Per rispondere alla crescente domanda globale di batterie agli ioni di litio, si stima che saranno necessarie 74 nuove miniere di litio entro il 2035, ognuna con una produzione media annua di 45.000 tonnellate. Secondo Benchmark Minerals Intelligence, si prevede che le gigafabbriche europee di batterie produrranno circa 700 GWh all'anno entro il 2025, necessitando di una fornitura annuale di 325.000 tonnellate di idrossido di litio e un'uguale quantità di carbonato di litio.

Questa nuova richiesta è motivata dalla corsa per conseguire gli obiettivi climatici di zero emissioni nette entro il 2050, ma può essere soddisfatta da una catena di approvvigionamento che comporta emissioni di combustibili fossili in ogni sua fase?

John Walker, CEO, Tees Valley Lithium"Assolutamente no", afferma John Walker, CEO di Tees Valley Lithium (TVL). Fa parte di un team che si propone di creare un impianto di idrossido di litio nel nord-est dell'Inghilterra con una capacità produttiva di 96.000 tonnellate metriche all'anno. Afferma anche che il trasporto dello spodumene per migliaia di chilometri e la sua raffinazione in impianti cinesi che utilizzano prevalentemente il carbone, aumentano significativamente l'impronta di carbonio, già rilevante a causa dell'estrazione e del trasporto. Aggiunge, inoltre, che le nuove raffinerie di litio attualmente in costruzione devonoa dottare un approccio produttivo diverso.

“La Cina controlla più del 90% del litio mondiale e avrà bisogno di tutto questo litio per i propri piani di decarbonizzazione”, afferma Walker, “quindi l’Europa deve costruire la propria infrastruttura”.

Favorire un sistema produttivo a bassa emissione di carbonio e produzione di rifiuti

Il team che sta sviluppando il nuovo progetto intende costruire l'impianto di idrossido di litio su un terreno di 20 acri di proprietà della Sembcorp Energy UK, all'interno del nuovo Teesside Freeport, nel nord-est dell'Inghilterra. Ma prima, l’azienda trasformerà lo spodumene in solfato di litio di alta qualità nell'Australia occidentale in modo che venga trasportato e lavorato nel Regno Unito, riducendo dell'80% i volumi trasportati . In entrambi i siti, l’azienda intende impiegare una tecnologia innovativa e rivoluzionaria per consentire una produzione caratterizzata da bassissime emissioni di carbonio e dalla produzione di pochi rifiuti.

The planned lithium hydroxide refining facility in northeast England will be the world’s largest of its kind when finalized, producing 96,000 metric tons per year."A questo punto, abbiamo completato lo Studio di Fattibilità di Classe 4, i campioni di qualità del progetto sono stati verificati da Cathode Active Material, abbiamo firmato un accordo di fornitura con il commerciante globale di metalli Traxys e abbiamo avuto un primo round di investimento da 1,2 milioni di sterline, con un'offerta superiore alle aspettative", afferma Walker. L'impianto previsto per il Regno Unito è progettato su quattro linee di produzione, ciascuna con una capacità di 24.000 tonnellate metriche all'anno di idrossido di litio. "L'obiettivo è completare la prima delle quattro linee di produzione entro la fine del 2024", aggiunge.

Permettere alla riduzione dell'impatto ambientale di definire le linee progettuali

L'ambiziosa tempistica del progetto TVL fa parte di un'ondata di nuovi progetti, tra cui i grandi piani di operatori affermati come Albemarle e lo sviluppo di un progetto a bassa emissione di rifiuti e a basse emissioni di carbonio da parte di Green Lithium, sempre nel Regno Unito. Per assicurarsi gli investimenti esterni e le autorizzazioni per questi progetti, sarà necessario indicare chiaramente le quali siano le scelte in merito alle fonti energetiche, ai combustibili e alla sostenibilità.

Walker afferma che nel progetto TVL, la riduzione dell'impronta di carbonio determinerà ogni fase della progettazione.

"Stiamo pianificando il più grande progetto di questo tipo e abbiamo incaricato MINVIRO di completare un'analisi indipendente del ciclo vita facendo un confronto con le tecnologie convenzionali", afferma.

Elettrificare ogni fase del processo per eliminare le emissioni di carbonio

Il presidente di Tesla Robyn Denholm ha sottolineato che circa la metà delle emissioni di carbonio di una cella di batteria provengono dall'attività mineraria e ha espresso preoccupazione per la logistica: "Il modo migliore per ridurre l'impronta di carbonio dei minerali è smettere di spedirli attraverso 9.000 chilometri di oceano prima di raffinarli", ha dichiarato l'anno scorso in un discorso all'Australian Minerals Council.

Quindi, cosa intende fare di diverso TVL per evitare le emissioni di CO2 associate alle tecnologie convenzionali?

I piani di TVL prevedono una raffineria intermedia vicino a Port Hedland nell'Australia occidentale, dove intende impiegare nuove tecnologie per ottenere un solfato di litio di alta qualità da trasportare per la lavorazione nel sito del Regno Unito. In questo modo si offre alle compagnie minerarie un’altra opzione oltre alla semplice vendita alla Cina.

Siamo molto interessati a elettrificare ogni fase del processo per eliminare le emissioni di carbonio e questo approccio include le fasi di calcinazione dello spodumene e di tostatura con acido solforico nei forni rotativi oltre alla fase di essiccazione.

"Siamo molto interessati a elettrificare ogni fase del processo per eliminare le emissioni di carbonio e questo approccio include le fasi di calcinazione dello spodumene e di tostatura con acido solforico nei forni rotativi oltre alle fasi di essiccazione," afferma Walker. "Per noi, non ha senso creare un disastro ambientale per risolverne un altro,"

Il processo elettrochimico utilizzerà elettricità a basse emissioni di carbonio nel Regno Unito per produrre idrossido di litio dal solfato di litio senza dover ricorrere a sostanze chimiche ad alto impatto ambientale, come la soda caustica, e nel contempo evitare l'acido solforico consumato nella produzione di solfato di litio in Australia in modo da non generare rifiuti.

Nella seconda parte di questo articolo, esamineremo l'elettrificazione delle operazioni proposte nel Regno Unito/Australia e come Kanthal è in grado di soddisfare questa nuova necessità di elettrificazione del processo.