El auge de los vehículos eléctricos podría convertir el Mar de Salton en el Valle del Litio de Estados Unidos

Las cuadrillas se están preparando para desmantelar una pequeña planta geotérmica que ha estado operando durante meses a un par de millas de la costa sureste del Mar Salton, en un sitio conocido como Hell's Kitchen.

Un resistente equipo de 30 personas de Controlled Thermal Resources, con sede en Australia, ha estado manejando la planta en este rincón del Valle Imperial desde diciembre. Su tarea: afinar los planes para extraer litio y otros minerales valiosos, junto con energía geotérmica, de la salmuera hirviente que fluye a 8.000 pies debajo de una de las áreas sísmicamente más activas del país.

Si bien la exposición a las duras condiciones del desierto y a esa salmuera a 550 grados hace que parezca que el equipo ha estado funcionando durante años en lugar de cinco meses, el equipo no está desmantelando la torre, la turbina y los tanques de la planta de optimización porque algo salió mal. Por el contrario, durante uno de los recorridos finales por la planta, el director ejecutivo de la compañía, Rod Colwell, explicó que resolvieron los problemas y aumentaron la eficiencia hasta el punto de que están listos para pasar a la construcción de lo que probablemente será una de las primeras. Plantas geotérmicas de extracción de litio a escala comercial en el mundo.

El momento para un proyecto de este tipo no podría ser mucho mejor.

La capacidad del litio para cargar, recargar y transferir rápidamente mucha energía lo ha convertido, en los últimos 30 años, en el componente principal de las baterías que hacen funcionar todo, desde computadoras portátiles hasta marcapasos y teléfonos celulares. Ahora, el litio es el material elegido para las baterías para almacenar energía solar y eólica, y para alimentar vehículos eléctricos.

Ahora que California y otros lugares están tomando medidas para prohibir los nuevos vehículos propulsados ​​por gasolina tan pronto como en 2035, se espera que la demanda de litio duplique los suministros actuales para fines de esta década. Esto ha provocado la llamada “fiebre del oro blanco”, como un guiño al color blanco plateado del litio. Y, a nivel nacional, ningún lugar está recibiendo más atención que una zona de tierra cerca del Mar de Salton, que se encuentra sobre un profundo depósito de salmuera geotérmica que se cree que tiene la mayor concentración de litio del mundo.

La mayor parte del litio en bruto del mundo proviene ahora de Australia y América del Sur, donde se extrae mediante minería de roca dura o piscinas de evaporación masivas, lo que plantea problemas ambientales. Por lo general, ese material luego se envía a China u otros lugares lejanos para convertirlo en baterías de iones de litio, que luego se envían a las fábricas de los fabricantes de automóviles.

Dado que solo el 1% del litio utilizado en EE. UU. actualmente se obtiene localmente de un solo sitio en Nevada, el gobierno de EE. UU. declaró en 2021 el litio como un “mineral crítico”, lo que significa que su extracción es importante para la seguridad nacional. Los fondos tanto del proyecto de ley de infraestructura como de la Ley de Reducción de la Inflación se dedicaron a impulsar tanto la producción nacional de litio como la fabricación de baterías. Y el gobierno federal también está utilizando incentivos fiscales, destinados a reducir el costo efectivo de los vehículos eléctricos, para impulsar la producción estadounidense de importantes componentes de vehículos.

Las normas que entraron en vigor el 18 de abril limitaban un crédito fiscal de 7.500 dólares a los vehículos ensamblados en el país con minerales de Estados Unidos o sus aliados comerciales; en otras palabras, no de China. Si bien vehículos como Chevy Blazers y algunos Tesla Model 3 cumplen los requisitos, según una lista actualizada de vehículos eléctricos calificados del Departamento de Energía, los vehículos de Nissan, BMW y otros fabricantes de automóviles importantes no lo hacen. Eso hace que esos fabricantes se apresuren a conseguir litio local para que sus vehículos puedan tener un precio competitivo para los compradores estadounidenses.

Para adelantarse a la curva de demanda, Colwell dijo que Controlled Thermal Resources pretende comenzar a producir 25.000 toneladas de productos de litio aptos para baterías al año para 2025. Luego planean aumentar la capacidad hasta 2027, y eventualmente producir hasta 300.000 toneladas de litio al año. o suficiente para alimentar decenas de millones de baterías de vehículos eléctricos.

Los retrasos en la cadena de suministro han ralentizado parte de ese trabajo, dijo Colwell, y la producción de litio estaba originalmente programada para comenzar el próximo año. También ha habido problemas con la alineación entre los reguladores locales, estatales y federales, aunque dijo que están mejorando. Y reconoció que nadie ha resuelto todavía todos los detalles sobre, por ejemplo, cómo llegará su producto a las plantas de baterías o cuánto costará eventualmente.

