Na całym świecie rośnie popyt na wydobycie litu, głównie napędzany przez rosnące wykorzystanie litu w technologiach baterii elektronicznych i pojazdach elektrycznych. Ale skąd pochodzi lit i jak jest produkowany? Oto wyjaśnienie wszystkiego, co powinieneś wiedzieć, łącznie z wpływem na środowisko.
Podsumowując, lit jest wysoce reaktywnym metalem alkalicznym o doskonałej przewodności cieplnej i elektrycznej. Takie cechy czynią go szczególnie przydatnym do produkcji smarów, farmaceutyków, szkła i, co najważniejsze, baterii litowo-jonowych do samochodów elektrycznych i elektroniki użytkowej.
Ale litu nie można po prostu znaleźć w przyrodzie, ponieważ jest on wysoce reaktywny. Zamiast tego, jest on obecny jako składnik soli lub innych związków. Większość litu dostępnego na rynku można znaleźć jako węglan litu, bardziej stabilny związek, który może być następnie przekształcony w chemikalia lub sole.
Sole litu można znaleźć w podziemnych złożach gliny, rud mineralnych i solanek, a także w wodach geotermalnych i wodzie morskiej. Większość światowego litu pochodzi z kopalni, skąd jest on wydobywany. Jeziora solankowe, znane również jako salary, mają najwyższe stężenie litu, od 1 000 do 3 000 części na milion.
Wydobycie litu
Solary o największych stężeniach litu znajdują się w Boliwii, Argentynie i Chile, w obszarze zwanym „trójkątem litowym”. Lit uzyskany z salarów jest następnie odzyskiwany w postaci węglanu litu, głównego surowca, który jest wykorzystywany przez firmy w bateriach litowo-jonowych.
Wydobycie litu w salarach jest zazwyczaj bardzo długim procesem, który może trwać od ośmiu miesięcy do trzech lat. Wydobycie rozpoczyna się od wywiercenia otworu i wypompowania solanki na powierzchnię. Następnie pozostawia się ją do odparowania przez miesiące, tworząc najpierw mieszaninę manganu, potasu, boraksu i soli, która jest filtrowana i umieszczana w innym basenie odparowującym.
Potrzeba od 12 do 18 miesięcy, aby ta mieszanka została przefiltrowana na tyle, by można było wydobyć z niej węglan litu, znany również jako białe złoto. Chociaż jest to tanie i skuteczne, proces ten wymaga dużo wody, szacuje się, że 500.000 galonów na tonę wydobytego litu.
To tworzy wiele presji w społecznościach lokalnych żyjących w pobliskich obszarach. Na przykład, w chilijskim Salar de Atacama, wydobycie spowodowało utratę 65% wody w regionie. Ma to wpływ na lokalnych rolników, którzy utrzymują się z rolnictwa i hodowli bydła, a teraz muszą pozyskiwać wodę z innego miejsca.
Ryzyko związane z wydobyciem litu
Brak wody w regionie nie jest tylko pojedynczym potencjalnym problemem związanym z wydobyciem litu. Toksyczne substancje chemiczne, takie jak kwas chlorowodorowy, który jest używany w procesie przetwarzania litu, mogą wyciekać z basenów odparowujących do zaopatrzenia w wodę, jak również produkty odpadowe, które mogą filtrować się z solanki.
W Stanach Zjednoczonych, Kanadzie i Australii, lit jest zwykle wydobywany ze skały przy użyciu bardziej tradycyjnych metod. Niemniej jednak, nadal wymaga to użycia substancji chemicznych w celu wydobycia go w użytecznej formie. W Nevadzie, badania wykazały wpływ na ryby 150 mil w dół rzeki od operacji przetwarzania litu, na przykład.
