Δρ. Π. Τζεφέρης: Οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις της εξόρυξης λιθίου και η διείσδυση των EVs

Δρ. Π. Τζεφέρης: Οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις της εξόρυξης λιθίου και η διείσδυση των EVs

Ο Δρ. Π. Τζεφέρης είναι Γενικός Διευθυντής Ορυκτών Πρώτων Υλών στο Υπουργείο Περιβάλλοντος και Ενέργειας.

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι κυρίως γνωστές για την τροφοδοσία ηλεκτρικών οχημάτων, τα οποία αναμένεται να αντιπροσωπεύουν ένα μεγάλο ποσοστό των πωλήσεων νέων αυτοκινήτων έως το 2030. Αυτές οι μπαταρίες είναι το κλειδί για την ελαφριά, επαναφορτιζόμενη ισχύ. Η μπαταρία ενός Tesla Model S, για παράδειγμα, χρησιμοποιεί περίπου 12 κιλά λιθίου.

Ωστόσο, το λίθιο (Li) δεν προέρχεται από παρθενογένεση, ούτε κάποια συνθετική εργαστηριακή διαδικασία αλλά κυρίως συλλέγεται μέσω εξάτμισης στις ξηρές αλυκές της Atacama στα βόρεια της Χιλής και της Αργεντινής και στα νότια μέρη της Βολιβίας. Πρόκειται για το περίφημο (ή κατ’ άλλους διαβόητο) «Τρίγωνο του Λιθίου», την πλούσια σε φυσικά κοιτάσματα άλμης περιοχή που εντοπίζεται εκεί όπου συναντώνται τα σύνορα της Χιλής, της Αργεντινής και της Βολιβίας. Η περιοχή αυτή έχει τεράστια γεωπολιτική αξία καθώς συγκεντρώνει τα μεγαλύτερα παγκόσμια αποθέματα αλλά και την μεγαλύτερη παραγωγή λιθίου παγκοσμίως.

Το «Τρίγωνο του Λιθίου»

Image

Στις ερήμους αλατιού ή salars της περιοχής, όπως η περίφημη Salar de Atacama, η εξόρυξη και ανάκτηση της πρώτης ύλης γίνεται ως εξής: η πλούσια σε λίθιο άλμη συγκεντρώνεται με άντληση σε δεξαμενές ηλιακής εξάτμισης, οπότε με την εξάτμιση του νερού τα πεδία άλμης γίνονται πλουσιότερα σε λίθιο. Η διαδικασία επαναλαμβάνεται για να εμπλουτιστεί σταδιακά στα άλατα λιθίου. Μετά από 12–18 μήνες, το αλατούχο εμπλούτισμα αποστέλλεται σε εργοστάσια χημικής επεξεργασίας λιθίου και μετατροπή στο εμπορεύσιμο προϊόν.

Υπάρχουν επικριτικές αναφορές για την εξόρυξη λιθίου από τις ερήμους αλατιού. Σύμφωνα με έκθεση των Friends of the Earth (FoE) [1], η εξαγωγή λιθίου υποβαθμίζει αναπόφευκτα το έδαφος και εντείνει την έλλειψη νερού, την απώλεια βιοποικιλότητας ενώ παράλληλα είναι επιβλαβής στις λειτουργίες του οικοσυστήματος συμβάλλοντας στη υπερθέρμανση του πλανήτη.

Παραγωγή λιθίου στην αλυκή Salmas Grandes στην επαρχία Jujury, Αργεντινή (ΙΕΑ, World Energy Outlook Special Report, 2022)

Image

Οι αλυκές λιθίου βρίσκονται κατά κανόνα σε άνυδρες περιοχές. Σε αυτά τα μέρη, η πρόσβαση στο νερό είναι κλειδί για τη διαβίωση των τοπικών κοινωνιών καθώς και την διατήρηση της ελάχιστης τοπικής χλωρίδας και πανίδας. Περίπου 2,2 εκατ. λίτρα νερού (500000 γαλόνια) χρειάζονται για να παραχθεί ένας τόνος λιθίου, με αποτέλεσμα να προκαλούνται συγκρούσεις που σχετίζονται με την πρόσβαση στο νερό από τις τοπικές κοινότητες, διευκρινίζει η έκθεση του FoE.

