Lithiumin louhinnan kysyntä kasvaa kaikkialla maailmassa, mikä johtuu pääasiassa litiumin lisääntyvästä käytöstä elektronisissa akkuteknologioissa ja sähköajoneuvoissa. Mutta mistä litiumia saadaan ja miten sitä tuotetaan? Tässä on selitys, jossa kerrotaan kaikki, mitä sinun pitäisi tietää, mukaan lukien ympäristövaikutukset.
Periaatteessa litium on erittäin reaktiivinen alkalimetalli, jolla on erinomainen lämmön- ja sähkönjohtavuus. Tällaiset ominaisuudet tekevät siitä erityisen käyttökelpoisen voiteluaineiden, lääkkeiden, lasin ja ennen kaikkea sähköautojen ja kulutuselektroniikan litiumioniakkujen valmistuksessa.
Mutta litiumia ei löydy pelkästään luonnosta, sillä se on erittäin reaktiivinen. Sen sijaan sitä esiintyy suolojen tai muiden yhdisteiden ainesosana. Suurin osa markkinoilla saatavilla olevasta litiumista löytyy litiumkarbonaattina, joka on vakaampi yhdiste, joka voidaan sitten muuntaa kemikaaleiksi tai suoloiksi.
Lithiumsuoloja löytyy maanalaisista savi-, mineraalimalmi- ja suolavesiesiintymistä sekä geotermisestä vedestä ja merivedestä. Suurin osa maailman litiumista on peräisin kaivoksista, joista se louhitaan. Korkeimmat litiumpitoisuudet ovat suolaisissa järvissä, joita kutsutaan myös salareiksi, ja niiden litiumpitoisuus on 1 000-3 000 miljoonasosaa.
Lithiumin louhinta
Salarit, joissa on korkeimmat litiumpitoisuudet, sijaitsevat Boliviassa, Argentiinassa ja Chilessä, alueella, jota kutsutaan ”litiumkolmioksi”. Salareista saatu litium otetaan talteen litiumkarbonaattina, joka on tärkein raaka-aine, jota yritykset käyttävät litiumioniakkujen valmistuksessa.
Salareissa tapahtuva litiumin louhinta on yleensä hyvin pitkä prosessi, joka voi kestää kahdeksasta kuukaudesta kolmeen vuoteen. Kaivostoiminta aloitetaan poraamalla reikä ja pumppaamalla suolavettä pintaan. Sitten sen annetaan haihtua kuukausia, jolloin syntyy ensin mangaanin, kaliumin, booraksin ja suolojen seos, joka suodatetaan ja sijoitetaan toiseen haihdutusaltaaseen.
Kestää 12-18 kuukautta, ennen kuin tuo seos suodattuu tarpeeksi, jotta siitä voidaan louhia litiumkarbonaattia, joka tunnetaan myös valkoisena kultana. Vaikka prosessi on halpa ja tehokas, se vaatii paljon vettä, arviolta 500 000 gallonaa litiumtonnia kohden.
Tämä aiheuttaa paljon paineita lähialueilla asuville paikallisyhteisöille. Esimerkiksi Chilen Salar de Atacamassa kaivostoiminta on aiheuttanut sen, että alue on menettänyt 65 prosenttia alueen vedestä. Tämä on merkinnyt vaikutuksia paikallisiin maanviljelijöihin, jotka ovat riippuvaisia maanviljelystä ja karjanhoidosta ja joiden on nyt hankittava vesi jostain muualta.
Lithiumkaivostoiminnan riskit
Veden puute alueella ei ole vain yksi litiumkaivostoiminnan mahdollinen ongelma. Haihdutusaltaista voi vuotaa vesistöön myrkyllisiä kemikaaleja, kuten suolahappoa, jota käytetään litiumin käsittelyssä – samoin kuin jätteitä, jotka voivat suodattua suolavedestä.
Yhdysvalloissa, Kanadassa ja Australiassa litium louhitaan kalliosta yleensä perinteisemmillä menetelmillä. Tämä vaatii kuitenkin edelleen kemikaalien käyttöä, jotta se saadaan talteen käyttökelpoisessa muodossa. Nevadassa tutkimuksessa havaittiin vaikutuksia esimerkiksi kaloihin 150 mailia alavirtaan litiumin käsittelylaitoksesta.
