La fiebre del litio de California por las baterías de vehículos eléctricos depende de la domesticación de la salmuera volcánica y tóxica

La región del mar de Salton tiene una de las mayores reservas conocidas de litio del mundo, suficiente para alimentar las baterías de más de 50 millones de vehículos eléctricos en unos pocos años. Pero primero debe extraerse de salmuera geotérmica caliente cargada con material tóxico, un proceso que nunca antes se había hecho a escala.

Wande por los polvorientos caminos rurales sin pavimentar al sureste del agitado Mar de Salton en California en una calurosa tarde de agosto de 112 grados Fahrenheit y dos cosas pronto se destacan. Improbablemente, esta parte adyacente al desierto del Estado Dorado es una región agrícola productiva cargada de alfalfa y campos de heno, posible gracias al Canal All American que trae agua del río Colorado. El paisaje agreste también está salpicado de estructuras steampunk oxidadas: plantas geotérmicas que generan suficiente electricidad limpia para alimentar a casi 70,000 hogares.

Estas plantas extraen energía de una salmuera hirviendo, bombeada hacia la superficie desde 8,000 pies bajo tierra. Pero el estofado volcánico humeante es bueno para algo más que su calor: la salmuera del mar de Salton también es una de las fuentes más ricas de litio del mundo, un mineral que tiene una gran demanda porque se usa para fabricar baterías de vehículos eléctricos. La nueva Ley de Reducción de la Inflación de EE. UU., que prioriza el abastecimiento nacional de minerales para baterías de vehículos eléctricos, combinada con la nueva regla de California para poner fin a las ventas de automóviles nuevos de gasolina durante la próxima década, solo intensificará esa demanda. Con el metal blanco plateado a un precio de $ 70,000 por tonelada, el director ejecutivo de Tesla, Elon Musk, describió recientemente la producción de litio como "una licencia para imprimir dinero".

Tres empresas, Berkshire Hathaway Energy, Controlled Thermal y EnergySource Minerals, creen que saben cómo extraer litio de la salmuera a 600 grados. Al eliminar las impurezas de una manera mucho más respetuosa con el medio ambiente que otros modos de producción de litio, estas empresas esperan refinar el contenido de la salmuera en una forma de litio que los fabricantes de baterías puedan usar.

“Me gustaría instar una vez más a los empresarios a ingresar al negocio de refinación de litio. … Es una licencia para imprimir dinero”.

Dos de las empresas quieren comenzar la producción comercial dentro de dos años, y la producción combinada de litio de las tres podría alcanzar las 100,000 2027 toneladas métricas para aproximadamente 50, según los objetivos de la empresa, suficiente para alimentar a más de XNUMX millones de automóviles eléctricos. Eso significa que la salmuera del Salton Sea, un cuerpo de agua tóxico considerado un emergencia de salud pública, tiene un valor potencial de $ 6 mil millones.

El litio también representa una gran fuente de empleos y dólares de impuestos para una de las partes más pobres de California, donde el ingreso familiar promedio es un 40 % inferior al promedio estatal. En su entusiasmo por el recurso, el estado de California ya ha establecido un impuesto de $400 por tonelada para las primeras 20,000 toneladas de litio de Salton Sea para ayudar a restaurar el área profundamente afectada, donde los residentes enfrentan altas tasas de enfermedades pulmonares debido al polvo tóxico que trae el viento. ha recogido del lecho del mar menguante. Para el estado, es beneficioso para todos: el proyecto puede "brindar los recursos necesarios para acelerar la transición a la energía limpia y al mismo tiempo crear nuevos empleos y desarrollo económico en la comunidad local", dijo la oficina del gobernador Gavin Newsom. Forbes por correo electronico.

Pero hay un problema para Lithium Valley de California: la tecnología para extraer ese precioso litio de la salmuera hirviendo, que es altamente corrosiva y está cargada de toxinas como arsénico y plomo, no está probada. Eso pone nerviosos a algunos lugareños, que se preocupan por ser un “zona experimental” para la nueva industria. Los expertos dicen que podrían pasar muchos años antes de que la región alcance su potencial como el lugar más verde para cosechar el costoso metal que es crucial para la transición del país a los vehículos eléctricos.

Una empresa llamada Lilac Solutions, que ha creado una tecnología de intercambio de iones para separar el litio de una variedad de salmueras, ha decidido evitar trabajar con la salmuera venenosa sobrecalentada del Salton Sea porque es muy difícil de manejar. Junto con los problemas que surgen al manejar un líquido a 600 grados, cualquier persona que intente extraer litio también debe asegurarse de que estos otros materiales peligrosos en la salmuera no escapen al aire que respiramos.