Μια παρόμοια έκθεση που δημοσιεύθηκε το 2019 από τη μη-κερδοσκοπική Bienaventuradors los Pobres (Be.Pe) [2], ισχυρίζεται ότι δεν έχει γίνει αρκετή έρευνα για την πιθανή μόλυνση του νερού και «η δραστηριότητα πρέπει να σταματήσει έως ότου υπάρξουν διαθέσιμες μελέτες για τον αξιόπιστο προσδιορισμό του μεγέθους της ζημιάς».

Το πεδίο εξόρυξης λιθίου Salar de Uyuni στη Βολιβία

Image

Salars λιθίου στην Αργεντινή (2017, Υπ. Ενέργειας και Περιβάλλοντος της Αργεντινής)

Image

Επιπλέον, οι ντόπιοι παραπονιούνται για την αυξανόμενη ξηρασία, η οποία για οδηγεί στην καταστροφή της βλάστησης και απειλεί την τοπική κτηνοτροφία. Από την πλευρά των ειδικών δεν είναι ακόμα σαφές σε ποιο βαθμό η αυξανόμενη ξηρασία σχετίζεται με την εξόρυξη λιθίου. Δυστυχώς δεν έχουν μελετηθεί επαρκώς οι υπόγειες ροές νερού στην έρημο Atacama της Χιλής, ώστε να έχουμε ασφαλή συμπεράσματα για το πώς οι εξορύξεις (του λιθίου αλλά και του χαλκού στην περιοχή) αποτελούν παράγοντες επηρεασμού του μικροκλίματος παράλληλα με τον τουρισμό, την εντατική γεωργία και την κλιματική κρίση. Σίγουρα, η παραγωγή λιθίου δεν απαιτεί πόσιμο νερό, εντούτοις, η εξόρυξη «αλμυρού νερού» είναι δυνατόν να κινητοποιεί ή να μειώνει τη στάθμη στα υπόγεια ύδατα οδηγώντας σε εισροή γλυκού νερού στις ερήμους αλατιού.

Σε άλλες χώρες που παράγουν λίθιο, όπως πχ. Αυστραλία, η εξαγωγή του λιθίου δεν γίνεται μέσω κοιτασμάτων άλμης αλλά από την εξόρυξη πυριγενών πετρωμάτων όπως πχ. των πηγματιτών, τα οποία παρέχουν και τη μεγαλύτερη αφθονία σε λιθιούχα ορυκτά. Λοιπές χώρες με μικρότερα αποθέματα λιθίου είναι η Κίνα, οι ΗΠΑ, η Ζιμπάμπουε, η Βραζιλία, το Μεξικό και οι μόνες ευρωπαϊκές χώρες, η Πορτογαλία και η Σερβία. Και στις δύο τόσο η έρευνα όσο και οι αρχικές αδειοδοτήσεις εκμετάλλευσης, έτυχαν αντιδράσεων από τις τοπικές κοινωνίες.

Πράγματι, η εξόρυξη λιθίου έχει καταστεί μη ευπρόσδεκτη στην Πορτογαλία, με τον δήμο του Pinhel να προσπαθεί με κάθε τρόπο να σταματήσει τις διαδικασίες έρευνας που έχουν ήδη αδειοδοτηθεί από την πολιτεία. Το 95% του τοπικού πληθυσμού έχει απορρίψει αυτά τα σχέδια, παρά τις υποσχέσεις της εταιρείας εξόρυξης ότι η εκμετάλλευση του μεταλλεύματος θα δημιουργήσει περίπου 800 θέσεις εργασίας για τους ντόπιους.

Η κυβέρνηση της Σερβίας αποφάσισε στις αρχές του 2022 να καταργήσει το στρατηγικό σχέδιο εξόρυξης και επεξεργασίας λιθίου στην περιοχή Γιάνταρ στην δυτική Σερβία. Παράλληλα ακύρωσε όλες τις διοικητικές πράξεις, άδειες και αποφάσεις που αφορούσαν την αυστραλιανή εταιρία Rio Tinto, η οποία δραστηριοποιείται στην Σερβία από το 2004 πραγματοποιώντας έρευνες υπεδάφους. Επισημαίνεται ότι η Rio Tinto ανακάλυψε μεγάλα αποθέματα λιθίου στη δυτική Σερβία και το 2020 έλαβε άδεια εκμετάλλευσης με στόχο να υλοποιήσει επένδυση ύψους 2,5 δισεκατομμυρίων ευρώ. Εντούτοις, οι άδειες ακυρώθηκαν.