Maan ystävien raportissa väitettiin, että litiumin louhinta voi vaikuttaa maaperään ja aiheuttaa ilman saastumista. Salar del Hombre Muerton alueella Argentiinassa asukkaat valittavat, että litium saastuttaa puroja, joita ihmiset ja karja käyttävät, ja Chilessä kaivosyritysten ja paikallisten asukkaiden välillä on ollut yhteenottoja.
Liitiumin louhinnan parannetut teknologiat
Tutkijoiden mukaan on kehitettävä uusia louhintatekniikoita, joiden avulla akkuja voidaan valmistaa ympäristöystävällisemmin. Siksi eri puolilla maailmaa etsitäänkin uusia vaihtoehtoja, kuten akkukemioita, joissa koboltti ja litium korvataan tavallisemmilla ja vähemmän myrkyllisillä materiaaleilla.
Uudet akut, jotka ovat vähemmän energiatiiviitä tai kalliimpia, voivat kuitenkin lopulta vaikuttaa kielteisesti ympäristöön. ”Vähemmän kestävä, mutta kestävämpi laite voi aiheuttaa suuremman hiilijalanjäljen, kun otetaan huomioon kuljetus ja tarvittava ylimääräinen pakkaus”, sanoo Elsevierin analyytikko Christina Valimaki.
Myös litiumioniakkujen kierrätysmahdollisuus on avainasemassa. Australiassa tehty tutkimus osoitti, että vain kaksi prosenttia maan 3300 tonnin litiumionijätteestä kierrätettiin. Tämä voi aiheuttaa ongelmia, sillä ei-toivottua elektroniikkaa, jossa on akkuja, voi päätyä kaatopaikoille ja metalleja ja ionisia nesteitä voi vuotaa maanalaisiin vesivarastoihin.
Birminghamin energiainstituutti käyttää alun perin ydinvoimaloita varten kehitettyä robottiteknologiaa etsiessään tapoja poistaa ja purkaa sähköajoneuvojen mahdollisesti räjähdysalttiita litiumioniakkuja. Kierrätyslaitoksissa, joissa litiumioniakkuja on varastoitu väärin, on sattunut useita tulipaloja.
Keskeinen ongelma on se, että valmistajat ovat yleensä salamyhkäisiä sen suhteen, mitä akkuihin oikeastaan laitetaan, mikä vaikeuttaa niiden asianmukaista kierrätystä. Nyt talteenotetut kennot useimmiten murskataan, jolloin syntyy metallien seos, joka voidaan erottaa pyrometallurgisilla menetelmillä.
Kysynnän kasvu
Mobiililaitteiden ja kaikenlaisten teknisten vempaimien maailmanlaajuinen lumous on johtanut litiumioniakkujen kysynnän kasvuun. Se koskee erityisesti sähköajoneuvoja, sillä maailma pyrkii lopettamaan fossiilisten polttoaineiden käytön lähitulevaisuudessa maailmanlaajuisten kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseksi.
Vuoteen 2025 mennessä litiumin kysynnän odotetaan kasvavan noin 1,3 miljoonaan tonniin LCE:tä (litiumkarbonaattiekvivalentti). Se on viisinkertainen määrä nykyiseen verrattuna. Siitä on vastuussa pitkä lista autonvalmistajia. Esimerkiksi Volkswagen toivoo tuovansa markkinoille yli 70 sähköautomallia seuraavan 10 vuoden aikana.
Lithiumin kysynnän kasvu voi liittyä myös Kiinan vuonna 2015 tekemään ilmoitukseen, jossa se asetti sähköautot etusijalle osana viisivuotissuunnitelmaansa. Vuosina 2016-2018 litiumin hinnat ovat yli kaksinkertaistuneet, ja niiden odotetaan jatkavan kasvuaan kysynnän kasvaessa.
Avoimena kysymyksenä on, millaisia seurauksia tällaisella kysynnällä on ympäristöön ja yhteisöihin niiden suolakaivosten läheisyydessä, joissa litiumia louhitaan. Mitä enemmän vempaimia ja sähköautoja, sitä enemmän litiumia tarvitaan tulevaisuudessa, mikä lisää tarvetta kehittää ympäristöystävällisempiä louhintatekniikoita.