La domanda di litio per le batterie e altre tecnologie verdi sta esplodendo. L’industria deve sviluppare metodi sostenibili per rimuovere e trattare l’elemento da minerali e salamoie per evitare danni ambientali. La domanda di litio è alle stelle: si tratta di un elemento cruciale nelle tecnologie verdi, comprese le batterie in telefoni, computer portatili, auto elettriche e reti elettriche. Le batterie agli ioni di litio sono tra le migliori opzioni per mantenere la carica e fornire energia in modo efficiente.
Entro il 2025, la domanda di litio elementare dovrebbe essere tre volte superiore (150.000-190.000 tonnellate) rispetto al 2018. E entro il 2100, potrebbe salire a 400.000-700.000 tonnellate all’anno. In teoria, c’è abbastanza litio nel terreno per soddisfare tale necessità – circa 20 milioni di tonnellate (Mt) sono disponibili in riserve dove l’elemento è economico da estrarre, e quasi 90 Mt più risorse sono state identificate altrove.
La questione dell’estrazione del litio
Ma, in pratica, c’è un collo di bottiglia in tale produzione. È lento e costoso aprire nuove miniere e impianti di lavorazione, quindi la domanda potrebbe superare l’offerta nel prossimo decennio. L’Agenzia internazionale per l’energia (AIE) prevede che, entro il 2030, i produttori saranno in grado di soddisfare solo la metà delle esigenze dell’industria del litio, rispettando gli obiettivi di sostenibilità in linea con l’accordo sul clima di Parigi. I metodi utilizzati per estrarre e trattare il litio da rocce, dalle salamoie e dalle argille non sono all’altezza.
Nell’ultimo secolo sono cambiate di poco e si basano su processi meccanici e chimici inefficienti, dispendiosi e dannosi per l’ambiente. L’intera base dell’estrazione e della lavorazione del litio deve essere ripensata. Convenzionalmente, i minerali rocciosi vengono tostati a 1.100 ºC e poi cotti in acido a 250 ºC per liberare il litio nella sua forma solfata.
Il processamento chimico del litio puro
Successivamente, i metalli indesiderati vengono separati utilizzando una mezza dozzina di reazioni chimiche, che richiedono più calore e reagenti. Infine, la soluzione viene evaporata per lasciare carbonato di litio puro o idrossido di litio. Le salamoie sono trattate allo stesso modo, o possono essere lasciate all’esterno per evaporare per mesi a un anno – un tasso che è troppo lento per stimolare l’industria.
La lavorazione chimica del litio consuma anche molta energia e acqua: produce 1 tonnellata di sali di litio richiede circa la stessa quantità di energia elettrica di sei case americane in un anno (60 megawatt ad ora), così come il valore di una piccola piscina (70 metri cubi).
I dati attuali
A seconda della materia prima, la produzione di 1 tonnellata di litio o di sali di litio rilascia tra 3 e 17 tonnellate di anidride carbonica – da 2 a 11 volte quella di 1 tonnellata di acciaio, e più di un volo di andata e ritorno per un passeggero da San Francisco a New York (circa 1,5 tonnellate di CO2).
Tutto sommato, l’elaborazione rappresenta circa il 70% delle emissioni di CO2 associate alla produzione di litio; l’estrazione e il trasporto sono responsabili del resto. Dai nostri calcoli utilizzando i dati IEA, il totale di 3,6 milioni di tonnellate di CO2 nel 2020 per la lavorazione del litio. Entro il 2050, i dati dell’AIE suggeriscono che tali emissioni potrebbero crescere fino a 60 milioni di tonnellate di CO2 all’anno.
