Wydobycie surowców krytycznych sposobem na wykorzystanie solanek geotermalne
Niektóre surowce — ze względu na ich znaczenie gospodarcze i zagrożone dostawy — zostały uznane za surowce krytyczne (CRM)(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Niektóre z nich występują w płynach geotermalnych, a wstępne badania wykazały, że nawet pojedynczy odwiert może produkować znaczne ilości niektórych CRM dla kluczowych sektorów przemysłu. Ale z pozyskiwaniem tego niewykorzystanego zasobu wiążą się wyzwania. Trzeba zidentyfikować i scharakteryzować lokalizacje obiecujące pod względem potencjału CRM oraz opracować skuteczne technologie wydobycia. Finansowany ze środków UE projekt CRM-geothermal(odnośnik otworzy się w nowym oknie) stara się sprostać tym wyzwaniom.
Znajdowanie obiecujących solanek geotermalnych
Celem projektu jest stworzenie przeglądu CRM w solankach geotermalnych. „Aby dowiedzieć się, które z płynów geotermalnych mogą mieć wartość ekonomiczną do współprodukcji CRM, zmapowaliśmy szeroką gamę tych materiałów w studniach geotermalnych w Europie i Wielkim Rowie Wschodnim w Afryce. Znaleźliśmy znaczne ilości litu, strontu, boru i helu w płynach geotermalnych” — wspomina koordynatorka projektu Simona Regenspurg. Lokalizacje testowe obejmują Kornwalię (Wielka Brytania), północne Niemcy, Islandię, Kenię i Turcję. Kornwalijskie solanki geotermalne są bogate w lit i hel. Płyny z basenu północnoniemieckiego mają wysokie stężenia litu i strontu. W Islandzkich instalacjach, gdzie temperatury sięgają 250°C, w ramach projektu badane są osady bogate w CRM, które tworzą się gdy płyn jest chłodzony podczas procesu produkcji energii. Testowe odwierty w Turcji produkują duże objętości płynów geotermalnych, co czyni je przydatnymi do wypróbowywania metod ekstrakcji. Ponadto w Afryce Wschodniej badane są alkaliczne płyny geotermalne pod kątem zawartości pierwiastków ziem rzadkich(odnośnik otworzy się w nowym oknie).
Rozwój technologii ekstrakcji
Każda lokalizacja geotermalna różni się pod względem ciepła, ciśnienia, właściwości chemicznych płynów i występujących CRM, dlatego odpowiednie metody wydobycia znacznie się różnią. W projekcie CRM-geothermal zbadano wiele podejść, w tym selektywną wymianę jonową, sita jonowe, adsorpcję z wykorzystaniem eterów koronowych, bioakumulację i ekstrakcję przez membranę gazową. W przypadku wydobycia litu projekt CRM-geothermal dostosował istniejące techniki do swoich potrzeb. Jak wyjaśnia Regenspurg: „Na przykład używamy sit jonowych, które są komponentami o specjalnych strukturach krystalicznych, w których mogą zmieścić się tylko małe jony Li+. Zapewnia to selektywność, co pozwala uniknąć ekstrakcji innych rozpuszczonych pierwiastków, a to jest jednym z głównych wyzwań podczas korzystania z solanek geotermalnych”. Przy tak wielu czynnikach, które należy wziąć pod uwagę, nie istnieje jedno uniwersalne rozwiązanie do ekstrakcji CRM z solanek geotermalnych. Zespół projektu CRM-geothermal zajmuje się opracowaniem szeregu technologii odpowiednich do różnych warunków.
Oceny ekonomiczne wydobycia CRM
Projekt bada korzyści z procesu podwójnego wydobycia. Wydobywanie ciepła zapewnia czyste źródło energii, a CRM dostarczają niezbędnych materiałów przemysłowych. Analiza przepływu materiałów (MFA) określa ilościowo dane wejściowe i wyjściowe procesu wydobycia, a także dostarcza informacji na potrzeby analizy kosztów i korzyści wydobycia. Połączone wydobycie ciepła i minerałów może zmaksymalizować zwrot z inwestycji, jednocześnie minimalizując wpływ na środowisko. W ramach projektu opracowywane są wytyczne dotyczące stosowania ramowej klasyfikacji zasobów ONZ (UNFC)(odnośnik otworzy się w nowym oknie) do oceny wykonalności geologicznej, technologicznej, społeczno-ekonomicznej i środowiskowej połączonych projektów wydobywczych. Zespół projektu CRM-geothermal przedstawi wyniki mapowania CRM w systemach geotermalnych w całej Europie w internetowym Atlasie CRM-Fluid, który jasno zilustruje dostępność zasobów CRM. Projekt CRM-geothermal, zapewniając praktyczne wskazówki dla przyszłych twórców projektów dotyczących odpowiednich metod ekstrakcji i zastosowania UNFC, przygotowuje drogę pod skuteczne przyjęcie wydobycia CRM z solanek geotermalnych.
