UGI spiega il progetto Vulcan: un’operazione combinata per la produzione di idrossido di litio e energia rinnovabile da geotermia
L’Europa è molto dipendente dalle importazioni di litio, un elemento essenziale per la produzione di batterie e centrale nella transizione energetica in corso, ma è ricca di risorse geotermiche dalle quali è possibile ottenere molto di più che “solo” energia elettrica e calore.
Nell’ottica di una economia circolare che ottimizzi i processi industriali e massimizzi l’efficienza della produzione, è diventato strategico verificare l’economicità e la sostenibilità di estrarre dai fluidi geotermici alcuni preziosi elementi chimici, dalle terre rare al litio.
Un tema di cui si è recentemente occupato anche l’Unione Geotermica Italiana (UGI), offrendo una panoramica su alcune delle più interessanti iniziative in corso.
In Europa, nel Graben dell’Alto Reno in Germania, dove ci sono ben 10 aziende produttrici di batterie al litio per le automobili si sta ad esempio per attuare il progetto pilota Vulcan (Zero Carbon Lithium™): un’operazione combinata per la produzione di idrossido di litio e energia rinnovabile da geotermia.
Come sottolineano dall’UGI, ad oggi l’estrazione del litio avviene generalmente in cave a cielo aperto, come nelle miniere o nei salar (Bacino endoreico occupato da un lago salato o una piana di sale. Anche, palude salmastra, ndr) del Sud America – con un impatto ambientale enorme per le emissioni di CO2 data dall’intensità energetica necessaria a questo processo, senza sottovalutare il consumo di suolo e di acqua -, ma ci sono alcuni progetti – come Vulcan – orientati all’estrazione di litio dalle salamoie geotermiche che in concomitanza alla produzione di energia elettrica riescono a produrlo senza emissioni di CO2.
I vantaggi, anche dal punto di vista climatico, sono chiari: se per 1 tonnellata di idrossido di litio con l’estrazione tradizionale vengono emesse da 5 a 15 tonnellate di CO2, nel progetto Vulcan le emissioni sono inferiori a 5,3 tonnellate per una tonnellata di idrossido di litio.
«Il progetto – dettagliano da UGI – si snoderà in due fasi: una prima fase di inizio produzione con l’estrazione diretta del litio (DLE-Direct Lithium Extraction) e di un impianto di produzione di idrossido di litio in un impianto geotermoelettrico già operativo, una seconda fase di potenziamento della produzione che verrà completata nel 2024 con la costruzione un nuovo impianto».
Come spiegano sempre da UGI, il processo DLE è concettualmente semplice.
Dalla brina geotermica, dopo un primo trattamento teso ad abbattere le impurità, viene assorbito il cloruro di litio tramite il meccanismo di scambio ionico Counter-Current (controcorrente).
Di seguito la brina arricchita di cloruro di litio viene trattata con carbonato di sodio da cui si forma carbonato di litio che viene recuperato. Il litio può essere anche estratto come idrossido: trattando le brina con solventi (soda caustica), acidificatori (acido solforico) per avere solfato di litio che trattato per elettrolisi si trasforma in idrossido.
Dopo il processo di estrazione la salamoia viene reiniettata nel serbatoio geotermico.
Esistono numerose aziende tecnologiche che utilizzano il DLE con un elevato recupero di litio, e nel caso di Vulcan il nuovo impianto «sarà costituito da due unità ORC, una collegata a due doppietti, l’altra a tre. La salamoia a 165°C viene pompata a pressione di 20bar in tutti i pozzi di produzione geotermica per generare energia elettrica nelle unità ORC, una volta ridotta la temperatura a livelli adeguati per il circuito di estrazione del litio (65°C), viene pretrattata in base alle richieste dei produttori delle batterie a cui il litio è destinato. Di seguito raggiunge l’impianto di estrazione diretta dove il litio viene separato dalla salamoia che viene reiniettata nel sottosuolo. I processi chimico-fisici collaudati in questo progetto consentono di estrarre litio in concentrazioni elevate e in tempi molti ridotti, abbassando i costi ed eliminando emissioni di carbonio».
Gli studi condotti finora sono più che incoraggianti: stimano infatti la risorsa a 181 g/l di litio presente nelle salamoia del Graben dell’Alto Reno «pari ad una quantità prevista di 13.2 Mt, una tale quantità liberebbe l’Europa dalla dipendenza di importazione di litio dalla Cina e dal Sud America».