"No sabemos lo que no sabemos", dijo Colwell. "No pretendemos que lo hayamos descubierto todo porque no hay precedentes de esto en ningún lugar del mundo".

Lo que sí sabe es que la demanda de litio es tan fuerte que, si bien Berkshire Hathaway y EnergySource también están llevando a cabo operaciones de extracción cerca del Mar de Salton, Colwell dijo que la dinámica ha comenzado a sentirse menos competitiva y más cooperativa en los últimos meses.

Él cree que las empresas, los reguladores y los miembros de la comunidad están comenzando a comprender la urgencia de lo que debe suceder en esta área en los próximos años. Como prueba, cita al gobernador Gavin Newsom visitando el sitio en marzo, mientras que los funcionarios del Departamento de Energía pasaron el lunes y el martes con Colwell y otras partes interesadas durante una reunión a puerta cerrada para discutir formas de mantener proyectos como el suyo en marcha.

"Si no lo hacemos, todos perderemos la ventana", dijo, lo que obligó a los fabricantes de automóviles a seguir recurriendo a China para mantener las líneas de producción de vehículos eléctricos en funcionamiento y reducir las emisiones de carbono.

Los visitantes de este lugar de otro mundo cerca de la pequeña ciudad de Niland pueden vislumbrar lo que sucede debajo de la superficie visitando una serie de ollas de barro justo al sur del sitio de Controlled Thermal Resorce. Los montículos en forma de cono alcanzan hasta dos metros y medio de altura. Inclínese y podrá escuchar el silbido del vapor y el estallido ocasional de burbujas. Sube a la cima y podrás ver agua fangosa que huele a azufre hirviendo desde las profundidades del subsuelo.

Las plantas de energía geotérmica han operado en esas condiciones, cerca del Mar Salton, durante 40 años. Hay 11 plantas de este tipo (diez administradas por Berkshire Hathaway y una por EnergySource) que ahora utilizan pozos para llevar la salmuera hirviendo a la superficie, donde genera suficiente vapor para hacer girar turbinas de energía limpia que alimentan a millones de hogares. Y hasta ahora, Colwell dijo que no hay señales de que esas operaciones hayan reducido los minerales, el calor o la presión en el yacimiento.

Hasta hace poco, las plantas geotérmicas enviaban toda la salmuera, incluido el litio licuado, de regreso a la tierra para ayudar a mantener estable el depósito geotérmico y evitar arrojar nada a la superficie, como sucede con este tipo de operaciones en algunos lugares. Pero ahora, los equipos de esas dos compañías junto con Recursos Térmicos Controlados, o CTR, están desarrollando sistemas para enviar primero la salmuera caliente a través de una serie de tuberías y tanques cerrados que extraen litio y otros minerales (más sobre esto pronto) antes de enviar todo lo demás. de nuevo bajo tierra.

¿Cuánto litio hay ahí abajo? Para obtener esa respuesta, todo el mundo está esperando los resultados de un estudio realizado por investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y la UC Riverside, que intenta cuantificar y caracterizar el suministro. En junio se publicará un informe, según Michael McKibben, profesor de investigación en geología de la UCR que estudió el Mar de Salton durante más de 50 años y trabajó en el informe. Pero, en términos generales, McKibben dijo que los resultados están en línea con predicciones anteriores sobre un enorme depósito geotérmico rico en litio.

"El problema al evaluar todo es que todavía están desarrollando la tecnología de extracción", dijo McKibben, quien es finalista de uno de los cinco equipos financiados con subvenciones que compiten para concretar un proceso que obtenga la mayor cantidad de litio al mejor precio con poco margen de beneficio. ningún daño ambiental.

Desde un punto de vista químico, dijo Colwell, el proceso para extraer minerales del estofado del embalse realmente no es tan complicado. Bromea diciendo que se podría “prácticamente ir a Lowe's” para conseguir el equipo necesario, con todo el proceso para extraer salmuera, capturar el vapor, extraer los minerales y enviar lo que queda al depósito completo en aproximadamente 40 minutos.

"Así es como se ensambla y organiza", dijo. “Ese es el arte”.

CTR obtuvo su primer gran voto de confianza en 2021, cuando General Motors anunció una inversión “multimillonaria” en las instalaciones de la compañía en Salton Sea. Eso le dio al gigante automotriz los primeros derechos sobre cualquier litio producido en el sitio, mientras GM busca expandir y estabilizar su lugar con cinco modelos Chevy y un Cadillac que ya están en la lista de créditos fiscales federales.