Raport Friends of the Earth argumentował, że wydobycie litu może mieć wpływ na glebę i powoduje zanieczyszczenie powietrza. W obszarze Salar del Hombre Muerto w Argentynie, mieszkańcy skarżą się, że lit zanieczyścił strumienie, które są używane przez ludzi i zwierzęta gospodarskie, podczas gdy w Chile były starcia między firmami wydobywczymi a mieszkańcami.
Ulepszone technologie wydobycia litu
Badacze twierdzą, że istnieje potrzeba opracowania nowych technologii wydobycia, które pozwolą na produkcję baterii w sposób bardziej przyjazny dla środowiska. Dlatego na całym świecie wiele osób poszukuje nowych alternatyw, takich jak chemia baterii, która zastępuje kobalt i lit bardziej powszechnymi i mniej toksycznymi materiałami.
Niemniej jednak nowe baterie, które są mniej energetyczne lub droższe, mogą mieć negatywny wpływ na środowisko. „Mniej trwałe, ale bardziej zrównoważone urządzenie może pociągać za sobą większy ślad węglowy po uwzględnieniu transportu i dodatkowych wymaganych opakowań”, powiedziała Christina Valimaki, analityk w Elsevier.
Możliwość recyklingu litowo-jonowego odgrywa również kluczową rolę. W Australii, badania wykazały, że tylko 2% z kraju 3,300 ton odpadów litowo-jonowych został poddany recyklingowi. Może to powodować problemy, ponieważ niechciana elektronika z bateriami może trafić na wysypiska śmieci, a metale i płyny jonowe mogą przedostać się do podziemnych zbiorników wodnych.
Instytut Energii w Birmingham wykorzystuje technologię robotyki opracowaną początkowo dla elektrowni jądrowych do poszukiwania sposobów usuwania i demontażu potencjalnie wybuchowych ogniw litowo-jonowych z pojazdów elektrycznych. Było kilka pożarów w zakładach recyklingu, gdzie baterie litowo-jonowe były przechowywane w niewłaściwy sposób.
Kluczowym problemem jest to, że producenci są zazwyczaj tajne w odniesieniu do tego, co faktycznie idzie do baterii, co utrudnia ich recyklingu prawidłowo. Obecnie odzyskane ogniwa są w większości rozdrabniane, co prowadzi do powstania mieszaniny metali, które można oddzielić za pomocą technik pirometalurgicznych.
Rosnący popyt
Światowy zachwyt nad urządzeniami mobilnymi i wszelkiego rodzaju gadżetami technologicznymi doprowadził do rosnącego popytu na baterie litowo-jonowe. Dotyczy to zwłaszcza pojazdów elektrycznych, ponieważ świat dąży do zaprzestania używania paliw kopalnych w najbliższej przyszłości, aby zmniejszyć globalną emisję gazów cieplarnianych.
Do 2025 roku oczekuje się, że popyt na lit wzrośnie do około 1,3 miliona ton metrycznych LCE (odpowiednik węglanu litu). Jest to pięć razy więcej niż obecnie. Długa lista producentów samochodów jest za to odpowiedzialna. Na przykład Volkswagen ma nadzieję na wprowadzenie na rynek ponad 70 modeli samochodów elektrycznych w ciągu najbliższych 10 lat.
Wzrost zapotrzebowania na lit można również powiązać z ogłoszeniem dokonanym przez Chiny w 2015 roku, nadającym priorytet pojazdom elektrycznym w ramach planu pięcioletniego. W okresie od 2016 do 2018 roku ceny litu wzrosły ponad dwukrotnie i oczekuje się, że będą nadal rosły wraz z rozszerzaniem się popytu.
Otwartą kwestią są konsekwencje, jakie taki popyt będzie miał na środowisko i społeczności w pobliżu kopalni soli, gdzie lit jest wydobywany. Im więcej gadżetów i pojazdów elektrycznych, tym więcej litu będzie potrzebne w przyszłości, podnosząc potrzebę opracowania bardziej przyjaznych dla środowiska technik wydobycia.