"Existen desafíos relacionados con la temperatura muy alta y los materiales, incluidos los materiales tóxicos, que se disuelven en ella", dice David Snydacker, fundador y director ejecutivo de Lilac, quien está acostumbrado a trabajar con salmueras que no tienen las mismas impurezas o problemas de calor. “Resolver esos desafíos es fundamental para llevar esos proyectos a producción”.

“Arabia Saudita del litio”

Hoy en día, la mayor parte del litio proviene de América del Sur y Australia, donde se obtiene inundando salinas o mediante minería de roca dura, procesos que a menudo sobrecargan los suministros de agua en áreas donde ese recurso es limitado, producen desechos residuales, dañan la fertilidad de la tierra y degradan el agua subterránea. Pero en Salton Sea, ya se está bombeando salmuera rica en litio a la superficie para alimentar 11 plantas de energía geotérmica. El nuevo plan es dar un paso más: extraer litio y otros minerales de alto valor antes de enviar el material de regreso a su lugar de origen, a miles de pies bajo tierra.

Los defensores dicen que extraer litio de la salmuera será mucho más ecológico porque es un procedimiento de circuito cerrado impulsado por energía geotérmica libre de carbono que evita por completo las técnicas de minería convencionales. Berkshire Hathaway Energy, Controlled Thermal y EnergySource Minerals están probando sus propios procesos de separación química patentados, donde pasa la salmuera a través de una etapa de filtrado que extrae el litio, mientras deja el resto de los químicos tóxicos en su lugar. Idealmente, la salmuera nunca se expone al aire libre sobre el suelo.

"El litio necesita urgentemente nuevas fuentes y nuevos procesos para arrastrar a la industria al siglo XXI".

Una vez ampliada, Lithium Valley podría algún día suministrar 600,000 toneladas métricas de litio al año, según estimaciones del gobierno de EE. UU.

“Probablemente se encuentre entre los 10 depósitos de litio más grandes del mundo”, dice Michael McKibben, geólogo de la Universidad de California, Riverside, que dedica gran parte de su tiempo a estudiar el potencial de producción de metales del Mar de Salton. Él estima que la capacidad de litio de Salton Sea es casi del tamaño de los depósitos más grandes del mundo en Bolivia y Chile combinados, en 32 millones de toneladas métricas.

Esa riqueza de litio del Mar de Salton ha sido apodado una nueva fiebre del oro en noticias recientes. Es “a lo que nos referimos como la Arabia Saudita del litio”, dijo Newsom en una mesa redonda con el presidente Joe Biden a principios de este año.

Para aprovechar la promesa de Salton Sea, el estado ha otorgado cerca de $13 millones en subvenciones a Berkshire Hathaway, Controlled Thermal y EnergySource Minerals para proyectos de extracción de prototipos durante los últimos cinco años.

"El litio necesita urgentemente nuevas fuentes y nuevos procesos para arrastrar a la industria al siglo XXI, y Salton Sea es una de esas fuentes que la industria espera tener éxito", dice Simon Moores, director ejecutivo de Benchmark Mineral Intelligence, un influyente analista cuya perspectiva para las fuentes globales y las tendencias de precios de las materias primas para las baterías EV es ampliamente seguido por los inversores.

Pero a pesar de las proyecciones halagüeñas de Controlled Thermal, EnergySource y Berkshire Hathaway Energy para producir un total combinado de 100,000 2027 toneladas anuales de litio a partir de XNUMX, nunca se ha logrado obtener litio altamente refinado a partir de salmuera geotérmica a escala industrial.

El nivel de producción que proponen los defensores de Lithium Valley "es muy poco probable o imposible" en los próximos años porque el proceso de extracción es muy complejo, dice Moores. Su compañía con sede en Londres, que rastrea los metales que necesita la industria de las baterías, cree que puede tomar al menos una década alcanzar el volumen que están promocionando y, en cambio, estima que el litio de la salmuera del Mar de Salton será, en el mejor de los casos, 30,000 toneladas métricas para 2030.

“Con estas cosas, encuentro que los operadores y financieros tienden a sobrestimar el corto plazo pero subestiman el largo plazo”, dice Moores.

