En 1864, hace más de un siglo, la gente descubrió una fuente termal en Cornualles, a 450 metros bajo tierra. Estaba en la mina de cobre Wheal Clifford en las afueras de la ciudad minera de Redruth. Las muestras se recogieron en botellas de vidrio sumergidas en agua burbujeante, se sellaron cuidadosamente y se enviaron para su análisis. El resultado fue una gran cantidad de litio encontrada: 8-10 veces más litio por galón que cualquier fuente termal probada anteriormente. Por lo tanto, los científicos comenzaron a sospechar que podría tener "un valor comercial enorme". Pero no fue necesario extraer este mineral en Gran Bretaña en el siglo XIX, y esta agua rica en litio se ha utilizado durante más de 150 años a una temperatura de 50 ° C. Hasta el otoño de 2020, cuando se confirmó que una ubicación cerca de Wheal Clifford en Cornwall tenía uno de los contenidos de litio más altos en agua geotérmica del mundo.
Y ahora, en estos tiempos, no hay duda sobre el valor comercial del litio. No solo se utiliza para fabricar teléfonos inteligentes o computadoras portátiles, sino que ahora se ha convertido en un elemento clave en la transición hacia la energía limpia. El litio es una forma indispensable para las baterías de los vehículos eléctricos y para almacenar la energía producida por recursos renovables, de modo que el litio pueda liberarse de manera continua y confiable. En los últimos años, la demanda ha aumentado, lo que coincide con el aumento de la fabricación de vehículos eléctricos y el deseo de eliminar gradualmente los vehículos con motor de combustión interna en muchos países, incluidos el Reino Unido, Suecia, los Países Bajos, Francia, Noruega y Canadá. De hecho, según datos del Banco Mundial, para 2050, para lograr los objetivos climáticos globales, la demanda de litio será cinco veces mayor que la capacidad minera actual.
Pero hay un gran problema. La obtención de litio a través de métodos convencionales tiene sus propios costos ambientales, o la suma de tres costos: emisiones de carbono, uso del agua y uso de la tierra. Actualmente, el litio proviene principalmente de minas de roca dura, como las de Australia, o de depósitos de salmuera subterráneos debajo de la superficie de lechos de lagos secos, principalmente de Chile y Argentina. La minería de roca dura implica extraer minerales de minas a cielo abierto y luego tostarlos con combustibles fósiles, lo que deja cicatrices en el paisaje y requiere grandes cantidades de agua. El análisis del experto en materias primas Minviro de la compañía de energía geotérmica y litio Vulcan Energy Resources muestra que cada tonelada de litio también liberará 15 toneladas de dióxido de carbono.
Otra opción convencional es la extracción de litio de reservorios subterráneos, lo que requiere más agua para extraer litio, esta opción se lleva a cabo en zonas del mundo muchas veces con escasez de agua, lo que ha llevado a las comunidades indígenas a cuestionar su sostenibilidad. El litio se extrae del agua geotérmica (salmuera) no solo en Cornualles, sino también en Alemania y Estados Unidos. En comparación con la minería de reservorios subterráneos, este método tiene una huella ambiental menor debido a sus muy bajas emisiones de carbono. La salmuera geotérmica es una solución salina concentrada caliente que ha circulado a través de rocas muy calientes y es rica en elementos como litio, boro y potasio. En otras palabras, el proceso de extracción de litio de la roca sólida, que consume energía, es impulsado en este caso por energía geotérmica natural.
La concentración máxima de agua salada en las minas de Cornualles es de 260 miligramos por litro y el caudal es de 40 a 60 litros por segundo. Según las estimaciones de Cornish Lithium, este tipo de litio es suficiente para fabricar una batería de teléfono inteligente típica (2-3 gramos). La demanda de litio con una menor huella ambiental parece estar creciendo. Alex Keynes, de la Organización de Transporte y Medio Ambiente de la Organización de Bruselas, dijo que algunos fabricantes de automóviles, como Mercedes-Benz y Volkswagen, han comenzado a considerar el impacto ambiental y social de sus cadenas de suministro en la producción de vehículos eléctricos. Keynes dijo que es preferible utilizar litio reciclado de baterías y productos electrónicos reciclados que extraer más litio. "Dado que podemos ver una gran demanda en los próximos años, [esto] significará que necesitamos usar sistemas de extracción".
