Verarbeitungsanlage in der Lithiummine in Westaustralien jasonbennee/iStock
Geothermie war lange Zeit das vergessene Mitglied der Familie der sauberen Energien, das trotz seines nachgewiesenen Potenzials von relativ billiger Solar- und Windenergie überschattet wurde. Dies könnte sich jedoch bald ändern – aus einem unerwarteten Grund.
Geothermische Technologien stehen kurz davor, riesige Mengen an Lithium aus natürlich vorkommenden heißen Solen unter Orten wie Kalifornien freizusetzen. Saltonsee, zwei Autostunden von San Diego entfernt.
Lithium ist essentiell für Lithium-Ionen-Batterien, die Elektrofahrzeuge und Energiespeicher antreiben. Die Nachfrage nach diesen Batterien steigt schnell, aber die Die USA sind derzeit stark von Lithiumimporten abhängig von andere Länder – Der größte Teil der Lithiumversorgung des Landes stammt aus Argentinien, Chile, Russland und China. Die Fähigkeit, kritische Mineralien aus geothermischen Solen in den USA zu gewinnen, könnte wichtige Auswirkungen auf die Energie- und Mineraliensicherheit sowie auf globale Lieferketten und Arbeitskräfte habenÜbergänge und Geopolitik.
als Geologe, der mit geothermischen Solen arbeitet, und ein Energiepolitiker Wir glauben, dass diese Technologie die kritische Mineralienlieferkette des Landes zu einem Zeitpunkt stärken kann, an dem Bedenken hinsichtlich der Sicherheit der Lieferkette steigen.
Genug Lithium, um den heutigen US-Bedarf bei weitem zu übertreffen
Geothermische Kraftwerke nutzen Erdwärme, um eine konstante Dampfversorgung für den Betrieb von Turbinen zu erzeugen, die Strom erzeugen. Die Anlagen arbeiten, indem sie eine komplexe Salzlösung hochbringen, die sich tief unter der Erde befindet, wo sie Wärme absorbiert und mit Mineralien wie Lithium angereichert wird, Mangan, Zink, Kalium und Bor.
Geothermische Solen sind die konzentrierte Flüssigkeit, die übrig bleibt nachdem Wärme und Dampf in einer geothermischen Anlage extrahiert wurden. In den Salton Sea-Anlagen enthalten Solen hohe Konzentrationen – etwa 30 % – an gelösten Feststoffen.
Wenn jetzt laufende Testprojekte beweisen, dass aus diesen Solen Lithium in Batteriequalität kostengünstig gewonnen werden kann, könnten allein 11 bestehende Geothermieanlagen entlang der Salton Sea das Potenzial haben, genug Lithiummetall zu produzieren, um etwa 10 mal die aktuelle US-Nachfrage.
Drei Geothermiebetreiber im Geothermiefeld Salton Sea befinden sich in verschiedenen Stadien der Planung, Konstruktion und Erprobung von Pilotanlagen für die direkte Lithiumextraktion aus der heißen Sole.
Bei voller Produktionskapazität könnten die 11 bestehenden Kraftwerke in der Nähe des Salton Sea, die derzeit etwa 432 Megawatt Strom erzeugen, auch etwa 22.000 produzieren. Tonnen Lithiummetall pro Jahr. Der jährliche Marktwert dieses Metalls würde zu aktuellen Preisen über 5 Milliarden Dollar betragen.
Geopolitische Risiken in der Lithium-Lieferkette
Bestehende Lithium-Lieferketten sind voller Unsicherheiten, die die Mineralsicherheit für die Vereinigten Staaten in Frage stellen.
Russlands Krieg in der Ukraine und Konkurrenz zu China, sowie enge Beziehungen zwischen Russland und China, unterstreichen die geopolitischen Implikationen der mineralintensiven Umwandlung sauberer Energie.
China ist derzeit führend in der Lithiumverarbeitung und beschafft aktiv Lithiumreserven von anderen großen Produzenten. Chinesische staatliche Minenbetreiber besitzen oft Minen in anderen Ländern, die andere lebenswichtige saubere Energiemineralien wie Kobalt und Nickel produzieren.
Es gibt derzeit eine Lithium-Produktionsanlage in den USA extrahiert diese Anlage in Nevada Salzflüssigkeit und konzentriert das Lithium durch das Wasser verdunsten lassen ein große, flache Teiche. Im Gegensatz dazu führt der Prozess der Lithiumgewinnung bei der Erzeugung geothermischer Energie das Wasser und die Solen zur Erde zurück. Das Hinzufügen einer weiteren heimischen Lithiumquelle könnte die Energie- und Mineralsicherheit für die Vereinigten Staaten und ihre Verbündeten verbessern.
Fehlende politische Unterstützung
Erdwärme stellt heute dar weniger als 0,5 % der Stromerzeugung im Versorgungsmaßstab in den USA
Ein Grund, warum es in den USA nach wie vor eine stagnierende Energietechnologie ist, ist der Mangel an starker politischer Unterstützung. Vorläufige Ergebnisse von eine Forschungsstudie die von einem von uns durchgeführt werden, weisen darauf hin, dass ein Teil des Problems auf Meinungsverschiedenheiten zwischen älteren und neueren Geothermieunternehmen selbst zurückzuführen ist, einschließlich der Art und Weise, wie sie mit politischen Entscheidungsträgern, Investoren, den Medien und der Öffentlichkeit über die Vorteile der Geothermie sprechen.
Geothermie hat die Fähigkeit, Solar- und Windenergie als Grundlaststromquelle zu ergänzen – es ist konstant, im Gegensatz zu Sonnenschein und Wind – und um Energie- und Mineralsicherheit zu bieten. Es könnte auch eine berufliche Brücke für Öl-, Gas- und Kohleangestellte zum Übergang in die saubere Energiewirtschaft bieten.
Die Industrie könnte von Richtlinien wie profitierenFonds zur Risikominderung um Bohrerkundungskosten zu senken, Förderprogramme zur Demonstration von Innovationen, langfristige Stromverträge, oder Steueranreize.
Das Hinzufügen der Produktion kritischer Metalle wie Lithium, Mangan und Zink aus geothermischen Solen könnte Betreibern geothermischer Elektrizität einen neuen Wettbewerbsvorteil verschaffen und dazu beitragen, die Geothermie auf die politische Agenda zu bringen.
Geothermie erhält Schub in Kalifornien
Trends könnten für Geothermieproduzenten in die richtige Richtung gehen.
Im Februar verabschiedete die California Public Utilities Commission ein neues Bevorzugter Systemplan, der den Staat ermutigt, 1.160 Megawatt zu entwickeln von neuem geothermischem Strom. Das ist auf einem Beschluss 2021 zur Beschaffung von 1.000 Megawatt aus emissionsfreien, erneuerbaren, festen Erzeugerressourcen mit einem Kapazitätsfaktor von 80 % – der nur durch geothermische Technologien erreicht werden kann.
Die kalifornischen Entscheidungen sollten in erster Linie intermittierende erneuerbare Energien wie Sonne und Wind und die Stilllegung des Kernkraftwerks Diablo Canyon ergänzen. Sie deuten darauf hin, dass die Ära der Geothermie als vergessene erneuerbare Energie zu Ende gehen könnte.
Bryant Jones, Doktorand der Energiepolitik, Universität von Boise, und Michael McKibben, Forschungsprofessor für Geologie, Universität von Kalifornien, Riverside
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