Poptávka po těžbě lithia roste po celém světě, zejména díky rostoucímu využití lithia v technologiích elektronických baterií a elektrických vozidel. Odkud však lithium pochází a jak se vyrábí? Zde je vysvětlení se vším, co byste měli vědět, včetně dopadů na životní prostředí.
Zásadně je lithium vysoce reaktivní alkalický kov s vynikající tepelnou a elektrickou vodivostí. Díky těmto vlastnostem je obzvláště užitečný při výrobě maziv, léčiv, skla a především lithium-iontových baterií pro elektromobily a spotřební elektroniku.
Lithium však nelze nalézt pouze v přírodě, protože je vysoce reaktivní. Místo toho se vyskytuje jako součást solí nebo jiných sloučenin. Většinu lithia dostupného na trhu lze nalézt jako uhličitan lithný, stabilnější sloučeninu, která se pak může přeměnit na chemické látky nebo soli.
Soli lithia lze nalézt v podzemních ložiscích hlíny, minerální rudy a solanky a také v geotermální a mořské vodě. Většina světových zásob lithia pochází z dolů, odkud se těží. Slaná jezera, známá také jako salary, mají nejvyšší koncentraci lithia, která se pohybuje od 1 000 do 3 000 částic na milion.
Těžba lithia
Salary s nejvyšší koncentrací lithia se nacházejí v Bolívii, Argentině a Chile, v oblasti zvané „lithiový trojúhelník“. Lithium získané ze salarů se pak získává ve formě uhličitanu lithného, hlavní suroviny, kterou společnosti používají v lithium-iontových bateriích.
Těžba lithia v salarech je obvykle velmi dlouhý proces, který může trvat od osmi měsíců do tří let. Těžba začíná vyvrtáním vrtu a čerpáním solanky na povrch. Poté ji nechají několik měsíců odpařovat, přičemž nejprve vznikne směs manganu, draslíku, boraxu a solí, která se přefiltruje a umístí do dalšího odpařovacího bazénu.
Bude trvat 12 až 18 měsíců, než se tato směs dostatečně přefiltruje, aby bylo možné extrahovat uhličitan lithný, známý také jako bílé zlato. Tento proces je sice levný a účinný, ale potřebuje velké množství vody, které se odhaduje na 500 000 galonů na tunu získaného lithia.
To vytváří velký tlak na místní komunity žijící v blízkých oblastech. Například v chilském Salar de Atacama těžba způsobila, že region přišel o 65 % vody. To znamenalo dopady na místní zemědělce, kteří se živí zemědělstvím a chovem dobytka a nyní musí získávat vodu odjinud.
Rizika těžby lithia
Nedostatek vody v regionu není jen jediným potenciálním problémem těžby lithia. Z odpařovacích bazénů mohou do vodních zdrojů unikat toxické chemikálie, například kyselina chlorovodíková, která se používá při zpracování lithia – a také odpadní produkty, které se mohou odfiltrovat ze solanky.
V USA, Kanadě a Austrálii se lithium obvykle získává z horniny tradičnějšími metodami. Nicméně to stále vyžaduje použití chemikálií, aby se získalo v užitečné formě. Například v Nevadě výzkum zjistil dopady na ryby 150 mil po proudu od provozu na zpracování lithia.
Zpráva organizace Friends of the Earth tvrdí, že těžba lithia může ovlivnit půdu a způsobuje kontaminaci ovzduší. V oblasti Salar del Hombre Muerto v Argentině si obyvatelé stěžují, že lithium znečišťuje potoky, které využívají lidé a hospodářská zvířata, zatímco v Chile došlo ke střetům mezi těžebními firmami a místními obyvateli.
Vylepšené technologie těžby lithia
Výzkumníci tvrdí, že je třeba vyvinout nové technologie těžby, které umožní vyrábět baterie způsobem šetrnějším k životnímu prostředí. Proto po celém světě mnozí hledají nové alternativy, například chemické technologie baterií, které by nahradily kobalt a lithium běžnějšími a méně toxickými materiály.
Nové baterie, které mají nižší energetickou náročnost nebo jsou dražší, by nicméně mohly mít nakonec negativní vliv na životní prostředí. „Méně odolné, ale udržitelnější zařízení by mohlo znamenat větší uhlíkovou stopu, jakmile započítáme dopravu a další potřebné obaly,“ řekla Christina Valimaki, analytička společnosti Elsevier.
Klíčovou roli hraje také možnost recyklace lithium-iontových baterií. V Austrálii výzkum ukázal, že pouze 2 % z 3 300 tun lithium-iontového odpadu v zemi bylo recyklováno. To může způsobit problémy, protože nepotřebná elektronika s bateriemi může skončit na skládkách a kovy a iontové kapaliny mohou uniknout do podzemních vodních nádrží.
Birminghamský energetický institut využívá robotickou technologii původně vyvinutou pro jaderné elektrárny k hledání způsobů, jak odstranit a demontovat potenciálně výbušné lithium-iontové články z elektrických vozidel. V recyklačních závodech, kde byly lithium-iontové baterie nesprávně skladovány, došlo k řadě požárů.
Klíčovým problémem je, že výrobci obvykle tají, co do baterií vlastně patří, což ztěžuje jejich správnou recyklaci. Nyní se zpětně získané články většinou drtí, což vede ke vzniku směsi kovů, které lze oddělit pomocí pyrometalurgických technik.
Rostoucí poptávka
Celosvětové okouzlení mobilními zařízeními a nejrůznějšími technologickými vychytávkami vedlo k rostoucí poptávce po lithium-iontových bateriích. To platí zejména pro elektromobily, protože svět se snaží v blízké budoucnosti přestat používat fosilní paliva, aby snížil globální emise skleníkových plynů.
Očekává se, že do roku 2025 vzroste poptávka po lithiu na přibližně 1,3 milionu metrických tun LCE (ekvivalent uhličitanu lithného). To je pětinásobek dnešní úrovně. Za to je zodpovědný dlouhý seznam výrobců automobilů. Například Volkswagen doufá, že v příštích 10 letech uvede na trh více než 70 modelů elektromobilů.
Růst poptávky po lithiu může souviset také s prohlášením Číny z roku 2015, která v rámci svého pětiletého plánu upřednostňuje elektromobily. V období od roku 2016 do roku 2018 se ceny lithia více než zdvojnásobily a očekává se, že s rostoucí poptávkou budou dále růst.
Otevřenou otázkou jsou důsledky, které bude mít taková poptávka na životní prostředí a komunity v blízkosti solných dolů, kde se lithium těží. Čím více bude gadgetů a elektrických vozidel, tím více lithia bude v budoucnu potřeba, což vyvolává potřebu vyvinout techniky těžby šetrnější k životnímu prostředí.