El pozo perforado para la planta de optimización de CTR pasará a formar parte de la planta dedicada a la producción de litio de GM. En lugar de utilizar un pozo de prueba, Colwell dijo que optaron por desarrollar un pozo a escala de producción de 12 millones de dólares que tardó 38 días en perforarse y es capaz de extraer hasta 12.000 toneladas de litio al año. De esa manera, pueden simplemente reemplazar el equipo de superficie de la planta de optimización con una planta a escala comercial que pronto estará en producción.

Y en lugar de intentar rediseñar las cosas para ampliarlas, Colwell dijo que planean simplemente replicar esta primera configuración probada, permitiendo a diferentes fabricantes de automóviles y baterías plantar sus banderas cerca de sus pozos y plantas dedicados.

Rod Colwell, director ejecutivo de Controlled Thermal Sources, en sus instalaciones de prueba de Hell's Kitchen cerca del Mar de Salton en Niland, CA, el miércoles 19 de abril de 2023. (Foto de Jeff Gritchen, Registro del Condado de Orange/SCNG)

Medidor de temperatura en las instalaciones de pruebas Hell's Kitchen de Controlled Thermal Sources cerca del Mar de Salton en Niland, California, el miércoles 19 de abril de 2023. (Foto de Jeff Gritchen, Registro del Condado de Orange/SCNG)

Instalación de pruebas Hell's Kitchen de Controlled Thermal Sources cerca del Mar de Salton en Niland, CA, el miércoles 19 de abril de 2023. (Foto de Jeff Gritchen, Registro del Condado de Orange/SCNG)

Tuberías de salmuera en las instalaciones de prueba Hell's Kitchen de Controlled Thermal Sources cerca del Mar de Salton en Niland, CA, el miércoles 19 de abril de 2023. (Foto de Jeff Gritchen, Registro del Condado de Orange/SCNG)

El segundo socio anunciado de la compañía es Stellantis, que fabrica Jeeps, Chryslers, Fiats y más. Stellantis se comprometió a comprar hasta 25.000 toneladas de hidróxido de litio apto para baterías por año, durante un período de 10 años, para su uso en su producción de vehículos electrificados en América del Norte.

Statevolt, una startup que recientemente compró 135 acres en el área para construir una enorme planta de fabricación de baterías, también firmó un acuerdo con CTR para obtener litio. Y Colwell dijo que están en conversaciones con otros dos importantes fabricantes de baterías que espera anunciar pronto.

Con el tiempo, dijo, CTR planea perforar unos 60 pozos. La mitad se usará para extraer salmuera hirviendo, mientras que la otra mitad se ubicará hasta a una milla de distancia, para inyectar los minerales no deseados y el agua restante bajo tierra lo suficientemente lejos como para que la salmuera alterada no interactúe con el material que están extrayendo durante años.

Idealmente, Colwell dijo que podrían enviar litio aún suspendido en agua a través de una tubería directamente a los fabricantes de baterías cercanos. De lo contrario, dijo que necesitarían deshidratar el litio suspendido en líquido y construir una planta de envasado de 85 millones de dólares para colocar bolsas de litio procesado en los camiones que circulan por la Interestatal 10 o en las líneas ferroviarias cercanas. Luego probablemente viajaría en barco a una refinería o planta de baterías, donde tendría que rehidratarse antes de empezar a utilizarse.

Hasta ahora, Colwell dijo que el precio del litio geotérmico se sitúa sólidamente entre el litio procedente de la minería de roca dura, que es el más caro, entre 9.000 y 11.000 dólares la tonelada, y el litio procedente de estanques evaporados, que ahora cuesta alrededor de 4.000 dólares la tonelada.

“Costaremos entre 5.000 y 6.000 dólares la tonelada”, dijo. "Pero estamos trabajando en eso".

La demanda de litio está impulsando este trabajo en la actualidad. Pero aproximadamente una quinta parte de los elementos de una tabla periódica pegada a la pared de un laboratorio portátil en el sitio de CTR están rodeados de rojo, lo que indica que esos elementos también están presentes en concentraciones variables en la salmuera geotérmica del área, que tiene aproximadamente un 23% de sólidos.

Emir Salas, químico principal de Controlled Thermal Sources, muestra salmuera con metales extraídos en sus instalaciones de prueba Hell's Kitchen cerca del Mar de Salton en Niland, California, el miércoles 19 de abril de 2023. (Foto de Jeff Gritchen, Registro del Condado de Orange/SCNG )

Salmuera en varias etapas del proceso de extracción en las instalaciones de prueba Hell's Kitchen de Controlled Thermal Sources cerca del Mar de Salton en Niland, CA, el miércoles 19 de abril de 2023. (Foto de Jeff Gritchen, Registro del Condado de Orange/SCNG)

Algunos son obvios en frascos de salmuera refinada colocados sobre el mostrador de un laboratorio, con una capa de rico manganeso azul (presente en una concentración cinco veces mayor que la de litio y necesaria en la fabricación de acero y otras industrias) asentada cerca del fondo. También está el zinc, que la planta de EnergySource ya extrae de su planta geotérmica cercana. El oro y la plata también están ahí. Pero, después del litio, el elemento que Colwell dijo que les interesa más es el potasio.

