimizirali, je, da ga izvajamo,« je dejal in priznal, da lahko pride do težav. "Samo predpostavi, da tega nikoli ne boš dobil prav na papirju."

Berkshire Hathaway Energy, zadnji od treh proizvajalcev litija v Saltonskem morju, je prav tako sredi testiranja svoje tehnologije. Pred kratkim je odprl svoj prvi testni obrat za ekstrakcijo litija v dvonadstropni industrijski stavbi kaki barve, ki meji na eno od njegovih geotermalnih elektrarn. Ob 10. velikosti prihodnjega komercialnega objekta je bil objekt financiran s 14.9 milijona dolarjev ministrstva za energijo ZDA in 6 milijonov dolarjev kalifornijske komisije za energijo. Podjetje ima trenutno sedemkrat večjo zmogljivost za proizvodnjo geotermalne energije v svojih 10 obratih Salton Sea kot en sam objekt, ki ga uporablja EnergySource, in bo verjetno največji proizvajalec litija, ko bo leta 2026 povečal proizvodnjo.

BHE je zavrnil sodelovanje v tej zgodbi. Jonathan Weisgall, podpredsednik za odnose z vlado za energetski oddelek Berkshire in član kalifornijske komisije Lithium Valley, se ni odzval na številne prošnje za komentarje o načrtih Salton Sea.

Nenamerne posledice

Naval litija v Kaliforniji je najnovejši vir navdušenja – in pričakovanja denarja in delovnih mest – v suhem, revnem delu države, ki je bil razočaran zaradi preteklih obetavnih dogodkov.

Salton Sea je največje celinsko vodno telo v državi, ki se nahaja približno eno uro jugovzhodno od Palm Springsa in nedaleč od letnega glasbenega festivala v Coachelli. To je bila cenovno ugodna družinska počitniška destinacija od dvajsetih do šestdesetih let prejšnjega stoletja, znana po dirkah s hitrimi čolni in posejana z moteli, restavracijami in kampi. Na vrhuncu je "Salton Riviera" celo remizirala več obiskovalcev kot nacionalni park YosemitePo San Diego Union-Tribune. Toda turistična dejavnost je zamrla, saj je njena slana voda postala strupena zaradi odtekanja kemikalij lokalnih kmetij. Onesnaženje je zdesetkalo tudi ribjo populacijo, kar je ogrozilo njeno vlogo glavne vmesne postaje za ptice selivke.

Danes so ostanki slavnih turističnih dni v Salton Seau večinoma mesta duhov, z izjemo kolonije umetnikov v parku prikolic v Bombay Beachu in Slab Cityja, skupnosti kampov v bližini geotermalnih polj, kjer prebivalci živijo izven omrežja v prikolicah in polprikolicah. -stalni domovi, ki si delijo skupno prho, ki se napaja iz pomladi. Povprečni dohodek gospodinjstva na tem območju je 46,222 $, kar je 40 % pod državnim povprečjem, stopnja revščine pa je 18 %. Strupeni prah iz suhega jezera igra postelja je povezana z visokimi stopnjami astme, alergij in pljučnih bolezni za domačine, zlasti tiste, ki živijo blizu njegovega južnega konca, kjer bodo operacije z litijem.

"Kdo bo odgovoren za plačilo nenamernih posledic za javno zdravje čez pet, 10, 20 let?"

Nekateri prebivalci upajo, da bo litij pomenil delovna mesta in naložbe za območje, ki ga zelo potrebuje, vendar obstaja zaskrbljenost, da bi povečana industrijska dejavnost lahko poslabšala lokalne težave z onesnaževanjem, zlasti če se med postopkom ekstrakcije sproščajo toksini v slanici.

Lilac's Snydacker ugotavlja, da pridobivanje litija brez sproščanja toksinov slanice v zrak povzroča tehnične izzive. »Potrebujete način, kako rešiti te težave z nevarnimi snovmi in vse vrniti pod zemljo,« pravi. "Če ne morete ponovno vnesti tega materiala, nimate projekta."

»Vse, kar slišimo od podjetij, je, da bomo zlahka odstranili litij,« pravi Patricia Leal-Gutierrez iz severne obale jezera, ki sodeluje z lokalnimi organizacijami v regiji Salton Sea in je živela v dolino East Coachella vse življenje. "Za mnoge člane skupnosti, vključno z mano, vemo, da bo prišlo do nenamernih posledic."

"Kdo bo odgovoren za plačilo nenamernih posledic za javno zdravje čez pet, 10, 20 let?" je rekla. »Kajti ko pridemo do te točke, je običajno prepozno za odziv in breme pade na skupnost. Ukrepati moramo zgodaj in začrtati načine za reševanje prihodnjih nenamernih posledic.«

Ta posebna skrb ima zgodovino. Simbol, prvo podjetje, ki namerava črpati litij iz geotermalne slanice Salton Sea, leta 2015 ni uspelo — kmalu po tem, ko je zavrnil a Ponudba za nakup Muskove Tesle v vrednosti 325 milijonov dolarjev v preteklem letu.

Leal-Gutierrezova čustva so bila odmevna v nedavnem mnenje v Puščavsko sonce časopis konec avgusta dve drugi domačinki, zaskrbljeni zaradi novosti črpanja litija iz geotermalne slanice.

