Extracción directa de litio ambientalmente amigable en la geotermia – Entrevista con Rod Colwell, CEO de Controlled Thermal Resources

Rod Colwell, CEO of Controlled Thermal Resources on the project site in the Salton Sea

carlos Jorquera 13 Apr 2020

Con el creciente flujo de noticias sobre la extracción de litio en el contexto del desarrollo geotérmico, hemos estado siguiendo a las diferentes compañías y sus enfoques técnicos en los EE.UU. y en otros lugares. El litio es un elemento crucial para producir suficiente energía de la batería para la electrificación planificada del sector del transporte.

Controlled Thermal Resources, un desarrollador estadounidense, comenzó a estudiar el desarrollo geotérmico en el campo geotérmico Salton Sea en California hace varios años. Esta es una de las “camas calientes” para el desarrollo geotérmico en los Estados Unidos. Hemos estado muy interesados en aprender más sobre las actividades y el enfoque de la compañía para combinar la generación de energía geotérmica y la extracción de litio. Por eso, nos complació comunicarnos con Rod Colwell, CEO de la compañía, para obtener más información.

¿Podría explicar un poco los antecedentes del proyecto en el contexto de dónde está ahora?

CTR comenzó a planificar su proyecto Hell’s Kitchen en 2014. Inicialmente nos enfocamos en el suministro de energía renovable como la prioridad con el beneficio adicional de extraer minerales críticos como el litio. En 2020, vemos múltiples flujos de ingresos tanto de minerales como de energía, creando una mayor capacidad de recuperación en todo el proyecto. Desde el principio, CTR se posicionó en el mercado como un recurso dual accesible, sostenible y altamente robusto en una ubicación políticamente segura. Estos cuatro factores ahora están resultando especialmente críticos para los fabricantes de baterías y el sector automotriz, ya que se alejan del suministro centralizado de litio y baterías fuera de China. El crecimiento previsto para el litio de grado de batería y la energía renovable en California continúa alineándose con la entrega prevista de la Etapa 1 de CTR en 2023.

Se habla mucho sobre el litio en el contexto de la energía geotérmica. Tradicionalmente, el litio se ha extraído de manera tradicional del mineral de roca dura. ¿Cómo sería derivado el litio de la salmuera geotérmica?

Los métodos para extraer litio a través de la extracción de rocas duras y estanques de evaporación están bajo un mayor escrutinio ambiental. Existen inquietudes en torno a la calidad del producto, el costo, los métodos de procesamiento, los largos plazos de desarrollo y los importantes impactos ambientales negativos.

En contraste, la extracción directa de litio (DLE) de salmueras geotérmicas es un sistema de circuito cerrado que devuelve la salmuera gastada a su fuente original; utiliza 100% de energía renovable y vapor para el procesamiento; lleva horas, no meses, producir productos de litio de alta pureza; tiene una huella física muy pequeña y una huella de carbono cercana a cero; no depende del clima ni del agua; no requiere minas a cielo abierto, grandes estanques de evaporación o procesamiento en alta mar y funcionará las 24 horas del día, los 7 días de la semana.

La Evaluación Económica Preliminar del proyecto, realizada por HATCH, concluyó que se espera que la tecnología DLE de Lilac Solutions, seleccionada por CTR, se ubique dentro del rango de costos del primer cuartil, muy por debajo de la producción y el procesamiento de la roca dura.

Ahora hay esfuerzos para extraer litio de salmuera geotérmica en Alemania, Kenia, Nueva Zelanda y Turquía. ¿Cómo se compara California y particularmente su proyecto en el Mar de Salton con esos esfuerzos?

Sí, hemos visto más actividad en este sector en los últimos años a medida que las plantas geotérmicas existentes buscan maximizar los retornos de sus plantas de energía mediante la extracción de litio. Tiene sentido investigar.

Los intentos anteriores de extraer litio de las centrales eléctricas existentes han tenido sus desafíos. Los sistemas de extracción de litio estaban esencialmente “atornillados” aguas abajo de las plantas de energía y los sistemas eran básicamente salmuera gastada “alimentada a la fuerza”, lo que no es ideal.

El diseño de una instalación de litio integrada desde cero utilizando una tecnología de extracción de litio directo enormemente mejorada nos permite ofrecer resultados mucho más eficientes y rentables. La escalabilidad también es un factor importante. Los inversionistas y los socios quieren ver ese valor exclusivo.

Pero lo que realmente diferencia al Mar Salton de otros proyectos es la productividad de los pozos. En ningún otro lugar del mundo, los pozos con altas concentraciones de litio producen caudales equivalentes.

Parece que hay varias compañías tecnológicas que se están acercando a la extracción de litio de la salmuera geotérmica. ¿Cómo elegiste a tu socio para el proyecto?

CTR realizó un riguroso proceso de selección en 2019, y en marzo de este año anunciamos nuestra asociación técnica con Lilac Solutions. Implementaremos una instalación piloto de extracción de litio utilizando la tecnología patentada de intercambio iónico de Lilac que recientemente recibió un financiamiento de $ 20 millones, liderada por Breakthrough Energy Ventures de Bill Gates.

Lilac Solutions ha realizado numerosas pruebas a gran escala en muestras de salmuera de todo el mundo y recibió una verificación independiente sobre el rendimiento de la tecnología. La tecnología Lilac es significativamente más limpia, más rápida, barata y escalable que la tecnología minera existente.