El potasio también es un ingrediente clave en los fertilizantes, que se utilizan en cantidades mucho mayores que las baterías. En este momento, Colwell explicó que la mayor parte del potasio proviene de Canadá, donde las fuentes rusas están cortadas desde que Putin invadió Ucrania. Así que Colwell dijo que vender potasio es una “fruta madura” que ni siquiera se tiene en cuenta en sus finanzas hasta la fecha, aunque estima que podrán producir 1 millón de toneladas de potasio por cada 25.000 toneladas de litio.

Tampoco han tenido en cuenta la sílice, que se crea como un molesto subproducto de la mayoría de los esfuerzos de recuperación de minerales. Las plantas geotérmicas en el área hoy pagan para depositar sílice en vertederos, dijo Colwell. Pero CTR ya está ganando dinero vendiendo sus residuos de sílice a un contratista de defensa cercano, que los está utilizando para fabricar cemento libre de carbono.

"Es cuando entras en algunas de estas otras cosas que realmente empieza a tener sentido económico", dijo Colwell.

El único producto, además del litio, que se incluye en los planes financieros de CTR es la energía geotérmica, que es lo que trajo a su empresa aquí hace más de una década.

Incluso después de utilizar energía geotérmica limpia para alimentar sus propias plantas y otras operaciones que se espera que surjan en las cercanías, CTR espera tener suficiente energía sobrante para vender en el mercado. Su objetivo es comenzar a producir casi 50 megavatios de energía renovable a finales de 204. A plena capacidad, el sitio de Hell's Kitchen podría alcanzar los 1.100 megavatios, o suficiente energía limpia para abastecer a alrededor de 1 millón de hogares.

Si bien los planes de CTR son grandes, la compañía es sólo una pieza de un enorme rompecabezas que los líderes locales, estatales y federales esperan armar en los próximos años para transformar el Valle Imperial.

Dibujo conceptual del campus de baterías/extracción de litio de Controlled Thermal Resources en el área de Hell's Kitchen en Salton Sea en Niland, California, el miércoles 19 de abril de 2023. (Foto de Jeff Gritchen, Registro del Condado de Orange/SCNG)

Está previsto que la intersección de las carreteras Pound y Davis sea la nueva ubicación para el campus de baterías/extracción de litio de Controlled Thermal Resources en el área de Hell's Kitchen en Salton Sea en Niland, CA, el miércoles 19 de abril de 2023. (Foto de Jeff Gritchen, Registro del Condado de Orange/SCNG)

Los líderes federales están ansiosos por ver que las instalaciones que fabrican y reciclan baterías de iones de litio también lleguen a esta área. Eso podría reducir nuestra dependencia de lugares como China, reforzar la seguridad nacional y garantizar que podamos seguir adelante con los planes para limpiar nuestros sectores de transporte.

Pero sus partidarios dicen que los planes para construir Lithium Valley también podrían crear hasta 12.000 nuevos empleos (de los cuales 1.400 solo en CTR), impulsar la construcción de viviendas asequibles y dar nueva vida a lo que durante mucho tiempo ha sido el condado más empobrecido de California.

"Si se hace correctamente, este esfuerzo será una oportunidad única en una generación con un tremendo potencial para un crecimiento económico transformador que podría generar empleos que sostengan a las familias y oportunidades económicas reales para los residentes más desatendidos de California".

Así es como el informe final de la Comisión Blue Ribbon sobre la extracción de litio en California, publicado en diciembre, explica lo que está en juego. El informe incluye 15 recomendaciones para un desarrollo responsable. Algunos, como los llamados a simplificar los permisos y agregar incentivos fiscales, se centran en reforzar estos proyectos. Otros, como exigir estudios de impacto en la salud y del agua, tienen como objetivo garantizar que estos proyectos no dañen a la gente ni al medio ambiente de la zona.

Los problemas con tasas elevadas de asma, provocadas por el polvo tóxico del mar contaminado y seco, son una gran preocupación para los residentes y futuros empleados de estas empresas, dijo Colwell. Por eso están trabajando en un plan para ayudar a mitigar el polvo en su sitio y desarrollar humedales cercanos, en un área que alguna vez fue rica en aves migratorias.

Situado en la cima de un volcán inactivo cercano, con el mar seco a un lado y el vapor saliendo de hileras de plantas geotérmicas al otro, es fácil ver lo importante que es hacerlo bien.

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