»Nočemo biti eksperimentalna območja za programe podnebnih sprememb, ki imajo nedokazane koristi in neznane vplive na okolje, kot je pridobivanje litija,« sta zapisali Cecilia Dora Armenta, ki že 29 let prebiva v Salton Cityju, in Elizabeth Jaime, mati dveh otrok z astma. "Skrbi nas, da so dobički, ki bodo posledica razvoja litija, za odločevalce pomembnejši od našega zdravja."

Spomer iz EnergySource pravi, da poskuša podjetje obveščati domačine, organizira javna srečanja in razpravlja o nedavno dokončanem poročilu o vplivu na okolje, ki je bilo predloženo državi. "Čeprav se je pojavilo zelo malo ljudi," je dejal. Od takrat je dejal, da podjetje distribuira informacijske pakete in je pripravljeno organizirati več dogodkov. "Z veseljem jim razkažemo in povemo, kaj počnemo."

Litij z "zaprto zanko".

Kalifornija ni edina država z bogatim potencialom litija. Sosednja Nevada ima znatna nahajališča v bližini prelaza Thacker. Toda pridobivanje iz tega vira bi pomenilo izpiranje iz gline, napolnjene z materialom, z uporabo kisline. Poleg potencialne okoljske škode projektu nasprotuje lokalni Ppripadniki plemena aiute-Shoshone, ki menijo, da je regija sveta, saj je bila prizorišče pokola.

Dejstvo, da bi se litij Salton Sea lahko izognil škodljivim učinkom rudarjenja in prekomerne porabe vode, je ključni razlog, da želi General Motors sodelovati s podjetjem Controlled Thermal in je v podjetje vložil nerazkrit znesek.

»Neposredno pridobivanje litija« v regiji se izogiba jezercem, ki se uporabljajo v Južni Ameriki, in jalovini, ki nastane pri rudarjenju trdih kamnin, zaradi česar je »sistem zaprtega kroga«, pravi Timothy Grewe, ki vodi GM-ovo strategijo elektrifikacije in inženiring baterijskih celic. "Nastavljen je tako, da bo dobavna veriga z veliko nižjimi stroški."

Kljub temu proizvajalec avtomobilov ve, da obstajajo ovire. "Morate se soočiti z resničnostjo proizvodnje velikih količin," pravi Grewe. »Koliko v resnici stane kapitalizacija neposrednega pridobivanja litija? Kaj se zgodi, ko se slanica spremeni in pride ven v drugačno slanico vulkana?«

Njegova vprašanja najverjetneje ne bodo dobila odgovora še nekaj let, saj se bo proizvodnja začela povečevati.

To podjetju Controlled Thermal ni preprečilo, da bi našel druge stranke: skupaj z GM ima tudi dogovor o prodaji litija podjetju Stellantis za njegove dejavnosti EV. Colwell prav tako pravi, da pogosto potuje v Azijo, da bi se srečal s korejskimi in japonskimi podjetji za baterije, za katere upa, da bodo sčasoma locirale proizvodnjo katod blizu regije Salton Sea. "To je samo komercialno in okoljsko smiselno," pravi.

Zaenkrat je edino podjetje za baterije, ki pravi, da se namerava pridružiti operaterjem litija, Statevolt, evropski startup, ki aprila zgradil bo 4 milijarde dolarjev vredno tovarno in pridobival litij iz Controlled Thermal. Statevolt ni odgovoril na zahtevo po podrobnostih o tem, kdaj bi se ta objekt lahko odprl in kolikšen del njegovega financiranja je zagotovljen.

»Razširitev na predstavitev zahteva delo. Potem je za prehod od predstavitve do reklame potrebno veliko dela.«

Toda za zdaj podjetja, kot je Redwood Materials, ki reciklira kovine iz baterij in elektronike ter se pripravlja na izdelavo litijevih katod na novem rastlina v Nevadi za baterije za električna vozila, nimajo načrtov za pridobivanje litija iz regije Salton Sea. Generalni direktor JB Straubel, soustanovitelj Tesle, ni želel komentirati svojih pričakovanj glede litija Salton Sea.

Weisgall iz Berkshira je aprila med javnim forumom, ki ga sponzorira UC Riverside, opozoril, kako se bodo stvari nadaljevale v Saltonskem morju. Črpanje litija iz geotermalne slanice je bilo »opravljeno v laboratoriju, vendar je za razširitev na predstavitev potrebno delo. Potem je za prehod od predstavitve do reklame potrebno veliko dela.«

»To ni alkimija; litij je tam,« je dejal Weisgall. "Toda to moramo narediti na pravi način."

VEČ OD FORBES

VEČ OD FORBESNajbolje plačani teniški igralci 2022: Nova generacija prevzema mesto od Federerja in SereneBy Brett Knight
VEČ OD FORBESTikTok, bolnišnice in aplikacije za mentorstvo: številne lovke kitajskega tehnološkega velikana ByteDanceBy Alexandra S. Levine
VEČ OD FORBESNovo nepremičninsko podjetje soustanovitelja WeWork Adama Neumanna zveni zelo podobno tistemu, v katerega je vložil pred dvema letomaBy Iain Martin
VEČ OD FORBESVeč kot polovica vseh poslov z bitcoini je lažnihBy Javier Paz