“Nadie ha hecho esto todavía”

Mientras conduce por el Mar de Salton, puede ver el poder corrosivo de la salmuera subterránea. Las cosas supercalientes, que pueden comer a través de acero y cemento, oxida rápidamente las plantas de energía del área, haciéndolas parecer más viejas y deterioradas de lo que son. Los sitios industriales, que necesitan renovación y pintura continuas a medida que la salmuera los desgasta, emergen como esculturas steampunk de la neblina del desierto.

En un campo polvoriento junto a la futura instalación de litio de EnergySource, a menos de una milla del mar, hay un grupo de ollas de barro seco que parecen volcanes en miniatura. Estos montículos son un subproducto del sistema subterráneo que utiliza la planta de energía geotérmica de la compañía al lado, causado por una acumulación subterránea de dióxido de carbono que empuja hacia la superficie a través de la capa freática y el suelo.

En este terreno, EnergySource se prepara para comenzar a construir en octubre su planta de procesamiento de litio, que será la primera en la región. Cuando se complete en 2024, debería poder extraer 20,000 toneladas métricas de litio, extrayéndolo de los 7,000 galones de salmuera que fluyen de la planta de energía conectada cada minuto.

La operación de refinación costará "cientos de millones de dólares", dice el director ejecutivo Eric Spomer. Forbes, sin entrar en detalles. EnergySource, que recibió un monto de inversión no revelado en mayo de la compañía de servicios de campos petroleros Schlumberger y el desarrollador orientado al litio TechMet, actualmente está recaudando los fondos necesarios para completarlo, aunque Spomer se negó a decir cuánto necesita aún la compañía.

Él está de acuerdo en que el proyecto está lejos de ser una empresa simple. “Nadie ha hecho esto todavía”, dice. Pero su confianza se deriva de un programa piloto que la compañía ha estado ejecutando allí desde 2016, financiado con una subvención de $2.5 millones de la Comisión de Energía de California. Spomer dice que el piloto ha ayudado a "garantizar que tengamos un proceso que funcione, produzca productos de litio comercializables, específicamente hidróxido de litio de grado de batería, y sea comercialmente viable".

EnergySource extrae litio de la salmuera utilizando una tecnología patentada que desarrolló llamada iLiAD que, según la compañía, es la más eficiente de la industria. A diferencia de Berkshire Hathaway y Controlled Thermal, EnergySource también planea extraer y vender zinc y manganeso extraídos de la salmuera.

“Tendemos a no hacer reclamos a menos que estemos muy seguros de que podemos cumplir”, dice Spomer.

El CEO de Controlled Thermal, Rod Colwell, es igualmente optimista. “La recuperación de minerales de la salmuera geotérmica o incluso solo de la salmuera ha estado en marcha en Dow Chemical durante 80 años. No es nada nuevo ni novedoso”, dice Colwell, cuya compañía con sede en el condado de Imperial, California, está operando su primer pozo de prueba en Hell's Kitchen, acertadamente llamado Hell's Kitchen, en la calurosa y polvorienta costa sureste del Mar de Salton.

“La única forma en que vamos a optimizar es ejecutándolo”.

El nombre se remonta a una época en la que el área era en realidad una isla en el lago, antes de que el agua se retirara y la convirtiera en una península. En la década de 1920, excéntrico empresario local Capitán Charles E. Davis dirigía un café y salón de baile llamado Hell's Kitchen en lo que entonces se conocía como Mullett Island.

Por el momento, no hay rastro de ese colorido pasado y poco que indique su gran futuro. El sitio de Controlled Thermal, frente a una vieja casa de piedra en ruinas, campos de cultivo y junto a un canal de riego, consta de una sola torre de vapor construida recientemente sobre un pozo de prueba y unas 10 estructuras temporales que se asemejan a semirremolques que procesan la salmuera del pozo. . El sitio se veía más impresionante a fines del año pasado cuando una enorme plataforma de perforación de varios pisos se elevó temporalmente sobre él.

Si todo va bien, en unos dos años el sitio contará con un complejo de alta tecnología con una planta combinada de energía geotérmica y una instalación de litio que se asemeja a una de las Gigafactorías de Tesla de Musk.

Después de que Controlled Thermal abra una planta de energía en el sitio el próximo año, Colwell quiere que la próxima fase del proyecto pueda producir 25,000 toneladas métricas de carbonato de litio, la forma refinada que necesitan los fabricantes de baterías, con operaciones comerciales a partir de 2024. La compañía tiene la intención de para expandirse constantemente, agregando más pozos geotérmicos para producir eventualmente hasta 75,000 toneladas al año, una empresa que costará "miles de millones", dijo Colwell, sin dar más detalles.

