Минеральное сокровище спрятано в глубоких слоях горных пород под Верхнерейнской низменностью: здесь в соленых термальных водоемах, в растворенном состоянии содержится значительное количество лития, доступного для добычи.
«Насколько нам известно, его где-то до 200 миллиграммов на литр», — говорит геолог Йенс Гриммер из Института прикладной геофизики (AGW) Технологического института Карлсруэ (KIT): «Если мы будем использовать этот потенциал последовательно, то мы сможем покрыть значительную часть наших потребностей в Германии». В настоящее время Германия является нетто-импортером желанного сырья, которое в основном используется для производства аккумуляторных батарей для электромобилей и поэтому имеет большое значение для программы федерального правительства по защите климата. Германия импортирует из типичных стран-производителей Чили, Аргентины и Австралии, на которые вместе приходится более 80% мирового производства.
Основным препятствием добыче лития в Германии было отсутствие подходящего технологического процесса разработки этого ресурса дешевым, экологически чистым и устойчивым образом. Гриммер разработал такой процесс вместе со своей коллегой-исследователем Флоренсией Саравиа из исследовательского центра Немецкого союза специалистов водо- и газоснабжения (DVGW) в Институте Энглера-Бунте (EBI) института Карлсруэ, и KIT подала заявку на патент. «На первом этапе ионы лития отфильтровываются из термальной воды и на втором этапе дополнительно концентрируются до тех пор, пока литий не выпадет в осадок в виде соли», — сказал Гриммер.
По сравнению с традиционными методами производства лития из южноамериканских соляных озер и австралийских твердых пород процесс Гриммер-Саравиа по добыче лития в Германии предлагает несколько решающих преимуществ: он использует существующую инфраструктуру геотермальных установок, через которые ежегодно проходят до двух миллиардов литров термальной воды.
В отличие от классической добычи, здесь практически нет пустых пород, а занимаемое пространство минимально. Поскольку термальная вода после использования возвращается обратно в недра, вредные вещества при этом процессе не выделяются и не мешают выработке геотермальной электроэнергии и тепла. Извлечение лития в цикле геотермальной установки происходит непрерывно. Достаточно нескольких часов, тогда как обогащение в соляных озерах Южной Америки занимает несколько месяцев и сильно зависит от погоды. Сильный дождь может остановить производство там на несколько недель или даже месяцев. Кроме того, этот процесс дает возможность извлекать из термальной воды дополнительные редкие и ценные элементы, такие как рубидий или цезий, которые требуются, например, для лазерной и вакуумной технологий.
Поскольку процесс использует технические и энергетические возможности геотермальной установки, то он также выгодно отличается от традиционных процессов по выбросам CO2. «Мы экспортируем много экологических проблем в третьи страны, чтобы поддерживать и улучшать наш уровень жизни. Благодаря новому технологическому процессу мы можем получать важные сырьевые материалы для современных технологий экологически чистым способом на нашем собственном пороге», — говорит Саравиа. «Кроме того, мы можем создавать региональные производственно-сбытовые цепочки, создавать рабочие места и в то же время сокращать геополитические зависимости».
Совместно с партнерами из отрасли ученые теперь разрабатывают испытательную установку для извлечения лития. Первый прототип, который должен быть установлен на геотермальной установке на Верхнерейнской низменности, первоначально будет добывать несколько килограммов карбоната лития или гидроксида лития. Если испытания пройдут успешно, планируется строительство крупной установки по добыче лития в Германии. Тогда на одной геотермальной установке можно будет производить несколько сотен тонн гидроксида лития в год. Согласно текущим данным, потенциал Верхнерейнской низменности с немецкой и французской стороны составляет несколько тысяч тонн извлекаемого лития в год.
Источник: https://www.solarserver.de/2020/07/01/photovoltaik-speicher-verfahren-fuer-lithiumabbau-in-deutschland/