يمكن للطاقة الحرارية الأرضية أن تغير طريقة الحصول على الليثيوم

يشتهر جنوب غرب إنجلترا بسواحلها الرائعة وريفها الأخضر والمأكولات البحرية الطازجة. إذا سار كل شيء كما هو مخطط له ، يمكن إضافة سلسلة أخرى إلى قوس المنطقة خلال السنوات القليلة المقبلة: استخراج الليثيوم.

في مقاطعة كورنوال ، تبذل الجهود للاستفادة من الموارد الطبيعية للمنطقة وإنشاء صناعة يمكنها في يوم من الأيام إنتاج الطاقة المتجددة وإنشاء مصدر محلي للليثيوم.

إلى جانب استخدامه في الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر والأجهزة اللوحية ومجموعة من الأدوات الأخرى المرادفة للحياة الحديثة ، يعد الليثيوم أمرًا بالغ الأهمية للسيارات الكهربائية وتخزين البطاريات ، وهما تقنيتان لهما دور كبير في تحول الكوكب إلى مستقبل منخفض الانبعاثات. .

ومن الأمثلة على كيفية تقدم هذا القطاع الناشئ خلال السنوات القليلة المقبلة شركة Geothermal Engineering Ltd ، وهي شركة مقرها بالقرب من بلدة كورنيش ريدروث المتخصصة في تطوير وتشغيل مشاريع الطاقة الحرارية الأرضية.

إلى جانب عمليات الطاقة المتجددة المخطط لها ، تعمل GEL أيضًا على مشروع تجريبي يتمحور حول استخراج الليثيوم من المياه الحرارية الجوفية. إنه تعاون مع شركة أخرى ، Cornish Lithium ، عبر مشروع مشترك أطلق عليه GeoCubed.

"الهدف هو إثبات أن هيدروكسيد الليثيوم ، وهو مكون رئيسي لبطاريات الليثيوم أيون المستخدمة في السيارات الكهربائية ، يمكن إنتاجه في كورنوال من المياه الحرارية الجوفية التي تحدث بشكل طبيعي مع بصمة خالية من الكربون" ، كما يقول جيل.

يركز المشروع في كورنوال على الاستخراج المباشر لليثيوم ، أو DLE. وفقًا للمختبر الوطني للطاقة المتجددة التابع لوزارة الطاقة الأمريكية ، يمكن تجميع التقنيات الكامنة وراء DLE "على نطاق واسع في ثلاث فئات رئيسية: الامتزاز باستخدام مواد مسامية تمكن من ربط الليثيوم ، والتبادل الأيوني ، واستخراج المذيبات."

في حين أن هناك إثارة حول إمكاناتها ، يحذر NREL من أنها "تظل مهمة صعبة" لتوسيع نطاق الأساليب المذكورة أعلاه إلى ما تسميه "قدرة الإنتاج الكاملة".

"على سبيل المثال ، يعد تطوير مادة صلبة ترتبط بالليثيوم فقط تحديًا كبيرًا في محلول ملحي حراري يحتوي على العديد من المعادن والفلزات" ، كما تقول.

تأتي المشاريع مثل المشروع الموجود في كورنوال في وقت تتزايد فيه المخاوف بشأن الاستدامة والحوكمة البيئية والاجتماعية والمؤسسية. يعد أمان سلاسل التوريد العالمية مشكلة أخرى ، خاصةً عندما تهيمن على الغالبية العظمى من إنتاج الليثيوم حاليًا دول بما في ذلك تشيلي والصين وأستراليا والأرجنتين.

في ظل هذه الخلفية ، قد يكون تسويق طرق أقل كثافة وأكثر محلية ويسهل الوصول إليها للحصول على الليثيوم أمرًا بالغ الأهمية في المستقبل.

تضع الاقتصادات الكبرى وشركات تصنيع السيارات أيضًا خططًا لزيادة عدد المركبات الكهربائية على طرقنا. في الوقت نفسه ، لا يُظهر الدفع لتوسيع قدرة الطاقة المتجددة أي علامة على التراجع.