“La única forma en que vamos a optimizar es ejecutándolo”, dijo, reconociendo que puede haber inconvenientes. “Solo asuma que nunca lo hará bien en el papel”.

Berkshire Hathaway Energy, el último de los tres productores de litio de Salton Sea, también está probando su tecnología. Recientemente abrió su primera instalación de prueba de extracción de litio en un edificio industrial de color caqui de dos pisos adyacente a una de sus plantas geotérmicas. Con una décima parte del tamaño de una futura instalación comercial, la instalación fue financiada con $10 millones del Departamento de Energía de EE. UU. y $14.9 millones de la Comisión de Energía de California. Actualmente, la compañía tiene siete veces la capacidad de generación de energía geotérmica en sus 6 plantas de Salton Sea que la única instalación que utiliza EnergySource y probablemente será el mayor productor de litio a medida que aumente la producción a partir de 10.

BHE se negó a participar en esta historia. Jonathan Weisgall, vicepresidente de relaciones gubernamentales de la división de energía de Berkshire y miembro de la Comisión del Valle del Litio de California, no respondió a múltiples solicitudes de comentarios sobre sus planes para el Mar de Salton.

Consecuencias no intencionales

La fiebre del litio de California es la fuente más reciente de emoción, y expectativa de dinero y empleos, en una parte seca y pobre del estado que se ha sentido decepcionada por los desarrollos prometedores del pasado.

El Mar de Salton es el cuerpo de agua interior más grande del estado, ubicado aproximadamente a una hora al sureste de Palm Springs y no lejos del festival anual de música en Coachella. Fue un destino de vacaciones familiar asequible desde la década de 1920 hasta la década de 60, famoso por las carreras de lanchas rápidas y salpicado de moteles, cafeterías y campamentos. En su apogeo, la “Riviera de Salton” incluso dibujó más visitantes que el Parque Nacional Yosemite, de acuerdo con El San Diego Union-Tribune. Pero el negocio del turismo se desvaneció cuando su agua salada se volvió tóxica debido a la escorrentía química de las granjas locales. La contaminación también diezmó la población de peces, amenazando su papel como una importante estación de paso para las aves migratorias.

Hoy en día, los restos de los días de gloria turística de Salton Sea son en gran parte pueblos fantasmas, con la excepción de una colonia de artistas en un parque de casas rodantes en Bombay Beach y Slab City, una comunidad de campamentos cerca de los campos geotérmicos donde los residentes viven fuera de la red en casas rodantes y semirremolques. -hogares permanentes, compartiendo una ducha comunitaria alimentada por un manantial. El ingreso familiar promedio del área es de $46,222, 40% por debajo del promedio estatal, y la tasa de pobreza es del 18%. Polvo tóxico del lago seco playa bed está relacionado con altas tasas de asma, alergias y enfermedades pulmonares entre los lugareños, particularmente aquellos que viven cerca de su extremo sur, donde se ubicarán las operaciones de litio.

“¿Quién será responsable de pagar las consecuencias no intencionales para la salud pública dentro de cinco, 10 o 20 años?”

Algunos residentes tienen la esperanza de que el litio signifique empleos e inversiones para un área que los necesita con urgencia, pero existe la preocupación de que el aumento de la actividad industrial pueda exacerbar los problemas de contaminación local, especialmente si se liberan toxinas en la salmuera durante el proceso de extracción.

Snydacker de Lilac señala que extraer el litio sin liberar las toxinas de la salmuera en el aire plantea desafíos técnicos. “Se necesita una forma de manejar esos problemas de materiales peligrosos y volver a poner todo bajo tierra”, dice. “Si no puedes reinyectar ese material, no tienes un proyecto”.

"Todo lo que escuchamos de las empresas es que 'va a ser fácil para nosotros sacar el litio'", dice Patricia Leal-Gutiérrez, de la costa norte del lago, que trabaja con organizaciones locales en la región del mar de Salton y ha vivido en el este del Valle de Coachella toda su vida. “Para muchos miembros de la comunidad, incluido yo mismo, sabemos que habrá consecuencias no intencionales”.

“¿Quién será responsable de pagar las consecuencias no intencionales para la salud pública dentro de cinco, 10 o 20 años?” ella dijo. “Porque cuando llegamos a ese punto, por lo general es demasiado tarde para responder y la carga recae en la comunidad. Debemos actuar temprano y delinear formas de abordar futuras consecuencias no intencionales”.

Hay historia en esa preocupación en particular. Simbol, la primera empresa con planes para extraer litio de la salmuera geotérmica de Salton Sea, falló en 2015 — poco después rechazó una Oferta de compra de $ 325 millones de Tesla de Musk el año previo.

