Litij iz Njemačke: ekološki besprijekoran i jeftin

Njemačka je oduvijek važila za zemlju siromašnu sirovinama, ali sada više ne: u termalnim vodama duboko ispod površine tla nalaze se najveće rezerve litija u Europi.

Riječ je, za sada, prije svega o rezervama u takozvanom Rovu gornje Rajne (Oberrheingraben) na jugozapadu Njemačke, na potezu od Basela do Frankfurta, dužine 300 i širine 30-40 kilometara - na dubini od 3 do 5 kilometara.

Koliko ga ima i kakve je kvalitete?

Po procjenama njemačkih znanstvenika radi se o rezervama ekvivalentnim 16 milijuna tona litij-karbonata, dakle litija koji se traži za baterije. To su količine koje su dovoljne za baterije više od 400 milijuna elektro-automobila.

Prema podacima Njemačkog instituta za geologiju i prirodne resurse (BGR), vode u ovoj regiji sadrže između 200 i 400 miligrama litija po litri - usporedivo s nekim slanim jezerima u Južnoj Americi.

Zašto baš sada?

Termalne vode ispod Rajne se odavno koriste u geotermalnim elektranama, a znalo se da sadrže i dosta litija, ali taj laki metal dobio je na značaju tek posljednjih godina, na početku ere baterija za elektro-automobile.

Međutim, do nedavno nije postojala odgovarajuća tehnologija koja bi eksploataciju domaćih rezervi litija omogućila na ekonomičan, ekološki prihvatljiv i održiv način. Sada su prijavljena ili u pripremi čak dva patenta.

Kako se dobiva litij?

Do sada se slana voda, koja na dubini od 3 do 5 km ima temperaturu od 120 do 200 Celzija, ispumpavala, njena toplina koristila za proizvodnju električne energije i onda se ohlađena na 60-80 Celzija vraćala u zemlju.

U proizvodnji litija ohlađena voda se prije vraćanja u zemlju - filtrira.

Taj dio procesa kao i povećanje koncentracije litija do one potrebne za baterije - to je nova i čista tehnologija Made in Germany. Ništa se dodatno ne buši, ne dodaju se štetne kemikalije, ne troši se voda ni fosilna goriva. Jedan nusproizvod ionako ekološke proizvodnje struje - sada će proizvodnju baterija i elektroautomobila učiniti značajno čistijom i - jeftinijom.

Tako je Karlsruhe postao prijestolnica europskog litija: u tom gradu su nalaze centri istraživanja i firma koja je na putu da njemački litij plasira na tržište. Riječ je o dva nezavisna projekta: UnLIMITED i Zero carbon lithium.

UnLIMITED - uz pomoć države

„U prvom koraku litijevi ioni se jonskim sitom filtriraju iz termalne vode, a u drugom koraku se dalje koncentriraju sve dok se litij ne nataloži u obliku soli", rekao je znanstvenik Jens Grimmer ranije ove godine za DW.

Zajedno s kolegicom Florenciom Saraviom on je razvio postupak ekstrakcije i obogaćivanja litija koji je po njima dobio ime: postupak Grimmer-Saravia.

Osim litija, ovim postupkom se mogu izdvojiti i drugi rijetki i vrijedni elementi, poput rubidija ili cezija koji se na primjer koriste u laserskoj i vakuumskoj tehnologiji.

Grimmer i Saravia su dio istraživačkog projekta UnLIMITED - Istraživanja za proizvodnju litija u Njemačkoj u kojem sudjeluju Tehnički institut Karlsruhe (KIT), Sveučilište Göttingen, EnBW, BESTEC, HYDROSION, a uz financijsku podršku (3,4 milijuna eura) Saveznog ministarstva gospodarstva i ministarstva pokrajine Baden-Württemberg.

Ispitivanja se vrše u geotermalnoj elektrani u Bruchsalu. Utvrđeno je da je za eksploataciju litija za jednu Teslinu bateriju potrebno - 40 minuta. A taj proces ide kontinuirano, non-stop. Procjenjuje se da bi se tamo moglo godišnje proizvoditi litija za 20.000 baterija.

