Valorizzare le salamoie geotermiche mediante l’estrazione di materie prime critiche
Certe materie prime, a causa della loro importanza economica e del relativo rischio di approvvigionamento, sono state definite materie prime critiche (MPC)(si apre in una nuova finestra). Alcune di esse sono presenti nei fluidi geotermici e gli studi preliminari condotti in tal ambito hanno dimostrato che anche un singolo pozzo dispone del potenziale per produrre quantità considerevoli di determinate MPC, a sostegno di settori industriali chiave. Lo sviluppo di questa risorsa non sfruttata, tuttavia, presenta delle sfide: è infatti necessario identificare e caratterizzare i siti promettenti in relazione alle potenzialità di estrazione di MPC, nonché sviluppare tecnologie efficaci a livello della stessa estrazione. Il progetto CRM-geothermal(si apre in una nuova finestra), finanziato dall’UE, sta lavorando al fine di superare queste difficoltà.
Individuare salamoie geotermiche promettenti
Il progetto punta a stabilire una panoramica delle MPC nelle salamoie geotermiche. «Per scoprire quali fluidi geotermici potrebbero essere di interesse economico per la co-produzione di MPC, abbiamo mappato un’ampia gamma di questi materiali in diversi pozzi geotermici situati in Europa e nella Rift Valley dell’Africa orientale, rilevando una quantità significativa di litio, stronzio, boro ed elio nei fluidi geotermici», afferma Simona Regenspurg, la coordinatrice del progetto. Tra i siti di prova figurano la Cornovaglia (Regno Unito), la Germania settentrionale, l’Islanda, il Kenya e la Turchia. In Cornovaglia le salamoie geotermiche sono arricchite di litio ed elio, mentre i fluidi del bacino della Germania settentrionale presentano ricche concentrazioni di litio e stronzio. Nei siti islandesi, con temperature fino a 250 °C, il progetto studia l’arricchimento delle MPC nei precipitati che si formano quando il fluido viene raffreddato, nel corso del processo di produzione energetica. I siti di prova in Turchia producono elevati volumi di fluidi geotermici, determinandone l’utilità al fine di testare i metodi di estrazione; inoltre, i fluidi geotermici alcalini dell’Africa orientale sono attualmente oggetto di studio in virtù del proprio contenuto di elementi di terre rare(si apre in una nuova finestra).
Sviluppare le tecnologie di estrazione
Poiché ogni sito geotermico è unico in termini di calore, pressione, chimica del fluido e MPC presenti, i metodi di estrazione adatti variano notevolmente di volta in volta. CRM-geothermal ha esplorato numerosi approcci, tra cui lo scambio ionico selettivo, i setacci ionici, l’adsorbimento tramite eteri corona, il bioaccumulo e l’estrazione tramite membrane di gas. Per l’estrazione del litio, il progetto ha adattato le tecniche esistenti al fine di soddisfare le proprie esigenze. Regenspurg spiega: «Utilizziamo ad esempio setacci ionici, ovvero componenti dotati di strutture cristalline speciali in cui può entrare solo il piccolo ione Li+: ciò garantisce la selettività e ci consente di evitare l’estrazione di altri elementi disciolti, che costituisce una delle principali sfide quando si impiegano le salamoie geotermiche.» Dati i molteplici fattori da considerare, non esiste una soluzione indifferenziata per l’estrazione di MPC dalle salamoie geotermiche. CRM-geothermal sta lavorando allo scopo di sviluppare una serie di tecnologie adatte a diverse circostanze.
Valutazioni economiche per l’estrazione di MPC
Il progetto sta esplorando i vantaggi derivanti da un processo di estrazione duplice: quella del calore offre una fonte di energia pulita, mentre le MPC forniscono materiali industriali essenziali. L’analisi del flusso di materiali permette di quantificare gli input e gli output del processo di estrazione, oltre a fornire informazioni utili per lo svolgimento dell’analisi dei costi/benefici associati alla stessa. L’estrazione combinata di calore e minerali dispone del potenziale per massimizzare i ritorni sugli investimenti, riducendo al contempo al minimo l’impatto ambientale esercitato. Il progetto sta sviluppando linee guida per l’applicazione della classificazione quadro delle Nazioni Unite (UNFC, United Nations Framework Classification)(si apre in una nuova finestra) per la valutazione della fattibilità geologica, tecnologica, socio-economica e ambientale dei progetti di estrazione combinata. Il progetto presenterà i risultati ricavati dalla mappatura delle MPC nei sistemi geotermici di tutta Europa in un atlante dei fluidi relativi alle MPC disponibile online, in modo da fornire un quadro chiaro delle risorse disponibili a livello di MPC. Fornendo ai futuri sviluppatori di progetti una guida pratica sulle tecnologie di estrazione più appropriate e sull’applicazione dell’UNFC, CRM-geothermal sta aprendo la strada a un’efficace adozione dell’estrazione di MPC dalle salamoie geotermiche.