Añadió: "En este sentido, la recuperación de litio de la salmuera geotérmica parece prometedora". El descubrimiento del litio en 1864 finalmente dio sus frutos. Cornish Lithium, una empresa fundada por el exbanquero de inversiones Jeremy Wrathall en 2016, planea extraer cantidades potencialmente grandes de la salmuera de una famosa mina cerca de Redruth en el Reino Unido. Su empresa tiene dos proyectos de desarrollo principales: uno en una planta geotérmica profunda, en cooperación con una empresa de ingeniería geotérmica desarrolladora de energía. La compañía eléctrica ha planeado producir calor y electricidad sin carbono a partir de agua caliente que contiene litio a 5,2 kilómetros bajo tierra. Este proyecto de energía geotérmica profunda se llama United Downs.
Los compuestos de sodio y magnesio en el agua en esta ubicación también son bajos, lo que es un signo prometedor porque estos minerales hacen que la extracción de litio sea más difícil y costosa. En agosto, el proyecto recibió un apoyo de US $ 5,3 millones del gobierno británico, lo que le permitió construir una planta piloto de extracción de litio en los próximos dos años. El segundo sitio de litio geotérmico se encuentra junto al proyecto United Downs. La evaluación del potencial de extracción de litio a una profundidad de 1 km bajo tierra ya está en progreso. Según Lucy Crane, geóloga senior de litio en Cornwall, es posible extraer litio del agua geotérmica de Cornualles debido a los avances en la tecnología de exploración y extracción. El equipo está utilizando diferentes fuentes de datos para determinar la ubicación más probable del litio.
Explicó: "Cornualles tiene un increíble patrimonio minero de 4.500 años, lo que significa que hay mucha información en el suelo subterráneo". Algunos mapas históricos están dibujados a mano en grandes trozos de papel kraft (pieles de animales utilizadas para escribir en la historia). Los realizadores de los documentales de litio de Cornualles lo fotografiaron y lo cosieron digitalmente para convertir la información geológica en un mapa 3D. De esta manera, los datos de las décadas de 1860, 1900 y 1960 se pueden combinar y superponer con información moderna de satélites y drones. Crane dijo: "Esta es una forma muy poderosa de combinar conjuntos de datos. Le permite determinar de manera efectiva la posición de escaneo en el campo". "Entonces, cuando entremos en la fase de perforación, encontraremos algo lo más seguro posible. Desde un punto de vista económico, esta es una mejor opción, pero también minimiza el impacto ambiental del proceso de exploración".
Los avances en la tecnología también han hecho posible extraer litio de la salmuera. El equipo planea utilizar una tecnología denominada extracción directa de litio (DLE), que ha sido desarrollada por empresas de Estados Unidos, Alemania y Nueva Zelanda. Jade Cove, una firma consultora con sede en San Francisco, dijo que hay hasta 60 variantes de tecnología DLE para rastrear nuevas tecnologías mineras y energéticas. Pero el proceso básico implica el uso de tecnologías como la nanofiltración o las resinas de intercambio iónico, que actúan como tamices químicos y solo recogen selectivamente cloruro de litio (la principal forma de litio que se encuentra en el agua salada), dejando atrás otras sustancias. agua. El cloruro de litio se recupera del tamiz, por ejemplo, las perlas de resina se lavan con agua pura y luego el agua restante se inyecta en el suelo a través del pozo.