Στις ΗΠΑ έχουν εντοπιστεί σημαντικά κοιτάσματα λιθίου, με πλέον ελπιδοφόρο το Thacker Pass Mine στο Humboldt της Νεβάδα, το οποίο είναι το μεγαλύτερο γνωστό ηφαιστειακό κοίτασμα λιθίου στις ΗΠΑ και ένα από τα μεγαλύτερα στον κόσμο. Σε πλήρη δυναμικότητα αναμένεται να παράγει ως και 70 χιλ. τόνους λιθίου ετησίως, που ισοδυναμεί με ένα σημαντικό ποσοστό της τρέχουσας ζήτησης λιθίου παγκοσμίως.

Ωστόσο, τα σχέδια εξόρυξης λιθίου συνιστούν μια πραγματική πρόκληση για τους περιβαλλοντολόγους και τις τοπικές κοινωνίες των ινδιάνων στην περιοχή του Thacker Pass με αποτέλεσμα να υπάρχουν σοβαρές αντιδράσεις.

Και το οξύμωρο συνεχίζεται. Θέλουμε να έχουμε πρόσβαση σε πρώτες ύλες που θα στηρίξουν το βιοτικό και πολιτιστικό μας status, αλλά δεν έχουμε καταφέρει να κάνουμε συμβατή την εξόρυξη και τους προμηθευτές των αλυσίδων με την τήρηση υψηλών περιβαλλοντικών και κοινωνικών προτύπων. Οι κυβερνήσεις διαγκωνίζονται για να επιτύχουν την υπεροχή έναντι ορυκτών όπως το λίθιο - καθώς αυτό θα μπορούσε να τις βοηθήσει να επιτύχουν οικονομική και τεχνολογική κυριαρχία για τις επόμενες δεκαετίες, ενώ οι πολίτες αγωνιούν για τις επιπτώσεις. Η Ε.Ε βάζει στόχους που απαιτούν την εξόρυξη, την ίδια στιγμή όμως αρνείται πεισματικά την ένταξη της εξορυκτικής δραστηριότητας στο EU Taxonomy.

Τέλος στο Μεξικό η κυβέρνηση έσπευσε να κρατικοποιήσει τον τομέα του λιθίου σε μια προσπάθεια ελέγχου των οικονομικών και περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Ήδη, οι παραχωρήσεις λιθίου δεν θα δίνονται στο εξής σε ιδιώτες αλλά δημιουργείται μια κρατική οντότητα που θα μεριμνά για την εξόρυξη, την επεξεργασία και την πώλησή του.

Δυστυχώς δεν υπάρχουν πολλές εναλλακτικές και καινοτόμες λύσεις για την περιβαλλοντικά ασφαλή εξόρυξη του λιθίου και μάλιστα που να επιτρέψουν ανάπτυξη οικονομιών κλίμακος όσο απαιτούν οι συνθήκες και οι στόχοι της ενεργειακής μετάβασης.

Γενικώς όλες οι εναλλακτικές προσπάθειες εστιάζουν στην αποφυγή της χρήσης των πεδίων εξάτμισης, μια διαδικασία που απαιτεί πολύ νερό.

Ο Διεθνής Οργανισμός Ενέργειας (ΔΟΕ) [3] προτείνει καινοτόμες τεχνολογίες εξόρυξης και επεξεργασίας, όπως την υδρομεταλλουργική εκχύλιση με οξύ υψηλής πίεσης (HPAL) η οποία έχει εφαρμοστεί με επιτυχία στους λατερίτες για την ανάκτηση του νικελίου. Ετσι αποφεύγεται η χρονοβόρα διαδικασία εξάτμισης, αυξάνεται η παραγωγικότητα και μειώνεται η κατανάλωση του νερού. Ωστόσο, η τεχνολογία δεν έχει ακόμη αποδειχθεί οικονομικά βιώσιμη σε μεγάλες κλίμακες και δεν έχει ακόμη εφαρμοστεί εμπορικά στον τομέα.

Η παραγωγή γεωθερμικού λιθίου είναι μια ακόμη ενδιαφέρουσα προοπτική καθότι είναι γνωστό ότι τα γεωθερμικά ρευστά συχνά είναι πλούσια σε λίθιο. Για παράδειγμα, τα γεωθερμικά ύδατα στο Salton Sea, στο ρήγμα του Αγ. Ανδρέα, ΗΠΑ, είναι τόσο πλούσια σε λίθιο, όσο και οι αλυκές της Βολιβίας και της Χιλής. Επίσης, σε γεωθερμικό έργο στην Κορνουάλη της Αγγλίας διαπιστώθηκαν πάνω από 250mg λιθίου στο ρευστό. Δεδομένης της αξίας του λιθίου στην ενεργειακή μετάβαση, τα δεδομένα αλλάζουν για τα γεωθερμικά αυτά πεδία. Εντούτοις, πρόκειται για συνδρομή και όχι μόνιμη λύση στο θέμα επάρκειας του λιθίου.

