Estados Unidos quiere extraer litio de desechos geotérmicos para baterías
California y la administración Biden están impulsando incentivos para convertir a EE. UU. en el líder mundial en un mercado que comienza a crecer: la producción de litio, el metal ligero necesario para las baterías de los vehículos eléctricos y para almacenar energía renovable en las centrales eléctricas.
Actualmente, casi todo el litio que se usa en los Estados Unidos debe importarse de China y otros países. Pero esa tendencia podría cambiar dentro de dos años si se encuentra una forma eficiente de eliminar el litio de los desechos de las centrales eléctricas en California.
Desde la década de 1970, California ha construido centrales eléctricas para generar electricidad utilizando energía geotérmica: vapor producido por salmuera calentada por el magma del núcleo fundido de la Tierra. Ahora representa el 6 por ciento de la electricidad de California, pero es más cara de producir que otras formas de energía renovable como la solar y la eólica.
Pero si las aguas residuales del proceso, una salmuera blanca y espesa que contiene una mezcla de minerales y metales disueltos (incluido el litio), pudieran separarse, ese cálculo podría cambiar para poder extraer el litio.
El Mar de Salton en el Valle Imperial de California, uno de los dos grandes sitios de producción de energía geotérmica en el estado, podría producir hasta 600.000 toneladas de litio al año, según un estudio del Departamento de Energía.
Eso es más litio del que usa actualmente Estados Unidos. Podría generar $ 7.2 mil millones al año, y eso puede ser solo el comienzo de los beneficios económicos esperados. Se espera que la demanda mundial de litio se multiplique por diez para 2030.
El crecimiento esperado será impulsado por Estados Unidos, China, Europa y Japón a medida que impulsan más vehículos eléctricos para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero del transporte.
Los ingresos esperados y los empleos que podría generar una fuerte industria del litio en los EE. UU. han obligado a algunos líderes optimistas de California a darle al auge potencial un nombre esperanzador: «Lithium Valley». Hay otros sitios potenciales de extracción geotérmica en el estado, así como en Arizona y Nevada.
Pero también hay un inconveniente.
«Si bien aislar el litio de la salmuera que se lleva a la superficie durante un ciclo de producción geotérmica suena simple, no es nada fácil», explicó Will Stringfellow, un científico que lidera la investigación del litio en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del Departamento de Energía de EE. UU.
También hay problemas complejos de química, ingeniería y cadena de suministro que resolver, explicaron él y otros científicos en un informe reciente.
apoyo federal
Para ayudar a encontrar una solución, la administración de Biden ha invertido $30 millones para financiar tecnologías de próxima generación para mejorar el proceso.
Eso incluyó una competencia de $ 4 millones en la que equipos de investigación de 15 universidades intentaron diseñar un proceso de separación de litio. La mayoría de ellos planea extraer litio de las aguas residuales utilizando varias membranas.
“Los esfuerzos para construir resiliencia en la oferta, las cadenas de suministro y maximizar el desarrollo económico han llegado al corazón de esta administración”, explicó en una entrevista Alejandro Moreno, jefe del Departamento de Energía del Departamento de Energía y Subsecretario Adjunto de Energía Renovable.
Él espera que para 2023, la competencia resulte en tres diseños ganadores para tecnologías que pueden extraer litio de manera rentable y ambientalmente racional.
«Fuimos los primeros en probarlo», dijo, señalando los esfuerzos para producir litio a partir de procesos de plantas de energía geotérmica existentes.
El litio se extrae en algunos países, pero según el estudio de Berkeley, la «forma principal» de obtenerlo es bombear agua salada caliente a la superficie y luego bombearla a depósitos similares a piscinas, donde finalmente se evapora por la luz solar. .
El proceso puede demorar hasta dos años, e incluso entonces, solo se elimina el 50 por ciento del litio.
Un informe del Departamento de Energía de EE. UU. señaló que la falta de desarrollo de los recursos de litio a nivel nacional representaría un riesgo para la seguridad nacional. «Las cadenas de suministro de nuestros sectores de transporte, servicios públicos y aviación serán vulnerables y dependerán de las tecnologías críticas necesarias para el avance de los demás», dijo.
Señaló que el Departamento de Defensa necesitará baterías de iones de litio avanzadas para una variedad de usos, incluido el almacenamiento de energía y la aviación. La industria de la aviación comercial de EE. UU. comenzará a utilizar «aviones de cercanías totalmente eléctricos o híbridos eléctricos» en «alrededor de una década», según el informe del Departamento de Energía de EE. UU.
Los aviones totalmente eléctricos pueden usar baterías de próxima generación que son más potentes y quizás más livianas para «aviones grandes regionales y de clase 737 de un solo pasillo».
Incentivos de California
Es posible que la naturaleza le haya dado a California un antiguo impulso para crear un mercado de litio en la forma de la falla de San Andrés, la línea divisoria entre dos placas tectónicas que recorre 750 millas a lo largo del estado.
La falla genera terremotos, pero también proporciona un camino para la salmuera calentada cerca de la superficie de la Tierra, donde se formaron los antiguos lechos de los lagos.
Para ayudar a aprovechar esta maravilla natural, la Comisión de Energía de California ha otorgado subvenciones multimillonarias a tres empresas que están planificando sus propios proyectos avanzados para crear un mercado nacional de litio.
La legislatura del estado creó una Comisión de Extracción de Litio de 14 miembros en California para trabajar con la EPA y el DOE para desarrollar otros incentivos que podrían usarse para fomentar la formación de la industria del litio.
Se espera que el informe se presente en octubre de 2023.
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