I fornitori di energia come fornitori di materie prime: la geotermia dovrebbe fornire il litio per le batterie
Cinque fattori per il successo del litio locale ricavato dall'energia geotermica
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I prezzi dei combustibili, la sicurezza dell’approvvigionamento e la dipendenza dalle materie prime pongono le aziende energetiche di fronte a nuove sfide. I ricercatori del Fraunhofer IEG stanno studiando come ricavare contemporaneamente calore e materie prime strategiche dal sottosuolo. L’idea: l’acqua calda proveniente dalle profondità fornisce calore alle reti e all’industria e, al contempo, litio per le batterie. Ciò riduce i costi, rafforza la creazione di valore aggiunto a livello regionale e rende l’approvvigionamento termico a prova di futuro. I fattori chiave necessari per il successo sono illustrati dal Fraunhofer IEG e dai suoi partner in un articolo scientifico pubblicato sulla rivista specializzata «Geothermics».
«Vogliamo rendere la geotermia doppiamente preziosa: può fornire calore pulito e, al contempo, materie prime strategiche come il litio», afferma la dott.ssa Katharina Alms del Fraunhofer IEG. L’acqua proveniente da diversi chilometri di profondità non contiene solo energia, ma anche metalli disciolti. Lo studio mostra, prendendo come esempio il Bacino della Germania settentrionale, come queste risorse possano essere sfruttate congiuntamente. Per i gestori di impianti geotermici si creerebbe a lungo termine una seconda fonte di reddito grazie ai ricavi aggiuntivi derivanti dall’infrastruttura esistente attraverso la produzione di litio o rame. Attualmente esistono tre siti di ricerca e cinque siti commerciali che sfruttano l’energia idrotermale proveniente dai serbatoi profondi del Bacino della Germania settentrionale. Più di 50 altri siti sono in fase di progettazione.
Elevato potenziale nel sottosuolo
Nel sottosuolo della Germania settentrionale circolano acque calde e salate con tenori significativi di litio metallico. Nelle formazioni di arenaria profonde si possono riscontrare concentrazioni fino a 600 milligrammi per litro. Il potenziale complessivo stimato nel bacino della Germania settentrionale è pari a 26,5 milioni di tonnellate di litio metallico (corrispondenti a 141 milioni di tonnellate di carbonato di litio commerciabile). Il litio è fondamentale per le batterie e gli accumulatori di energia. La domanda è in forte aumento. L’estrazione locale riduce la dipendenza dalle importazioni e rafforza la sicurezza dell’approvvigionamento. Grazie alla geotermia, i fornitori di energia potrebbero diventare produttori di calore e, al contempo, fornitori di materie prime per il litio.
Come funziona l’utilizzo combinato
L’idea di base della geotermia è semplice. Una trivellazione estrae acqua calda da diverse migliaia di metri di profondità. In superficie, il calore viene ceduto a una rete di teleriscaldamento o a processi industriali. Successivamente, l’acqua scorre attraverso un impianto che filtra in modo mirato il litio. Infine, l’acqua di profondità viene reimmessa nel sottosuolo. I ricercatori hanno combinato dati geologici, analisi di laboratorio e modelli tecnici, quali portate, concentrazioni e rendimenti. In questo modo è possibile fornire previsioni precise per ogni sito sulla quantità di litio prevedibile. Come regola empirica approssimativa, per un tipico impianto geotermico dovrebbero essere possibili diverse tonnellate di carbonato di litio all’anno per ogni impianto.
Leva economica per la transizione termica
L’utilizzo combinato migliora notevolmente la redditività della geotermia. I ricavi aggiuntivi derivanti dal litio contribuiscono ad ammortizzare gli elevati investimenti iniziali necessari per le trivellazioni. Ciò rende i progetti più attraenti per gli operatori di impianti geotermici, i fornitori di energia e l’industria. Allo stesso tempo, nascono nuove catene del valore a livello locale. Ciò rafforza la resilienza e l’indipendenza dei sistemi energetici.
Sfide nell’attuazione
La tecnologia per l’estrazione del litio è già stata collaudata, ma si trova ancora in fase di transizione verso l’applicazione industriale. I primi progetti pilota in tutto il mondo ne dimostrano la fattibilità, ma gli impianti su larga scala sono ancora in fase di realizzazione. Per una produzione nazionale di litio economicamente sostenibile devono concorrere cinque fattori:
- C’è una quantità sufficiente di litio disciolto nelle acque profonde del sottosuolo e disponibile a lungo termine?
- È possibile portare in superficie l’acqua di profondità con una portata sufficiente?
- La produzione di calore e quella di materie prime si integrano in modo tecnicamente efficiente?
- Gli strumenti e i materiali resistono alle condizioni estreme presenti nel sottosuolo?
- La compatibilità ambientale, l’ottenimento delle autorizzazioni e l’accettazione sociale sono adeguati?
«La produzione locale di litio funziona solo se geologia, tecnologia, gestione e accettazione vanno di pari passo», sottolinea Katharina Alms. «Per i fornitori di energia e l’industria ciò significa che il successo non risiede solo nella materia prima in sé, ma nella comprensione del sistema del sottosuolo nel suo complesso e nell’integrazione degli impianti.» La geotermia non è solo calore. In combinazione con l’estrazione di materie prime strategiche, diventa un elemento fondamentale per un approvvigionamento energetico sostenibile, resiliente ed economicamente sostenibile.
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Tedesco può essere trovato qui.
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