Luego, el cloruro de litio se purifica y se concentra para producir hidróxido de litio, que se compone de baterías. Pero esta no es la única forma de obtener litio de la salmuera geotérmica. En los Estados Unidos, William Stringfellow, director del Programa de Investigación de Ingeniería Ecológica del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, está investigando diferentes métodos para extraer litio de la salmuera en el Departamento de Energía de los Estados Unidos. Una de las sugerencias es usar un solvente diseñado para recolectar iones de litio para extraer litio de la salmuera. Otros incluyen el uso de membranas que solo permiten el paso de los iones de litio y la separación electroquímica, en la que los iones de litio son atraídos por los electrodos cargados. Stringfellow dijo: "DLE no es necesariamente la única tecnología, pero es la primera tecnología que se aplica".
Cada método tiene un gran obstáculo: obtener litio solo del agua. Stringfellow dijo: "Hay muchas otras sustancias en la salmuera que pueden interferir con el proceso de extracción del litio (como el sodio y el magnesio). Por lo tanto, debe controlarse y eliminarse". Estados Unidos y Alemania también están realizando investigaciones y planean desarrollar la extracción geotérmica de litio. El área alrededor del Mar Salton, el lago poco profundo en el centro de California y el segundo campo geotérmico más grande de los Estados Unidos, se llama el "Valle de Litio". La Comisión de Energía de California estima que este campo puede satisfacer el 40% de la demanda mundial de litio. El comité predijo en una encuesta publicada en marzo de este año que el suministro de carbonato de litio en la región puede superar las 600.000 toneladas por año. Esto generará US $ 7.2 mil millones por año a un precio de US $ 12.000 por tonelada.
La esperanza es que la minería de litio no solo pueda proporcionar a las familias una fuente más limpia de batería de litio, sino que también mejore significativamente la economía de la producción de energía renovable a partir de recursos geotérmicos. Actualmente, solo el 6% de la electricidad de California proviene de energía limpia. Stringfellow dijo: "Todos tienen grandes esperanzas, como la nueva fiebre del oro". "Esta es un área económicamente lenta, por lo que la gente está muy entusiasmada con el hecho de que obtener litio traerá un repunte económico". Hay expectativas similares en Alemania, donde el valle del Rin es el centro de la naciente industria geotérmica del litio del país. Vulcan Energy Resources planea bombear salmuera geotérmica caliente a la superficie y usar el calor para impulsar su proceso de extracción de litio y devolver el exceso de calor a la red.
En noviembre, la empresa anunció que su proyecto principal tiene grandes reservas, con una concentración de litio de 181 mg por litro. Llevará a cabo un estudio de viabilidad integral en 2021, con el objetivo de expandirse a toda la producción comercial de litio en 2023-2024. El CEO de Vulcan, Francis Wedin, dijo en una conferencia de la industria en octubre: "Tenemos suficientes recursos para satisfacer la gran demanda en el mercado europeo durante muchos años". El Valle del Rin está ubicado en el corazón de la región automotriz alemana, lo que dará a las fábricas de litio una ventaja comercial en el suministro de productos para los fabricantes de automóviles eléctricos. Sin embargo, esto también reduce en gran medida las emisiones de carbono asociadas con el transporte de litio desde el extranjero. Como resultado, la compañía planea vender su litio como "carbono cero".
Ya en Cornualles, la producción sin carbono también era el objetivo del proceso de producción de litio de Cornualles, que se puede ejecutar con energía geotérmica. Si su proyecto piloto tiene éxito, Cornwall Lithium confía en que puede desarrollar plantas en toda la región. Crane dijo: "Todas las tecnologías limpias necesarias para hacer frente al cambio climático, ya sean turbinas eólicas, paneles solares o baterías, requieren una gran cantidad de minerales". "Necesitamos asegurarnos de que estos materiales se extraigan de la manera más responsable, de lo contrario desaparecerán algunas de las razones para desarrollar estas tecnologías". Un total de baterías de litio de emisión cero puede tardar varios años en alimentar su automóvil u otros equipos.
Sin embargo, si el litio libre de carbono despega de la forma en que esperan sus defensores, se convertirá en un ejemplo indispensable y poderoso de una fuente sostenible de energía sostenible.
Fuente:
https://www.bbc.com/mundo/vert-fut-55223891
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