Hvordan geotermiske anlæg kunne låse op for store forsyninger af lithium i det amerikanske vesten

Genudgivet af Platon

Abonnenter: 0

Geotermisk energi har længe været det glemte medlem af ren energifamilien, overskygget af relativt billige sol og vindkraft på trods af dets dokumenterede potentiale. Men det kan snart ændre sig, af en uventet grund.

Geotermiske teknologier er på nippet til at frigøre enorme mængder lithium fra naturligt forekommende varme saltlage under steder som Californiens Salton Sea, to timers kørsel fra San Diego.

Lithium er essentielt for lithium-ion-batterier, hvilken magt elektriske køretøjer og energilagring. Efterspørgslen efter disse batterier er hurtigt stigende, men den USA er i øjeblikket stærkt afhængig af lithiumimport fra andre lande; det meste af landets lithiumforsyning kommer fra Argentina, Chile, Rusland og Kina. Evnen til at genvinde kritiske mineraler fra geotermiske saltlage i USA kan have vigtige konsekvenser for energi- og mineralsikkerhed, såvel som globale forsyningskæder, arbejdsstyrkeovergange og geopolitik.

Som en geolog der arbejder med geotermiske saltlage og en energipolitisk forsker, mener vi, at denne teknologi kan styrke landets kritiske mineralforsyningskæde på et tidspunkt, hvor bekymringer om forsyningskædens sikkerhed stiger.

Nok Lithium til langt overstiger dagens amerikanske efterspørgsel

Geotermisk kraft planter bruger varme fra Jorden til at generere en konstant forsyning af damp til at drive turbiner, der producerer elektricitet. Planterne fungerer ved at bringe en kompleks saltopløsning op, der ligger langt under jorden, hvor den absorberer varme og er beriget med mineraler som lithium, mangan, zink, kalium og bor.

Geotermiske saltlage er den koncentrerede væske tilbage efter at varme og damp er udvundet på et geotermisk anlæg. I Salton Sea-anlæggene indeholder disse saltlage høje koncentrationer (ca. 30 procent) af opløste faste stoffer.

Hvis testprojekter, der nu er i gang, viser, at lithium af batterikvalitet kan udvindes omkostningseffektivt fra disse saltlage, kan 11 eksisterende geotermiske anlæg langs Saltonhavet alene have potentialet til at producere nok lithiummetal til at levere ca. 10 gange og nuværende amerikanske efterspørgsel.

Tre geotermiske operatører på det geotermiske felt i Saltonhavet er i forskellige stadier af design, konstruktion og test af pilotanlæg til direkte lithiumudvinding fra de varme saltlage.

Ved fuld produktionskapacitet kunne de 11 eksisterende kraftværker nær Saltonhavet, som i øjeblikket genererer omkring 432 megawatt elektricitet, også producere ca. 20,000 tons lithiummetal Per år. Den årlige markedsværdi af dette metal ville være over 5 milliarder dollars til nuværende priser.

Satellitbillede af Saltonhavet, der viser en bred dal — Salton Trough, set fra en satellit med Saltonhavet i midten, er en sprækkedal, der strækker sig fra øst for Los Angeles, øverst til venstre, til Californiens Golf, synlig nederst til højre. San Andreas forkastningssystemet krydser her, hvor to tektoniske plader mødes. Billedkredit: Jesse Allen/NASA Earth Observatory

Geopolitiske risici i lithiumforsyningskæden

Eksisterende lithiumforsyningskæder er fyldt med usikkerheder, der sætter spørgsmålstegn ved mineralsikkerhed for USA.

Ruslands krig i Ukraine og konkurrence med Kina, samt tætte bånd mellem Rusland og Kina, understrege de geopolitiske implikationer af den mineralintensive rene energitransformation.

Kina er i øjeblikket førende inden for lithiumbehandling og fremskaffer aktivt lithiumreserver fra andre store producenter. Kinesiske statsmineoperatører ejer ofte miner i andre lande, som producerer andre vitale rene energimineraler som kobolt og nikkel.

Der er i øjeblikket ét lithiumproduktionsanlæg i USA. Denne facilitet i Nevada udvinder saltvandsvæske og koncentrerer lithiumet ved lader vandet fordampe in store, lavvandede damme. I modsætning hertil returnerer processen til udvinding af lithium, mens der produceres geotermisk energi, vandet og saltvandet til Jorden. Tilføjelse af en anden indenlandsk kilde til lithium kan forbedre energi- og mineralsikkerheden for USA og dets allierede.

Mangel på politisk støtte

Geotermisk kraft repræsenterer i dag mindre end 0.5 procent af elproduktionen i brugsskalaen i USA.

En grund til, at det forbliver en stillestående energiteknologi i USA, er manglen på stærk politisk støtte. Foreløbige fund fra en forskningsundersøgelse bliver udført af en af os indikerer, at en del af problemet bunder i uenigheder blandt ældre og nyere geotermiske virksomheder selv, herunder hvordan de taler om geotermisk energis fordele med politikere, investorer, medier og offentligheden.

Geotermisk energi har evnen til at komplementere sol- og vindenergi som en baseload strømkilde—den er konstant, i modsætning til solskin og vind - og for at give energi- og mineralsikkerhed. Det kunne også tilbyde en professionel bro for olie-, gas- og kulansatte til overgangen til en ren energiøkonomi.

Industrien kunne drage fordel af politikker som risikobegrænsende midler at mindske omkostningerne til boreefterforskning, bevilge programmer for at demonstrere innovationer, langsigtede elkontrakter, or skatteincitamenter.

Tilføjelse af produktionen af kritiske metaller som lithium, mangan og zink fra geotermiske saltlage kan give geotermiske elkraftoperatører en ny konkurrencefordel og hjælpe med at få geotermisk på den politiske dagsorden.

Geotermisk energi får et løft i Californien

Tendenser kan bevæge sig i den rigtige retning for producenter af geotermisk energi.

I februar vedtog California Public Utilities Commission en ny Foretrukken systemplan, der opfordrer staten til at udvikle 1,160 megawatt af ny geotermisk elektricitet. Det er oven i en 2021 beslutning om at indkøbe 1,000 megawatt fra nul-emissioner, vedvarende, fast genererende ressourcer med en kapacitetsfaktor på 80 procent - som kun kan opfyldes af geotermiske teknologier.

Californiens beslutninger var primært beregnet til at supplere intermitterende vedvarende energi, som sol og vind, og pensioneringen af Diablo Canyon atomkraftværket. De antyder, at æraen med geotermisk energi som den glemte vedvarende energi kan være ved at ende.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.

Billede Credit: WikiImages / 1175 billeder

Tidsstempel: Marts 23, 2022