Los sentimientos de Leal-Gutiérrez se hicieron eco en un reciente artículo de opinión en El sol del desierto periódico a fines de agosto por otras dos mujeres locales preocupadas por la novedad de extraer litio de la salmuera geotérmica.

“Nos negamos a ser zonas experimentales para programas de cambio climático que tienen beneficios no comprobados e impactos ambientales desconocidos, como la extracción de litio”, escribieron Cecilia Dora Armenta, residente de Salton City durante 29 años, y Elizabeth Jaime, madre de dos niños con asma. “Nos preocupa que las ganancias que resulten del desarrollo del litio sean más importantes para los tomadores de decisiones que nuestra salud”.

Spomer de EnergySource dice que la compañía está tratando de mantener informados a los locales, realizando reuniones públicas y discutiendo un informe de impacto ambiental recientemente completado que se presentó al estado. “Aunque muy pocas personas se presentaron”, dijo. Desde entonces, dijo, la empresa ha estado distribuyendo paquetes de información y está abierta a realizar más eventos. “Estamos felices de mostrarles el lugar y decirles lo que estamos haciendo”.

Litio de “bucle cerrado”

California no es el único estado con un rico potencial de litio. La vecina Nevada tiene depósitos significativos cerca de Thacker Pass. Pero obtenerlo de esa fuente implicaría lixiviarlo de arcilla cargada con el material usando un ácido. Junto con el potencial de daño ambiental, el proyecto se opone por local PMiembros de la tribu aiute-Shoshone, que consideran la región sagrada, ya que fue el lugar de una masacre..

El hecho de que el litio de Salton Sea pueda evitar los efectos nocivos de la minería y el uso excesivo de agua es una razón clave por la que General Motors quiere trabajar con Controlled Thermal y ha invertido una cantidad no revelada en la empresa.

La "extracción directa de litio" de la región evita los estanques utilizados en América del Sur y los relaves generados por la minería de roca dura, lo que lo convierte en "un sistema de circuito cerrado", dice Timothy Grewe, quien dirige la estrategia de electrificación y la ingeniería de celdas de batería de GM. “Está configurado para ser una cadena de suministro de mucho menor costo”.

Aún así, el fabricante de automóviles sabe que hay obstáculos. “Tienes que trabajar con las realidades de la producción de alto volumen”, dice Grewe. “¿Cuánto cuesta realmente capitalizar la extracción directa de litio? ¿Qué sucede cuando la salmuera cambia y sale en una salmuera volcánica diferente?

Es probable que sus preguntas no sean respondidas hasta dentro de algunos años a medida que la producción comience a aumentar.

Eso no ha impedido que Controlled Thermal encuentre otros clientes: junto con GM, también tiene un acuerdo para vender litio a Stellantis para sus operaciones de vehículos eléctricos. Colwell también dice que está haciendo viajes frecuentes a Asia para reunirse con compañías de baterías coreanas y japonesas que espera que eventualmente ubiquen la producción de cátodos cerca de la región del Mar Salton. “Simplemente tiene sentido comercial y ambiental”, dice.

Hasta el momento, la única compañía de baterías que dice que planea unirse a los operadores de litio es Statevolt, una startup europea que dicho en abril construirá una planta en expansión de $ 4 mil millones y obtendrá litio de Controlled Thermal. Statevolt no respondió a una solicitud de detalles sobre cuándo podría abrir esa instalación y cuánto de su financiación se ha asegurado.

“La ampliación a la demostración requiere trabajo. Luego, escalar de demostración a comercial requiere mucho trabajo”.

Pero por ahora, empresas como Redwood Materials, que recicla metales de baterías y productos electrónicos y se prepara para fabricar cátodos de litio en un nuevo planta en Nevada para baterías EV, no tienen planes de obtener litio de la región del Mar de Salton. El CEO JB Straubel, cofundador de Tesla, se negó a comentar sobre sus expectativas para el litio de Salton Sea.

Weisgall de Berkshire también advirtió sobre cómo procederán las cosas en Salton Sea en abril durante un foro público patrocinado por UC Riverside. La extracción de litio de la salmuera geotérmica “se ha hecho en el laboratorio, pero la ampliación a la demostración requiere trabajo. Luego, escalar de demostración a comercial requiere mucho trabajo”.

“No es alquimia; el litio está ahí”, dijo Weisgall. “Pero tenemos que hacer esto de la manera correcta”.

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