Efterspørgslen efter lithiumudvinding vokser i hele verden, primært drevet af den stigende brug af lithium i elektroniske batteriteknologier og elektriske køretøjer. Men hvor kommer lithium fra, og hvordan produceres det? Her er en forklaring med alt det, du bør vide, herunder miljøpåvirkningerne.
Basisk set er lithium et meget reaktivt alkalimetal med fremragende varme- og elektrisk ledningsevne. Sådanne egenskaber gør det særligt nyttigt til fremstilling af smøremidler, lægemidler, glas og, vigtigst af alt, lithium-ion-batterier til elbiler og forbrugerelektronik.
Men lithium kan ikke bare findes i naturen, da det er meget reaktivt. I stedet findes det som en bestanddel af salte eller andre forbindelser. Det meste af det lithium, der findes på markedet, kan findes som lithiumcarbonat, en mere stabil forbindelse, som derefter kan omdannes til kemikalier eller salte.
Lithiumsalte kan findes i underjordiske aflejringer af ler, mineralmalm og saltvand samt i geotermisk vand og havvand. Det meste af verdens lithium kommer fra miner, hvorfra det udvindes. Saltsøer, også kendt som salarer, har den højeste koncentration af lithium, der varierer fra 1.000 til 3.000 dele pr. million.
Lithiumudvinding
De salarer med de højeste lithiumkoncentrationer ligger i Bolivia, Argentina og Chile i et område, der kaldes “lithiumtrekanten”. Litium, der udvindes fra salarer, genvindes derefter i form af lithiumcarbonat, som er det vigtigste råmateriale, der anvendes af virksomheder i lithium-ion-batterier.
Brydning af lithium i salarer er normalt en meget langvarig proces, der kan tage fra otte måneder til tre år. Udvindingen starter med at bore et hul og pumpe saltvandet op til overfladen. Derefter lader man den fordampe i månedsvis og skaber først en blanding af mangan, kalium, borax og salte, som filtreres og lægges i et andet fordampningsbassin.
Det vil tage mellem 12 og 18 måneder for denne blanding at blive filtreret nok til at kunne udvinde lithiumkarbonat, også kendt som hvidt guld. Selv om det er billigt og effektivt, kræver processen meget vand, anslået til 500.000 galloner pr. ton lithium, der udvindes.
Dette skaber et stort pres på de lokalsamfund, der bor i de nærliggende områder. I Chiles Salar de Atacama i Chile har minedriften f.eks. medført, at regionen har mistet 65 % af regionens vand. Det har haft konsekvenser for de lokale landmænd, som er afhængige af landbrug og kvæg for deres levebrød og nu er nødt til at hente vandet et andet sted fra.
Risici ved lithiumminedrift
Mangel på vand i regionen er ikke kun det eneste potentielle problem ved lithiumminedrift. Giftige kemikalier kan sive ud fra fordampningsbassinerne til vandforsyningen, f.eks. saltsyre, som bruges i forarbejdningen af lithium – samt affaldsprodukter, der kan filtreres ud af saltvandet.
I USA, Canada og Australien udvindes lithium normalt fra klippen ved hjælp af mere traditionelle metoder. Dette kræver dog stadig brug af kemikalier for at udvinde det i en brugbar form. I Nevada fandt forskningen f.eks. virkninger på fisk 150 miles nedstrøms fra en lithiumforarbejdningsvirksomhed.
I en rapport fra Friends of the Earth hævdes det, at udvinding af lithium kan påvirke jorden og forårsage luftforurening. I området Salar del Hombre Muerto i Argentina klager beboerne over, at lithium forurener vandløb, der bruges af mennesker og husdyr, mens der i Chile har været sammenstød mellem mineselskaber og lokale beboere.
Forbedrede teknologier til udvinding af lithium
Forskere hævder, at der er behov for at udvikle nye udvindingsteknologier, der kan gøre det muligt at fremstille batterier på en mere miljøvenlig måde. Derfor er mange verden over på udkig efter nye alternativer, f.eks. batterikemier, der erstatter kobolt og lithium med mere almindelige og mindre giftige materialer.
Nu kan nye batterier, der er mindre energitætte eller dyrere, ikke desto mindre ende med at få en negativ indvirkning på miljøet. “En mindre holdbar, men mere bæredygtig enhed kan medføre et større CO2-fodaftryk, når man medregner transport og den ekstra emballage, der er nødvendig,” siger Christina Valimaki, der er analytiker hos Elsevier.
Det spiller også en vigtig rolle at kunne genbruge lithium-ion-batterier. I Australien viste en undersøgelse, at kun 2 % af landets 3.300 tons lithium-ion-affald blev genanvendt. Det kan skabe problemer, da uønsket elektronik med batterier kan ende på lossepladser, og metaller og ioniske væsker kan sive ud i underjordiske vandreservoirer.
Birmingham Energy Institute bruger robotteknologi, der oprindeligt blev udviklet til atomkraftværker, til at finde måder at fjerne og demontere potentielt eksplosive lithium-ion-celler fra elbiler på. Der har været en række brande på genbrugsanlæg, hvor lithium-ion-batterier er blevet opbevaret forkert.
Et centralt problem er, at producenterne normalt er hemmelighedsfulde med hensyn til, hvad der rent faktisk indgår i batterierne, hvilket gør det vanskeligt at genanvende dem korrekt. Nu bliver genvundne celler for det meste makuleret, hvilket fører til en blanding af metaller, som kan adskilles ved hjælp af pyrometallurgiske teknikker.
Stigende efterspørgsel
Den globale fortryllelse over mobile enheder og alle former for teknologiske gadgets har ført til en stigende efterspørgsel efter lithium-ion-batterier. Det gælder især for elbiler, da verden forsøger at stoppe brugen af fossile brændstoffer i den nærmeste fremtid for at reducere de globale drivhusgasemissioner.
I 2025 forventes efterspørgslen efter lithium at stige til ca. 1,3 millioner tons LCE (lithiumcarbonat-ækvivalent). Det er fem gange så meget som i dag. En lang række bilproducenter er ansvarlige for dette. For eksempel håber Volkswagen at lancere mere end 70 elbilsmodeller i løbet af de næste 10 år.
Væksten i efterspørgslen efter lithium kan også kædes sammen med en meddelelse fra Kina i 2015, hvor man prioriterede elbiler som en del af sin femårsplan. I perioden fra 2016 til 2018 er lithiumpriserne mere end fordoblet og forventes at fortsætte med at stige i takt med, at efterspørgslen vokser.
Det åbne spørgsmål er de konsekvenser, som en sådan efterspørgsel vil få for miljøet og de samfund, der ligger i nærheden af de saltminer, hvor lithiumet udvindes. Jo flere gadgets og elbiler, jo mere lithium vil der være brug for i fremtiden, hvilket øger behovet for at udvikle mere miljøvenlige udvindingsteknikker.