Το αλμυρό νερό της θάλασσας περιέχει επίσης άφθονες ποσότητες λιθίου, αλλά δεν έχει βρεθεί ακόμη μια απλή και οικονομικά βιώσιμη διαδικασία εκχύλισης. Το θαλασσινό νερό δυνητικά μπορεί να περιέχει έως και 180 δισεκατομμύρια τόνους λιθίου και μάλιστα ομοιόμορφα κατανεμημένους ανά τον κόσμο. Θα ήταν ίσως η καλύτερη λύση, πλην όμως σήμερα φαντάζει ως η πιο μακρινή μόνιμη λύση.

Τέλος, ερευνητές σε όλο τον κόσμο εργάζονται σε νέες εναλλακτικές μπαταρίες που θα αντικαταστήσουν το λίθιο (και το κοβάλτιο) με φιλικότερα προς το περιβάλλον και πιο εύκολα προσβάσιμα υλικά. Καθώς τα αποθέματα λιθίου και κοβαλτίου δεν είναι σε θέση να καλύψουν την τεράστια μελλοντική ζήτηση, τα προτεινόμενα στοιχεία στα οποία πρέπει να εστιάσουμε είναι ο σίδηρος και το πυρίτιο ως υλικό ανόδου [4].

Μέχρι τότε η ανάγκη για υπεύθυνη εξόρυξη και η προώθηση της κυκλικής οικονομίας αποτελούν τις μόνες σταθερές πολιτικές τα αμέσως επόμενα χρόνια. Η ανακύκλωση των μπαταριών από οχήματα στο τέλος του κύκλου ζωής τους θα πρέπει να μπορεί να καλύψει ένα ικανό ποσοστό της ζήτησης. Στην Ευρωπαϊκή Ένωση, το σχέδιο της νέας Οδηγίας για τις μπαταρίες ορίζει ως μέσο στόχο ανακύκλωσης των μπαταριών λιθίου περίπου 70% έως το 2030. Για να εκπληρωθεί αυτή η υποχρέωση, πάνω από μισό εκατομμύριο πακέτα μπαταριών Tesla Model 3 θα πρέπει να ανακυκλωθούν στην Ε.Ε έως το 2030. Κι αυτό φυσικά, ακόμη κι αν πραγματοποιηθεί, θα απέχει πολύ από το καλύψει την αυξανόμενη ζήτηση λιθίου μέχρι το 2030. Εννοείται πως το υπόλοιπο θα πρέπει να καλύπτεται μέσω εξόρυξης…

Με βάση τα ανωτέρω δεδομένα, αν και εξόρυξη περιοριστεί σημαντικά λόγω των αντιδράσεων, η ηλεκτροκίνηση όπως την γνωρίζουμε σήμερα, με την συγκεκριμένη τεχνολογία μπαταριών, θα έχει σημαντικά προβλήματα ως προς τις δυνατότητες διείσδυσης και πιθανότατα να φθάσει σε ένα οριακό σημείο πολύ πριν το 2030.

Αν δεν υπάρχουν μπαταρίες, δεν μπορούν να υπάρξουν και ηλεκτρικά αυτοκίνητα όσο δεν υπάρχουν εναλλακτικές λύσεις. Οπότε ίσως σε μερικά χρόνια, η Ε.Ε. να χρειαστεί να πάρει πίσω την φιλόδοξη απόφασή της για την κατάργηση των συμβατικών κινητήρων και να εξετάσει και άλλες λύσεις.

[1] https://www.foeeurope.org/sites/default/files/publications/13_factsheet-lithium-gb.pdf

[2] https://redaf.org.ar/wp-content/uploads/downloads/2021/02/Informe-Liex_optim.pdf

[3] The Role of Critical Minerals in Clean Energy Transitions, World Energy Outlook Special Report, ΙΕΑ, March 2022.

[4] Gleb Yushin - Next Generation Materials as the Foundation for Future Li-Ion Batteries, https://www.youtube.com/watch?v=st_kGudsEXs

Image

Έγκυρη ενημέρωση για την αξιακή αλυσίδα των raw materials

NEWSLETTER