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Come le centrali geotermiche potrebbero sbloccare vaste forniture di litio nell'ovest americano

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centrale geotermica al litio

L'energia geotermica è stata a lungo il membro dimenticato della famiglia dell'energia pulita, messa in ombra da quella relativamente economica solare ed eolico, nonostante le sue comprovate potenzialità. Ma questo potrebbe presto cambiare, per un motivo inaspettato.

Le tecnologie geotermiche sono sul punto di sbloccare grandi quantità di litio da salamoie calde presenti in natura sotto luoghi come la California Salton Sea, a due ore di macchina da San Diego.

Il litio è essenziale per batterie agli ioni di litio, quale potere veicoli elettrici e accumulo di energia. La domanda di queste batterie è in rapido aumento, ma il Gli Stati Uniti dipendono attualmente fortemente dalle importazioni di litio da altri paesi; la maggior parte della fornitura di litio della nazione proviene da Argentina, Cile, Russia e Cina. La capacità di recuperare minerali critici dalle salamoie geotermiche negli Stati Uniti potrebbe avere importanti implicazioni per la sicurezza energetica e mineraria, nonché per le catene di approvvigionamento globali, le transizioni della forza lavoro e la geopolitica.

Come un geologo che lavora con salamoie geotermiche e an studioso di politica energetica, crediamo che questa tecnologia possa rafforzare la catena di approvvigionamento di minerali critici della nazione in un momento in cui preoccupazioni sulla sicurezza della catena di approvvigionamento stanno sorgendo.

Abbastanza litio per superare di gran lunga la domanda odierna degli Stati Uniti

Energia geotermica gli impianti utilizzano il calore della Terra per generare una fornitura costante di vapore per far funzionare le turbine che producono elettricità. Gli impianti funzionano sollevando una complessa soluzione salina situata molto sottoterra, dove assorbe calore e si arricchisce di minerali come litio, manganese, zinco, potassio e boro.

Le salamoie geotermiche sono il liquido concentrato rimasto dopo che il calore e il vapore vengono estratti in un impianto geotermico. Negli stabilimenti di Salton Sea, queste salamoie contengono alte concentrazioni (circa il 30%) di solidi disciolti.

Se i progetti di prova ora in corso dimostreranno che il litio per batterie può essere estratto da queste salamoie a costi contenuti, 11 impianti geotermici esistenti lungo il Salton Sea da solo potrebbero avere il potenziale per produrre abbastanza litio metallico da fornire circa volte 10 , il attuale domanda statunitense.

Tre operatori geotermici nel campo geotermico di Salton Sea sono in varie fasi di progettazione, costruzione e test di impianti pilota per l'estrazione diretta del litio dalle salamoie calde.

A piena capacità produttiva, anche le 11 centrali esistenti vicino al Salton Sea, che attualmente generano circa 432 megawatt di elettricità, potrebbero produrre circa 20,000 tonnellate di litio metallico per anno. Il valore di mercato annuale di questo metallo sarebbe di oltre $ 5 miliardi a prezzi correnti.

Immagine satellitare del Salton Sea che mostra un'ampia valle
Il Salton Trough, visto da un satellite con il Salton Sea al centro, è una Rift Valley che si estende da est di Los Angeles, in alto a sinistra, al Golfo di California, visibile in basso a destra. Qui si incrocia il sistema di faglie di San Andreas, dove si incontrano due placche tettoniche. Credito immagine: Jesse Allen/Osservatorio della Terra della NASA

Rischi geopolitici nella filiera del litio

Le catene di approvvigionamento del litio esistenti sono piene di incertezze che mettono in discussione la sicurezza mineraria per gli Stati Uniti.

La guerra della Russia in Ucraina e concorrenza con la Cina, così come stretti legami tra Russia e Cina, sottolineano le implicazioni geopolitiche della trasformazione dell'energia pulita ad alta intensità di minerali.

La Cina è attualmente il leader nella lavorazione del litio e si procura attivamente riserve di litio da altri grandi produttori. Gli operatori minerari statali cinesi spesso possiedono miniere in altri paesi, che producono altri minerali vitali di energia pulita come il cobalto e il nichel.

Al momento c'è un impianto di produzione di litio negli Stati Uniti. Quella struttura, in Nevada, estrae il liquido salino e concentra il litio lasciando evaporare l'acqua in stagni grandi e poco profondi. Al contrario, il processo di estrazione del litio durante la produzione di energia geotermica restituisce l'acqua e la salamoia alla Terra. L'aggiunta di un'altra fonte domestica di litio potrebbe migliorare la sicurezza energetica e mineraria per gli Stati Uniti e i suoi alleati.

Una mancanza di supporto politico

La geotermia rappresenta oggi meno di 0.5 percentuale della produzione di elettricità su scala industriale negli Stati Uniti.

Uno dei motivi per cui rimane una tecnologia energetica stagnante negli Stati Uniti è la mancanza di un forte sostegno politico. Risultati preliminari da uno studio di ricerca condotto da uno di noi indica che parte del problema è radicato nei disaccordi tra le stesse società geotermiche vecchie e nuove, incluso il modo in cui parlano dei vantaggi dell'energia geotermica con i responsabili politici, gli investitori, i media e il pubblico.

L'energia geotermica ha la capacità di integrare l'energia solare ed eolica come fonte di energia di carico di base:è costante, a differenza del sole e del vento, e per fornire sicurezza energetica e minerale. Potrebbe anche offrire un ponte professionale per i dipendenti di petrolio, gas e carbone per la transizione verso l'economia dell'energia pulita.

L'industria potrebbe beneficiare di politiche come fondi di mitigazione del rischio ridurre i costi di esplorazione della perforazione, concedere programmi per dimostrare innovazioni, contratti di energia a lungo termine, or incentivi fiscali.

L'aggiunta della produzione di metalli critici come litio, manganese e zinco da salamoie geotermiche potrebbe fornire agli operatori di energia elettrica geotermica un nuovo vantaggio competitivo e contribuire a inserire il geotermico nell'agenda politica.

L'energia geotermica ottiene una spinta in California

Le tendenze potrebbero andare nella giusta direzione per i produttori di energia geotermica.

A febbraio, la California Public Utilities Commission ha adottato una nuova Piano di sistema preferito che incoraggia lo stato a sviluppare 1,160 megawatt di nuova energia geotermica. Questo è sopra a Decisione del 2021 di procurarsi 1,000 megawatt da risorse a emissioni zero, rinnovabili e generatrici di imprese con un fattore di capacità dell'80%, che può essere soddisfatto solo dalle tecnologie geotermiche.

Le decisioni della California avevano principalmente lo scopo di integrare l'energia rinnovabile intermittente, come solare ed eolica, e il ritiro della centrale nucleare di Diablo Canyon. Suggeriscono che l'era del geotermico come energia rinnovabile dimenticata potrebbe finire.The Conversation

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

Immagine di credito: WikiImages / 1175 immagini

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