جوليا بوليسكانوفا هي مديرة أولى للتنقل الإلكتروني في Transport & Environment ، وهي مجموعة حملات مقرها في بروكسل. في حديثها إلى CNBC ، وصفت الليثيوم بأنه "لا يمكن الاستغناء عنه في جميع التحولات الخضراء لدينا."

عندما يتعلق الأمر بالتوريد المستدام للليثيوم والمواد الأخرى ، قالت بوليسكانوفا ، "من الواضح أن الغالبية العظمى منها يجب أن تأتي من نماذج الأعمال الدائرية ، وعلى الأخص إعادة التدوير".

وأشارت إلى أنه سيكون هناك "نمو وطلب هائل حقًا" خلال العقود القليلة القادمة. سيتطلب ذلك ، في المدى القصير إلى المدى المتوسط ​​، تقنيات استخراج جديدة.

وتوسعت في وجهة نظرها ، فقالت إن غالبية الليثيوم الذي سيستخدم في عام 2030 لم يتم استخراجه بعد.

قالت: "هذا هو المكان الذي يأتي فيه الليثيوم الحراري الأرضي ، لأن الليثيوم الجديد ، والموارد الجديدة التي نحتاجها ... يجب أن يتم تعدينها بشكل مستدام ويجب أن يكون لها أقل تأثير على البيئة ومجتمعاتنا."

سيركز مصنع GeoCubed التجريبي الذي تبلغ تكلفته 4 ملايين جنيه إسترليني (5.46 مليون دولار) على مجموعة من تقنيات استخراج الليثيوم المباشر. الهدف العام هو تطوير مصنع تجاري في نهاية المطاف في مشروع يونايتد داونز للطاقة الحرارية الأرضية العميقة التابع لشركة جيل.

في مقابلة مع CNBC ، أوضح Ryan Law ، مؤسس GEL ومديرها العام ، الفرصة التي كانت شركته تتطلع للاستفادة منها. وأوضح لو أن كورنوال تحت سطحها هي موطن لكثير من صخور الجرانيت التي بدورها تحتوي على نسبة عالية من الليثيوم.

قال: "مزيج صخور الجرانيت الغنية بالليثيوم والماء الساخن - الماء الساخن يمكن أن يمتص المزيد من الليثيوم - يعني أن الماء الذي نجلبه إلى السطح في يونايتد داونز لتشغيل محطة توليد الكهرباء لدينا يحتوي على نسبة عالية جدًا من الليثيوم". .

"الخطوة التالية هي: كيف نخرجها؟" ذهب القانون ليقول. "وهذا ما كنا نبحث عنه بالاشتراك مع عدد من الشركاء".

أوقات التغيير

GEL هي واحدة من عدة شركات تتطلع إلى تطوير مرافق تركز على استخراج الليثيوم المباشر. إلى جانب GeoCubed ، تعمل Cornish Lithium أيضًا في عدد من المشاريع الأخرى.

في مكان آخر ، في أبريل 2021 ، قالت شركة فولكان إنيرجي ريسورسز المدرجة في أستراليا إن مصنعها التجريبي المباشر لاستخراج الليثيوم ، الواقع في وادي الراين الأعلى بألمانيا ، بدأ عملياته.

في الولايات المتحدة في تشرين الثاني (نوفمبر) ، أعلنت شركة تسمى Controlled Thermal Resources أن برنامج الحفر الخاص بها في مشروع Hell's Kitchen Lithium and Power في كاليفورنيا قد بدأ.

في ذلك الوقت ، قال الرئيس التنفيذي رود كولويل إن الشركة "كانت في الموعد المحدد لتسليم أول 50 ميجاوات من الطاقة المتجددة الأساسية للمشروع في أواخر عام 2023 وما يقدر بنحو 20,000 طن من هيدروكسيد الليثيوم في عام 2024".

