Door de energietransitie neemt de vraag naar lithium explosief toe; de prijzen volgen. Het lichtste metaal wordt op verschillende locaties in de wereld gewonnen, op een vervuilende manier. Een nieuwe, duurzamere vorm van winning zou in het verschiet kunnen liggen. In Engeland is een proefproject gestart om het uit geothermisch water te winnen. Maar de methodiek is niet zo eenvoudig.

Lithium is het witte goud van de energietransitie. Dit materiaal is essentieel voor een groot aantal technologische componenten, zoals de batterijen in smartphones en elektrische auto’s. Maar extractie is duur, en voorlopig beperkt tot bepaalde delen van de wereld. Maar er is geen tekort aan deze waardevolle hulpbron in de Europese bodem.

Cornwall, in het zuidwesten van Engeland, is rijk aan lithium. Er lopen projecten voor de winning ervan en tegelijkertijd voor de ontwikkeling van de exploitatie van een hernieuwbare hulpbron: geothermische energie. Het project wordt gezamenlijk uitgewerkt door Geothermal Engineering (GEL), een onderneming die gespecialiseerd is in oplossingen op het gebied van geothermische energie, en Cornish Lithium. Hun joint venture heet GeoCubed. Het voornemen is om lithium te winnen uit geothermisch water.

“Het doel is aan te tonen dat lithiumhydroxide, een belangrijk bestanddeel van lithium-ionbatterijen die in elektrische voertuigen worden gebruikt, in Cornwall kan worden geproduceerd uit natuurlijk voorkomend geothermisch water zonder koolstofvoetafdruk”, zegt GEL tegen zakenmedium CNBC.

Directe extractie…

In de GeoCubed-proefinstallatie, die ongeveer 5 miljoen euro kost, zullen verschillende directe winningstechnieken worden uitgeprobeerd. Uiteindelijk moet in de fabriek van GEL, in United Downs, een commerciële lithiumwinning op poten gezet worden, waarbij de exploitatie van geothermische energie wordt gecombineerd met lithiumwinning.

“De combinatie van lithiumrijk granietgesteente en heet water – heet water kan meer lithium absorberen – betekent dat het water dat we bij United Downs naar boven halen om onze energiecentrale van stroom te voorzien, een zeer hoog lithiumgehalte heeft”, legt GEL-oprichter Ryan Law uit. Watermonsters die aan de oppervlakte werden gebracht, bevatten ook hoge gehaltes aan cesium, rubidium en kalium, aldus GeoCubed.

De volgende stap is dan het extraheren ervan. Het doel van de tests is uit te zoeken wat de beste manier is om dit te doen. Andere projecten voor directe extractie zijn reeds aan de gang, met name in Duitsland en Californië. De Amerikaanse staat belooft tegen 2024 zo’n 20.000 ton lithiumhydroxide te winnen.

… niet zo gemakkelijk als je zou denken

Directe extractie kan op drie manieren gebeuren, legt het Renewable Energy Laboratory van het Amerikaanse energieministerie uit: “adsorptie met behulp van poreuze materialen waardoor lithium zich kan binden, ionenuitwisseling en solventextractie”.

Het laboratorium zegt ook dat dit moeilijke taken zijn, vooral als wetenschappers naar “volle capaciteit” willen gaan. “Het ontwikkelen van een vast materiaal dat alleen lithium bindt, is bijvoorbeeld een enorme uitdaging in een geothermische pekel die veel mineralen en metalen bevat.”

Op weg naar duurzaamheid?

De duurzaamheid van lithiumactiviteiten wordt steeds meer onder de loep genomen. Bovendien is het een monopolie van slechts enkele landen, met zoutbassins of -mijnen in Argentinië, Chili en Australië. De verwerking gebeurt in China. Kleinschalige, minder intensieve mijnbouw dichter bij Europa zou dus een voordeel kunnen zijn.

Lithium zal in elk geval op de radar blijven van de energiesector. De overgang naar een volledig elektrisch wagenpark zorgt dat de vraag naar lithium enorm is. Om aan die vraag te kunnen blijven voldoen, zou recycling een extra optie zijn: “Op middellange en lange termijn is het duidelijk dat het overgrote deel moet komen van circulaire economische modellen, met name recycling”, vertelt Julia Poliscanova, hoofd mobiliteit bij de vereniging Transport & Environment, aan CNBC. Tesla, bijvoorbeeld, zegt al dat het lithium uit zijn batterijen recycleert.

Poliscanova is van mening dat lithium “onvervangbaar” is voor de energietransitie. In dat geval zouden nieuwe winningstechnieken moeten worden gevonden. “Dat is waar geothermisch lithium om de hoek komt kijken”, oppert ze, “want het nieuwe lithium en de nieuwe hulpbronnen die we nodig hebben, moeten op een duurzame manier worden gewonnen en zo weinig mogelijk impact hebben op het milieu en onze gemeenschappen.”

Grote potentiële verandering

Dus de inzet lijkt hoog. Momenteel gebeurt de winning via open mijnen, of via lithiumhoudend zout water, dat wordt gevonden in grondwater onder zoute woestijnen, in bassins wordt gepompt en uiteindelijk in de zon verdampt tot de vereiste toestand. Net hetzelfde proces dat uit zeewater keukenzout oplevert. Als het water verdampt is, blijft het lithium over.

Beide methoden zijn erg vervuilend. Het Amerikaanse laboratorium wijst erop dat zij leiden tot bodemverontreiniging en een zeer hoog waterverbruik vereisen, in regio’s die al te kampen hebben met droogte en woestijnvorming. Bovendien nemen de extractieplaatsen veel ruimte in beslag.

De directe winning daarentegen maakt “een duurzamere lithiumvoorziening mogelijk, met name door gebruik te maken van geothermische energie als hernieuwbare energiebron voor de productie”, aldus het laboratorium.

Intussen zou de proeffabriek in Cornwall eind maart in bedrijf moeten worden genomen. Als alles volgens plan verloopt.

(lb/lp)