Zero carbon lithium - privatno

„Naša misija je da drastično smanjimo trenutno veliku količinu CO2 koja nastaje proizvodnjom litij-jonskih baterija za električna vozila. Razvili smo patentirani postupak koji nam omogućava da prvi na svijetu proizvodimo litij bez CO2 - iz termalnih voda ispod Rajne u Njemačkoj", piše na internetskoj stranici tvrtke Vulcan Energie Ressourcen GmbH.

Jer, ovaj način proizvodnje litija ne samo da ne proizvodi dodatnu količinu CO2 već paralelnim stvaranjem ekološke električne energije zapravo dovodi čitavu računicu sa CO2 - u minus. A to, kako piše na stranici tvrtke, proizvođačima elektro-automobila omogućava da ostvare svoje eko ciljeve i obveze, tako što će ovaj minus kompenzirati s dodatnim CO2 koji nastaje u drugim dijelovima proizvodnje.

Proizvodnja litija Vulkana u Njemačkoj zato nosi atraktivno ime „Zero Carbon Lithium". Od travnja već radi prvo pilot postrojenje, surađuje se s geotermalnom elektranom Insheim i Pfalzwerk.

Od sredine 2024. kreće komercijalna proizvodnja

Vulkan ima za cilj pokretanje komercijalne proizvodnje litija u Njemačkoj sredinom 2024. a očekuje se da će od 2025. ukupno pet tvornica proizvoditi oko 40.000 tona litija godišnje - što bi bilo dovoljno litija za baterije za milijun elektro-automobila.

Već ima i kupaca. Nedavno su potpisana dva ugovora na po pet godina s opcijom na još pet godina: s najvećim svjetskim proizvođačem litijskih baterija za električna vozila - LG Energy Solutions (LGES) iz Južne Koreje i s francuskim proizvođačem automobila Renault. Zainteresirana je i Opelova matična kompanija Stellantis, a prema vlastitim ranijim informacijama, razgovore vodi i Daimler.

Vulkan GmbH je start up, osnovan 2020. i trenutno zapošljava 60 ljudi. To je „samostalna njemačka kćerka“ istoimene australske firme, osnovane 2018. sa sjedištem u Perthu.

Vulkanu je za projekt potrebno mnogo novca - barata se iznosom od 1,7 milijardi eura. Zbog toga se sprema za izlazak na burzu u Frankfurtu, i to još do kraja ove godine, a u tome ga prati čuvena privatna Berenberg Banka s tradicijom dužom od četiri stoljeća.

„Ako projekt uspije, Vulkan bi mogao značajno uzdrmati tržište litija. Njemačka bi jednim potezom mogla postati jedan od najvećih svjetskih proizvođača litija", piše Handelsblatt.

Politička dimenzija domaćeg litija

„Izvozimo ekološke probleme u treće zemlje kako bismo održali i poboljšali naš životni standard. Sada na vlastitom pragu možemo nabaviti važne sirovine na ekološki prihvatljiv način“, kaže znanstvenica Florencia Saravia i dodaje: „Osim toga, možemo izgraditi regionalne lance opskrbe i proizvodnje, otvoriti radna mjesta i istovremeno smanjiti geopolitičku ovisnost."

U Europi se trenutno ne proizvodi litij za baterije - a 80 posto isporuka dolazi iz Kine. Europska komisija i njemačka Vlada imaju zajedničku strategiju za izgradnju značajnih proizvodnih kapaciteta za baterije u Europi, kako se ovisnost europskih proizvođača automobila od Kine i drugih zemalja ne bi još više povećala.

Tako je EU jedan od glavnih financijera projekta za ekstrakciju strateškog metala litija iz europskih geotermalnih izvora, koji se okončava ove godine i koji će biti testiran u Elsassu.

Drugi izvori litija u Njemačkoj

Pored ovih ispod Rajne, Njemačka ima rezerve litija i u ogromnom Sjeverno-njemačkom bazenu, kao i na granici sa Češkom.

Osim toga, litij će se ekstrahirati i iz vode bivših rudnika u Sarskoj oblasti. Na tome radi istraživački tim u projektu pod nazivom Merlin u Saarbrückenu. Procjenjuje se da se samo u Njemačkoj godišnje izgubi 1.900 tona litija jer nefiltrirana voda iz rudnika otječe u rijeke.