يجذب مشروع Hell's Kitchen انتباه بعض اللاعبين الرئيسيين. في الصيف الماضي ، قالت جنرال موتورز إنها "وافقت على تشكيل استثمار استراتيجي وتعاون تجاري مع الموارد الحرارية الخاضعة للرقابة لتأمين الليثيوم المحلي ومنخفض التكلفة."

أضافت شركة صناعة السيارات لاحقًا: "بصفتها المستثمر الأول ، ستمتلك جنرال موتورز الحقوق الأولى على الليثيوم الذي تنتجه المرحلة الأولى من مشروع Hell's Kitchen ، بما في ذلك خيار علاقة متعددة السنوات".

التطورات المذكورة أعلاه في مراحل مختلفة من التقدم ، ولكن إذا كانت قادرة على الإنتاج على نطاق واسع ، فقد يؤدي ذلك إلى تغيير بحري في طريقة حصاد الليثيوم.

وفقًا لـ NREL ، يتم الحصول على غالبية الليثيوم من "مناجم مفتوحة أو مياه مالحة تحتوي على الليثيوم تحت المسطحات الملحية."

ويصف الأخير بأنه يتضمن المياه المالحة التي تحتوي على الليثيوم "الذي يتم ضخه في أحواض كبيرة حيث يتبخر تحت أشعة الشمس".

يمكن أن تكون الآثار البيئية لمثل هذه العمليات كبيرة. يقول NREL إن كلاً من التعدين في الحفرة المفتوحة وطريقة المسطحات الملحية "يمكن أن تؤدي إلى تدمير الأرض ، والتلوث المحتمل ، وزيادة استهلاك المياه ، لا سيما في المناطق التي تعاني بالفعل من الجفاف والتصحر". ويضيف أنها تشغل أيضًا مساحة كبيرة.

على النقيض من ذلك ، يسمح DLE "بإمداد ليثيوم أكثر استدامة ، بما في ذلك استخدام الطاقة الحرارية الأرضية كمصدر للطاقة المتجددة للإنتاج."

وواصلت Poliscanova من Transport & Environment التأكيد على أهمية الليثيوم الجيوحراري المكمّل للجهود المبذولة في إعادة التدوير والأفكار حول الاقتصاد الدائري. وقالت لاحقًا إن إعادة التدوير يجب أن تكون "الأولوية الأولى".

يبدو بالفعل أن إعادة التدوير سيكون لها دور رئيسي تلعبه في المستقبل ، لا سيما في قطاع السيارات الكهربائية. يقول تيسلا Elon Musk ، على سبيل المثال ، إن جميع بطاريات الليثيوم أيون التي تم التخلص منها معاد تدويرها.

وبالعودة إلى تشرين الثاني (نوفمبر) ، قالت شركة البطاريات السويدية Northvolt إنها أنتجت أول خلية بطارية لديها بما وصفته بـ "النيكل والمنغنيز والكوبالت المعاد تدويره بنسبة 100٪."

بالعودة إلى كورنوال ، يستمر مشروع GeoCubed. في وقت سابق من هذا الشهر ، قالت إنها اختارت شركة تسمى Ross-shire Engineering لتزويد مصنعها التجريبي بالدعم المتعلق بالهندسة والمشتريات والبناء والتشغيل أو EPCC.

أشار بيانها أيضًا إلى اختبار المضخة الكهربائية الغاطسة الذي أجرته شركة GEL في أغسطس 2021 ، والذي نتج عنه جمع "عينة كبيرة من المياه الحرارية الجوفية".

قال GeoCubed إن مستويات تركيزات الليثيوم في العينة كانت "مشجعة" ، وأضاف أن "المنتجات الثانوية الرئيسية الأخرى مثل السيزيوم والروبيديوم والبوتاسيوم ثبت أنها في مستويات مرتفعة".

إذا سار كل شيء كما هو مخطط له ، فسيتم تشغيل المنشأة التجريبية بحلول نهاية مارس من هذا العام.