Lila ha adoptado un enfoque fundamentalmente diferente para la extracción de litio de la salmuera geotérmica de Salton Sea utilizando perlas de intercambio iónico únicas desarrolladas por su Estoy en Oakland. Esta tecnología contrasta el trabajo previo de otros para adaptar absorbentes convencionales a base de aluminio que no han funcionado bien en esta aplicación. La tecnología de Lilac ofrece una recuperación de litio y una selectividad de litio excepcionalmente altas, lo que permite una producción de bajo costo y el equipo ha demostrado estos resultados con miles de horas de trabajo de prueba en la química de salmuera geotérmica de Salton Sea.

¿Cómo funciona la extracción de litio junto con la operación de una planta geotérmica? ¿Puede producir suficiente electricidad y cómo impacta la extracción de litio en los ingresos obtenidos de las operaciones geotérmicas o viceversa?

La salmuera geotérmica se produce en la superficie y se dirige a la planta a través de líneas de recolección. En la planta, la salmuera se vierte para producir vapor. Una parte del vapor se dirige al generador de turbina de vapor para producir electricidad y una parte del vapor se dirige a la planta de litio para soportar diversos procesos.

A través del proceso flash, la salmuera se concentra y se enfría a una temperatura manejable para la extracción de litio. La salmuera enfriada se procesa mediante una serie de pasos para eliminar la sílice y otras impurezas antes de la extracción de litio.

La salmuera pretratada se envía al proceso de extracción directa de litio, donde el litio se extrae selectivamente produciendo una solución de cloruro de litio. La solución de cloruro de litio se procesa adicionalmente usando pasos de purificación, concentración y conversión convencionales.

El uso directo de vapor geotérmico niega la necesidad de consumir gas natural u otros combustibles fósiles que requieren la adición de calor.

La integración del proceso geotérmico con la producción de litio permite que el proceso sea completamente sostenible.

La integración también permite que dos instalaciones generadoras de ingresos compartan los costos de la infraestructura común, como el campo del pozo, la planta flash, la eliminación de sílice, los almacenes, las carreteras, los edificios, etc. El impacto general que ambas operaciones perciben es una ventaja de costos.

El Mar de Salton, el área de su proyecto, es conocida como un área rica en recursos geotérmicos, pero también con desafíos al contenido mineral de la salmuera geotérmica. ¿Cómo se comparan los recursos de litio con otras regiones del mundo y por qué California es tan interesante en este contexto?

• El campo geotérmico de Salton Sea tiene varias ventajas importantes.
• El recurso tiene concentraciones minerales bien conocidas y establecidas. El SSGF se ha estudiado durante décadas y, por lo tanto, estableció una distribución relativamente consistente de litio en todo el campo. Esto minimiza el riesgo de recursos en comparación con otras regiones que no están desarrolladas.
• La larga historia operativa de este campo geotérmico, desde 1982, ha establecido una buena productividad y límites de la parte productiva del campo. Nuevamente, minimizar el riesgo de recursos en comparación con otras regiones del mundo.
• El campo está ubicado cerca de infraestructura crítica como carreteras, ferrocarriles, sistemas de suministro de agua y transmisión, sin mencionar la proximidad a una fuerza laboral calificada local.
• Una impureza problemática en otros recursos es el magnesio. El SSGF tiene concentraciones muy bajas de magnesio, lo que hace que la extracción sea más económica.

Podría decirse que es el recurso geotérmico más investigado en el mundo hoy y uno de los mayores recursos minerales en América del Norte.

La energía geotérmica proporciona una fuente de energía verde/limpia para la producción de electricidad, ¿es útil en el posicionamiento de la extracción de litio en el sitio en el Mar de Salton para CTR?

Es muy útil. La demanda de energía geotérmica de carga base en California estuvo en un patrón de espera durante muchos años, pero en 2019, la Comisión de Servicios Públicos de California instruyó a las empresas de servicios públicos a comprar 1.700MW de nueva energía geotérmica para 2030. Para poner ese número en perspectiva, eso es alrededor de un Aumento del 60% en el nuevo desarrollo de energía geotérmica en menos de 10 años. Cuando combina esto con los beneficios de utilizar energía renovable y vapor para extraer litio, también obtiene productos de litio aptos para baterías con las credenciales de sostenibilidad más altas del mundo actual. Ahora agregue a eso el crecimiento exponencial en la demanda de litio, que se prevé supere el suministro para 2023, y la necesidad de que el sector automotriz minimice su dependencia de las materias primas y el suministro de baterías EV provenientes de China, CTR está en una posición poderosa.

¿Cuándo espera estar listo para comenzar las operaciones geotérmicas y la extracción de litio del sitio?

El socio de ingeniería y gestión de proyectos de CTR, HATCH, ha completado la Evaluación Económica Preliminar NI 43-101 del proyecto y se nos permite comenzar la perforación de pozos y la construcción de plantas piloto en el segundo trimestre de 2020.

Esperamos entregar nuestras primeras 17.350 toneladas de carbonato de litio de grado de batería en 2023 y planeamos escalar hasta 34.700 toneladas LCE por año en 2025 con los costos operativos por tonelada previstos dentro del rango de costos de la industria del primer cuartil.

Agradecemos a Rod por tomarse el tiempo para darnos esta entrevista.

Fuente: ThinkGeoEnergy